Mây, giông có thể làm ảnh hưởng mạnh tới sản lượng điện mặt trời trong thời gian ngắn, ảnh hưởng trực tiếp đến vận hành lưới và giá điện trên thị trường. Ảnh: ABC News

Sự gia tăng nhanh chóng các nguồn năng lượng tái tạo, đang đặt ra nhiều thách thức cho các nhà quản lý, vận hành hệ thống điện do đặc tính phụ thuộc thời tiết, công suất biến động lớn.

Tại Úc, điện mặt trời mái nhà hiện chiếm quy mô lớn nhất trong cơ cấu nguồn điện. Để đảm bảo vận hành ổn định lưới điện có tỷ trọng năng lượng tái tạo cao, các nhà vận hành lưới điện nước này sử dụng công nghệ "dự báo tức thời" (nowcasting). Khác với mô hình dự báo thời tiết theo ngày giờ truyền thống, công nghệ này có thể tính toán lượng ánh nắng mặt trời tại biên độ thời gian ngắn (phút) và trong phạm vi rất nhỏ (vài trăm mét). 

Dữ liệu dự báo thu về được Cơ quan Điều hành Thị trường Năng lượng, các đơn vị vận hành lưới và các doanh nghiệp điện lực sử dụng để phân tích, đưa ra quyết định điều độ nguồn phát kịp thời, hạn chế biến động bất ngờ.

Điện mặt trời mái nhà hiện chiếm quy mô lớn nhất trong cơ cấu nguồn điện của Úc. Ảnh: ABC News

Úc là một trong những quốc gia đi đầu về dự báo năng lượng mặt trời nhờ lợi thế dữ liệu vệ tinh độ phân giải cao và thực tế vận hành lưới điện có tỷ trọng năng lượng tái tạo lớn.

Khi điện gió và điện mặt trời chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu nguồn, giá điện bán buôn tại nước này thuộc nhóm biến động mạnh trên thế giới do phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết. Biến động giá không chỉ ảnh hưởng đến các nhà phát điện mà còn tác động gián tiếp đến người tiêu dùng, bởi các công ty bán lẻ phải tăng chi phí phòng ngừa rủi ro khi giá tăng đột biến.

Trong trường hợp nguồn cung suy giảm mà không được bổ sung kịp thời, hệ thống có thể mất cân bằng cục bộ tại một số khu vực. Bởi vậy, dự báo chính xác sản lượng điện mặt trời cho phép đơn vị vận hành chủ động huy động nguồn thay thế, như nhà máy điện truyền thống hoặc hệ thống lưu trữ năng lượng, qua đó giảm mức độ biến động giá và nâng cao độ ổn định, liên tục của lưới điện.

Các đơn vị vận hành hệ thống pin lưu trữ có thể thu lợi lớn nhờ khai thác biến động giá điện bán buôn. Ảnh: ABC News

Công nghệ dự báo năng lượng mặt trời ngày càng chính xác hơn nhờ ứng dụng AI, giúp các nhà vận hành lưới điện lập kế hoạch tích trữ và phân phối điện hiệu quả, tận dụng tốt hơn cơ hội mua bán điện trên thị trường. Theo các chuyên gia, AI sử dụng dữ liệu lịch sử quy mô lớn để nhận diện quy luật và dự đoán xu hướng trong tương lai với chi phí tính toán thấp hơn, đạt độ chính xác tương đương, thậm chí vượt mô hình vật lý.

Khi các phương pháp học máy (machine learning) trong dự báo ngày càng phổ biến, ngành công nghiệp này có thể chuyển từ chuỗi mô hình dự báo truyền thống sang dự báo do AI điều khiển trực tiếp, giúp đơn giản hóa quy trình trong khi vẫn đảm bảo độ chính xác cao.