Biểu đồ phụ tải ngày là đường cong cho biết cả hệ thống điện tiêu thụ bao nhiêu công suất ở từng thời điểm trong 24 giờ. Nó thấp nhất vào khoảng nửa đêm về sáng, leo dốc khi mọi người thức dậy và đi làm, có đỉnh vào giữa trưa hoặc đầu buổi tối tuỳ mùa, rồi hạ dần về đêm. Người điều độ dựa vào hình dáng đường cong này để quyết định nhà máy nào chạy suốt ngày đêm, nhà máy nào chỉ bật lên vài giờ cao điểm, và vì sao điện giờ cao điểm đắt hơn.
Đọc một biểu đồ phụ tải
Trục ngang là giờ trong ngày, trục dọc là công suất, tính bằng MW. Đường cong không phải là sản lượng điện cả ngày (tính bằng MWh hay kWh), mà là "cường độ" dùng điện ở từng thời điểm. Diện tích nằm dưới đường cong mới là tổng điện năng trong ngày.
Có ba con số người trong nghề hay nhìn đầu tiên:
- Công suất cực đại (Pmax): đỉnh cao nhất trong ngày. Hệ thống phải có đủ nguồn và đường dây cho đúng khoảnh khắc này, dù nó chỉ kéo dài vài chục phút.
- Công suất cực tiểu (Pmin): đáy thấp nhất, thường rơi vào 2–4 giờ sáng. Những nhà máy chạy liên tục phải hạ được xuống mức này mà không thừa.
- Hệ số phụ tải: công suất trung bình chia cho công suất cực đại. Hệ số càng gần 1 thì đường cong càng phẳng, nhà máy càng được dùng hiệu quả.
Khoảng cách giữa Pmax và Pmin là thứ làm khó người điều độ nhất. Nếu đỉnh gấp rưỡi đáy, nghĩa là có cả một nhóm nhà máy chỉ được dùng vài giờ mỗi ngày nhưng vẫn phải xây, bảo dưỡng và trả lương vận hành quanh năm.
Một ngày của lưới điện, từ nửa đêm đến nửa đêm
Hình dáng chi tiết mỗi nước mỗi khác, nhưng ở một nước nhiệt đới như Việt Nam, một ngày làm việc mùa nóng thường diễn ra theo nhịp sau:
| Khung giờ | Chuyện gì xảy ra | Hình dáng đường cong |
|---|---|---|
| 0h – 5h | Phần lớn mọi người ngủ, còn nhà máy chạy ca đêm, đèn đường, điều hoà phòng ngủ | Đáy thấp nhất trong ngày |
| 5h – 8h | Thức dậy, đun nấu, bơm nước, nhà máy vào ca | Dốc lên nhanh |
| 8h – 11h | Công sở, nhà xưởng, trường học chạy đủ; nắng lên, điều hoà bật | Leo tiếp, gần đỉnh |
| 11h – 14h | Nắng gắt nhất, điều hoà chạy hết công suất; một số nơi nghỉ trưa | Đỉnh trưa, có thể võng nhẹ giờ nghỉ |
| 14h – 17h | Làm việc buổi chiều, nhiệt độ còn cao | Cao, đi ngang |
| 17h – 21h | Mọi người về nhà, nấu ăn, bật đèn, ti vi, điều hoà, máy giặt; đèn đường bật | Đỉnh tối |
| 21h – 24h | Hoạt động thưa dần | Dốc xuống |
Ở nhiều nước, đỉnh trong ngày chuyển dần theo thời gian. Khi điều hoà phổ biến, đỉnh trưa và đầu chiều mùa nóng lớn lên. Khi điện mặt trời mái nhà phổ biến, phần tiêu thụ ban trưa được "che" bớt, và gánh nặng dồn sang đỉnh tối lúc mặt trời lặn. Câu chuyện ấy dẫn tới hình dạng nổi tiếng gọi là "đường cong vịt".
