Thuật ngữ nhà máy điện ảo (Virtual Power Plants - VPP) bắt đầu xuất hiện lần đầu tiên vào khoảng những năm 1990 và ngày càng phổ biến khi ngành năng lượng đang có những thay đổi nhanh chóng.

Nhà máy điện ảo là gì?

Nhà máy điện ảo (VPP) là một mạng lưới cho phép nhiều nhà sản xuất các nguồn năng lượng phân tán (như điện gió, điện mặt trời, điện sinh khối…) ở các tòa nhà thương mại, nhà ở, nông trại… tích hợp với nhau dựa trên nền tảng đám mây, để hoạt động theo thời gian thực như một nhà máy điện duy nhất.

Nhà máy điện ảo không phải là nhà máy điện tồn tại ở dạng vật lý thông thường mà là cách gọi một hệ thống quản lý các nguồn điện phân tán.

Đây chính là trung tâm xử lý các dữ liệu, tổng hợp công suất các nguồn năng lượng phân tán, giúp kết nối các điểm sản xuất điện (tòa nhà thương mại, nông trại, nhà ở…) với siêu máy tính nhằm huy động các nguồn năng lượng vào thị trường điện một cách thuận tiện, cung cấp và kiểm soát năng lượng cho thời gian cao điểm, đồng thời lưu trữ năng lượng thừa.

Nhà máy điện ảo là một phần trong hệ thống lưới điện thông minh (Smart Grid) mà các nước phát triển đang ứng dụng.

Mục tiêu của nhà máy điện ảo là giảm tải cho lưới điện bằng cách phân phối thông minh công suất do các đơn vị riêng lẻ tạo ra trong thời gian tải cao điểm. Việc phát điện và tiêu thụ điện năng của các đơn vị nối mạng trong nhà máy điện ảo được giao dịch trên sàn giao dịch năng lượng.

Công suất của VPP đôi khi có thể sánh ngang hoặc thậm chí vượt xa nhà máy điện truyền thống. Do đó, một trong những yêu cầu của VPP là phải đảm bảo các điểm sản xuất điện phải đủ một số lượng nhất định để tạo được một hệ sinh thái hoàn chỉnh.

Những lợi ích mà nhà máy điện ảo mang lại

Trong vận hành hệ thống điện, Việt Nam đang tập trung vào các nhà máy sản xuất điện lớn (thủy điện, nhiệt điện than, nhiệt điện khí), kể cả các nhà máy điện mặt trời, điện gió có công suất lớn để cung cấp năng lượng cho lưới điện.

Song song đó, Việt Nam cũng đang phát triển các nhà máy điện mặt trời nhỏ hơn, hệ thống điện mặt trời mái nhà, nhà máy điện sinh khối... Việc gia tăng nhanh chóng các nhà máy điện nhỏ và phân tán này, gây áp lực lớn lên hệ thống điện trong việc tính toán, dự báo, lựa chọn và điều khiển các nguồn điện tái tạo theo tình hình thời tiết từng giờ, đồng thời cắt giảm công suất phát điện của các nguồn khác nhau vào những thời điểm thích hợp để vừa đảm bảo đủ điện dùng, vừa đảm bảo an toàn lưới. 

Do đó, cần có những cách mới để quản lý tích hợp các nhà máy nhỏ, phân tán này. Một nhà máy điện ảo có thể làm được điều đó. Nhà máy điện ảo kết hợp nhiều nguồn năng lượng nhỏ lẻ, phân tán thành hệ sinh thái, đồng thời điều phối chúng thông qua một hệ thống phần mềm từ xa.

Với nhà máy điện ảo, có thể đem lại các lợi ích sau: 

- VPP cho phép sản xuất năng lượng với chi phí thấp hơn.

- VPP cung cấp cho nhà sản xuất sự linh hoạt trong công tác quản lý và giảm thiểu lượng khí thải CO2 mà họ tạo ra.

- Vì các điểm tiêu thụ năng lượng rất gần với những nơi năng lượng được tạo ra, nên giảm đáng kể thất thoát năng lượng trong quá trình tải điện, hệ thống này có thể làm cho các thành phố sử dụng năng lượng bền vững, hiệu quả hơn.

- Với xu thế giảm phát thải CO2, dự kiến sản lượng nhiệt điện than có thể giảm đến mức thấp nhất, thậm chí sẽ ngừng hoạt động, trong khi điện năng từ các nguồn tái tạo sẽ chiếm ưu thế. VPP sẽ hỗ trợ tốt sự phát triển điện mặt trời mái nhà trong quá trình chuyển đổi đó.

- Các nhà máy điện ảo sẽ ngày càng trở nên phổ biến khi những người tham gia thị trường (các nhà bán lẻ năng lượng) tận dụng các cơ hội kinh doanh mới nổi để tổng hợp công suất phát điện và lưu trữ lớn vào VPP.