Có thể nói trong những năm gần đây, cơ chế khuyến khích phát triển điện mặt trời tại Việt Nam (các Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg ngày 11/4/2017 và Quyết định số 13/2020/QĐ-TTg ngày 06/4/2020 của Thủ tướng Chính phủ) đã mang lại sự phát triển bùng nổ đối với năng lượng tái tạo nói chung và điện mặt trời nói riêng ở Việt Nam. Đến thời điểm hiện tại, tổng công suất lắp đặt về điện mặt trời trên cả nước đã đạt tới khoảng 19.400 MWp (trong đó có gần 9.300 MWp là điện mặt trời mái nhà), tương ứng khoảng 16.500 MW - chiếm khoảng 25% tổng công suất lắp đặt nguồn điện của hệ thống điện Quốc gia. 

Theo số liệu thống kê, toàn bộ sản lượng điện phát từ điện mặt trời trên toàn quốc trong cả năm 2020 là 10,6 tỷ kWh (trong đó riêng điện mặt trời mái nhà là 1,16 tỷ kWh), chiếm khoảng 4,3% tổng sản lượng huy động nguồn toàn hệ thống điện quốc gia.

Những khó khăn trong vận hành hệ thống điện khi tỷ trọng thành phần điện mặt trời ngày càng cao

Mặc dù nếu căn cứ số liệu thống kê là tổng công suất điện mặt trời chiếm khoảng 25% công suất lắp đặt nguồn điện toàn hệ thống nhưng với đặc điểm tự nhiên của điện mặt trời là phụ thuộc lớn vào thời gian nắng trong ngày, có nghĩa là nắng mạnh thì phát nhiều điện và tắt nắng thì không phát điện cũng đã bộc lộ những khó khăn, bất cập trong vận hành hệ thống điện. 

Do đặc điểm thời tiết từ tháng 9 trở về cuối năm có xu hướng lạnh dần nên phụ tải hệ thống điện quốc gia chuyển sang mẫu điển hình của mùa lạnh. Như số liệu ở trên, nếu tổng công suất điện mặt trời trên cả nước là 16.500 MW thì cũng đã tương đương khoảng 40% phụ tải toàn quốc vào lúc thấp điểm buổi trưa.

Từ hình dạng biểu đồ phụ tải ngày điển hình gần đây, có thể nhận thấy một số đặc điểm của vận hành hệ thống như ở hình trên, đó là: 

- Có thời điểm xảy ra hiện tượng thừa công suất vào giờ thấp điểm trưa khoảng từ 10h-14h (nhất là vào các ngày nghỉ cuối tuần, nghỉ lễ) do lúc này phụ tải xuống thấp nhưng bức xạ mặt trời lại tốt nhất trong ngày. 

- Mặt khác, vào giờ cao điểm tối (khoảng từ 17h30-18h30) là thời điểm mà nhu cầu tiêu thụ điện cao nhất trong ngày, hệ thống điện cần một lượng công suất phát điện khá lớn nhưng lúc này khả năng đáp ứng của hàng chục nghìn MW điện mặt trời hầu như không còn. Vì vậy, để đảm bảo cung cấp điện, hệ thống điện luôn cần phải duy trì sẵn sàng một số tổ máy phát điện truyền thống.

Bên cạnh hiện tượng chênh lệch về công suất phụ tải ở các thời điểm trong ngày, thì nhu cầu phụ tải giữa ngày làm việc và ngày nghỉ cũng có sự chênh lệch khá lớn. Trong đó giá trị chênh lệch giữa công suất đỉnh của ngày nghỉ và ngày thường trong tuần lên tới khoảng 5000 MW, nên vào những ngày nghỉ cuối tuần, Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia đã phải ngừng dự phòng nhiều tổ máy nhiệt điện than (NĐT) và tuabin khí (TBK) trên cơ sở đảm bảo đủ số tổ máy nối lưới tối thiểu theo điều kiện kỹ thuật của hệ thống (đảm bảo khả dụng, chế độ điện áp, giới hạn truyền tải,..).

Có thể thấy tỷ trọng của các nguồn năng lượng tái tạo trong hệ thống điện ngày càng tăng và kèm theo đó là tính bất ổn định trong vận hành cũng gia tăng tương ứng, cộng thêm nhiều nguyên nhân khách quan bất lợi như: (i) Phụ tải tăng trưởng thấp hơn dự kiến do ảnh hưởng của đại dịch COVID-19; (ii) Chênh lệch giữa phụ tải cao điểm và thấp điểm trong ngày rất lớn; (iii) Phụ tải cao điểm buổi chiều có công suất lớn nhưng không còn điện mặt trời hỗ trợ dẫn đến nhiều khó khăn cho công tác điều độ hệ thống điện.

Để đảm bảo an ninh, an toàn trong vận hành hệ thống điện, Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia không thể huy động toàn bộ công suất khả dụng của nguồn điện, trong đó có cả các nguồn năng lượng tái tạo như điện gió và điện mặt trời vào các giờ phụ tải thấp điểm vào buổi trưa, các ngày nghỉ cuối tuần hoặc các dịp lễ-tết, và ngay tới đây là dịp nghỉ Tết dương lịch và Tết Nguyên đán 2021.

Việc điều độ, huy động công suất các nhà máy điện trên hệ thống vẫn đã và đang được thực hiện thông qua hệ thống AGC (Automatic Generation Control) là hệ thống thiết bị tự động điều chỉnh tăng giảm công suất phát điện nhằm duy trì vận hành ổn định toàn hệ thống. Hệ thống này sẽ tự động giám sát và tối ưu hóa điều chỉnh công suất phát của các nhà máy điện, trong đó bao gồm các nhà máy điện năng lượng tái tạo theo thời gian thực, đảm bảo tính công khai, minh bạch trong việc điều độ vận hành hệ thống điện quốc gia.