Theo tuần, theo mùa và ngày Tết
Ngày thường và cuối tuần
Chủ nhật, phụ tải công nghiệp giảm rõ rệt, đường cong thấp hơn và đỉnh sáng mờ đi. Thứ Hai có buổi sáng dốc đứng khi các nhà máy khởi động lại dây chuyền. Người lập phương thức luôn dự báo riêng cho từng loại ngày, không dùng chung một khuôn.
Mùa nóng
Ở miền Bắc, những đợt nắng nóng đầu hè thường đẩy phụ tải lên mức cao nhất năm, chủ yếu do điều hoà và quạt. Một đợt nóng kéo dài vài ngày có thể làm đỉnh tăng hơn hẳn so với tuần trước đó. Ở miền Nam nhiệt độ ít biến động hơn nên phụ tải đều hơn quanh năm.
Tết Nguyên đán
Tết là quãng phụ tải thấp nhất năm. Nhà máy, công sở nghỉ, nhiều người về quê. Với điều độ, đây lại là thời gian khó: phụ tải thấp quá thì các tổ máy lớn phải hạ sâu hoặc ngừng hẳn, điện áp ở một số nút lưới có thể tăng cao do đường dây dài mang tải nhẹ, và vẫn phải giữ đủ dự phòng cho đêm giao thừa, khi hàng triệu hộ cùng bật đèn, bật bếp.
Sự kiện bất ngờ
Ở Anh có một hiện tượng nổi tiếng gọi là "TV pickup": khi một chương trình truyền hình được nhiều người xem kết thúc hoặc tới giờ nghỉ giữa hiệp một trận bóng lớn, hàng triệu người cùng đứng dậy bật ấm đun nước pha trà. Phụ tải nhảy vọt trong vài phút. Các điều độ viên ở đó theo dõi lịch phát sóng và chuẩn bị sẵn thuỷ điện tích năng để đón cú nhảy này. Ví dụ hay được nhắc là trận bán kết World Cup 1990 giữa Anh và Tây Đức.
Nhà máy nền, nhà máy lưng chừng, nhà máy đỉnh
Từ hình dạng đường cong, các nhà máy được chia vai, như một đội bóng có cầu thủ đá trọn trận và cầu thủ dự bị vào sân vài phút cuối.
| Vai | Đặc điểm cần có | Nguồn thường đảm nhận |
|---|---|---|
| Nền (base load) | Chi phí nhiên liệu thấp, chạy ổn định lâu, không thích tăng giảm nhiều | Nhiệt điện than, điện hạt nhân ở nước có, thuỷ điện lớn mùa nước |
| Lưng chừng (bám tải) | Tăng giảm được trong ngày với chi phí hợp lý | Tuabin khí chu trình hỗn hợp, thuỷ điện có hồ điều tiết |
| Đỉnh (peak) | Khởi động nhanh, chạy vài giờ; chi phí mỗi kWh cao | Tuabin khí chu trình đơn, máy phát diesel, thuỷ điện tích năng, pin lưu trữ |
Thuỷ điện có vai trò đặc biệt: nó có thể tăng từ không lên đầy tải trong vài phút, nên ở nước nhiều thuỷ điện như Việt Nam, các nhà máy thuỷ điện có hồ thường được giữ để "cắt đỉnh", tức phát mạnh vào giờ cao điểm và tích nước giờ thấp điểm.
Vì sao điện giờ cao điểm đắt hơn
Đơn giản là vì kWh cuối cùng của đỉnh do nhà máy đắt nhất cung cấp. Một tuabin khí chạy dầu chỉ vài trăm giờ mỗi năm vẫn phải được trả đủ để bù chi phí xây dựng. Thêm nữa, giờ cao điểm là lúc đường dây và máy biến áp chịu tải nặng nhất, tổn thất lớn nhất.
Biểu giá theo thời gian sử dụng (giờ cao điểm, bình thường, thấp điểm) áp dụng cho khách hàng sản xuất, kinh doanh là cách truyền tín hiệu giá này tới người dùng. Khung giờ cụ thể được quy định trong văn bản về giá điện và đã được điều chỉnh vài lần theo sự thay đổi của biểu đồ phụ tải, nên muốn biết khung giờ đang áp dụng, cần xem văn bản hiện hành hoặc hỏi công ty điện lực.
Dự báo phụ tải: nghề đoán trước đường cong
Mỗi ngày, bộ phận phương thức phải vẽ trước đường cong của ngày mai. Đầu vào gồm: số liệu cùng kỳ những ngày tương tự, dự báo nhiệt độ và độ ẩm từng vùng, lịch lễ, sự kiện, và ngày nay là dự báo bức xạ mặt trời vì điện mái nhà làm giảm phụ tải mà lưới "nhìn thấy". Sai số vài phần trăm ở đỉnh đã có thể là chênh nhau cỡ một nhà máy lớn.
Ngoài dự báo ngày tới, còn có dự báo tuần, tháng, năm, và dự báo dài hạn nhiều năm để quyết định xây thêm nhà máy và đường dây nào. Nhưng chính dự báo ngày tới là thứ quyết định ca trực ngày mai có êm hay không.
Góc nhìn hôm nay: làm phẳng đường cong từ nhà mình
Mỗi hộ gia đình là một mẩu nhỏ của biểu đồ phụ tải. Vài thói quen giúp đường cong phẳng hơn mà không phải hy sinh tiện nghi:
- Dời máy giặt, máy rửa bát, bơm nước lên bồn sang buổi sáng sớm hoặc khuya nếu thiết bị có hẹn giờ.
- Đặt điều hoà ở mức nhiệt vừa phải và làm mát phòng trước khi cao điểm tối bắt đầu thay vì bật hết công suất đúng lúc mọi người về nhà.
- Sạc xe điện qua đêm thay vì cắm ngay lúc về nhà buổi tối.
- Doanh nghiệp có thể tham gia các chương trình điều chỉnh phụ tải (demand response) mà ngành điện tổ chức: giảm tải vài giờ khi được báo trước và nhận ưu đãi.
Muốn tận mắt thấy đường cong, nhiều nhà vận hành hệ thống điện nước ngoài có biểu đồ phụ tải trực tuyến cập nhật vài phút một lần. Ở Việt Nam, các báo cáo vận hành và tin tức của ngành điện thường công bố phụ tải đỉnh trong những đợt nắng nóng.
Câu hỏi thường gặp
Biểu đồ phụ tải là gì?
Biểu đồ phụ tải là đường cong thể hiện công suất điện tiêu thụ của một hệ thống, một khu vực hay một khách hàng theo thời gian. Biểu đồ phụ tải ngày cho thấy lúc nào dùng điện nhiều, lúc nào ít trong 24 giờ, và là căn cứ để điều độ lập kế hoạch huy động nguồn.
Giờ cao điểm điện là mấy giờ?
Giờ cao điểm là khung giờ hệ thống điện chịu tải lớn nhất, thường rơi vào cuối buổi sáng đến đầu chiều và buổi tối. Khung giờ tính giá cụ thể do văn bản về biểu giá điện quy định và đã thay đổi theo thời gian, nên cần xem văn bản đang có hiệu lực.
Vì sao phụ tải điện thấp nhất vào ban đêm?
Từ nửa đêm đến khoảng 4–5 giờ sáng, phần lớn công sở, cửa hàng đóng cửa và các hộ gia đình ngủ, chỉ còn tải nền như tủ lạnh, đèn đường, nhà máy chạy ca đêm. Vì thế đường cong xuống đáy trong khoảng thời gian này.
Hệ số phụ tải là gì?
Hệ số phụ tải là tỷ số giữa công suất trung bình và công suất cực đại trong một khoảng thời gian. Hệ số cao nghĩa là đường cong phẳng, nguồn và lưới được dùng đều đặn; hệ số thấp nghĩa là có nhiều công suất chỉ dùng vào lúc đỉnh.
Tết phụ tải điện giảm bao nhiêu?
Trong những ngày Tết, phụ tải giảm mạnh so với ngày thường vì sản xuất và công sở nghỉ. Mức giảm cụ thể thay đổi từng năm. Đây là thời gian điều độ phải xử lý tình trạng thừa nguồn và điện áp cao chứ không phải thiếu điện.
