Tái tạo năng lượng từ mô hình Microgrid: khi sinh viên dám đương đầu với cái khó

Giáo dục
19/08/2023 11:40
Bùi Quang Mạnh ngay từ khi còn là cựu học sinh lớp chuyên Tin, trường THPT Nguyễn Trãi (Hải Dương) đã mong muốn học tập trong môi trường nghiên cứu. Với sự tin tưởng, động viên của gia đình, em đã lựa chọn khám phá ngành Tự động hóa tại hóa trường Điện - Điện tử (Đại học Bách khoa Hà Nội). Không phụ công của bản thân, Bùi Quang Mạnh - K64 Tự động hóa vừa xuất sắc giành 9.3 điểm cho một đề tài hóc búa, đạt giải Nhì tại khóa bảo vệ đồ án tốt nghiệp.
aa

Bùi Quang Mạnh ngay từ khi còn là cựu học sinh lớp chuyên Tin, trường THPT Nguyễn Trãi (Hải Dương) đã mong muốn học tập trong môi trường nghiên cứu. Với sự tin tưởng, động viên của gia đình, em đã lựa chọn khám phá ngành Tự động hóa tại trường Điện – Điện tử (Đại học Bách khoa Hà Nội). Không phụ công của bản thân, Bùi Quang Mạnh – K64 Tự động hóa vừa xuất sắc giành 9.3 điểm cho một đề tài hóc búa.

Khi sinh viên và nhà tuyển dụng gặp nhau tại lễ bảo vệ tốt nghiệp
Hơn 800 sinh viên SEEE của Đại học Bách khoa Hà Nội tham gia bảo vệ đồ án tốt nghiệp

tai tao nang luong tu mo hinh microgrid khi sinh vien dam duong dau voi cai kho
Bùi Quang Mạnh bảo vệ đồ án tốt nghiệp trước hội đồng ngày 15/8/2023. Ảnh Hương Duyên

Dấn thân vào cái khó và đặc biệt

Để chuẩn bị cho việc tốt nghiệp đại học, Mạnh bắt tay vào thực hiện đồ án với đề tài “Đáp ứng tần số của hệ thống microgrid dựa trên công nghệ nghịch lưu tạo lưới và bám lưới được cung cấp năng lượng từ tàu điện tại cảng và năng lượng gió ngoài khơi”. Đây là một đề tài mới, tài liệu trong nước không có, Mạnh và thầy giáo hướng dẫn – TS. Nguyễn Bảo Huy (CTI Lab4EV – trường Điện – Điện tử – Đại học Bách khoa Hà Nội) đã phải mày mò, tìm kiếm, và cái khó nhất chính là tài liệu tham khảo rất ít. “Đề tài của em có thể nói là đặc biệt vì chưa có ai làm, vừa liên quan đến lưới điện, hệ thống điện vừa liên quan kiến thức tự động hóa. Đây là hai chuyên ngành khác nhau của trường Điện – Điện tử, do đó, để hoàn thành được đồ án em đã phải học kiến thức cả hai bên để có thể cho ra được mô hình lưới điện mô phỏng như hiện nay” – Mạnh chia sẻ.

Không có con đường nào trải đầy hoa hồng, khó khăn tiếp diễn khó khăn, kiến thức là vô tận, tìm tài liệu thì như “mò kim đáy bể”, vậy nên tiếp tục hay dừng lại chọn đề tài khác là câu hỏi được lặp đi lặp lại nhiều lần đối với sinh viên Bùi Quang Mạnh.

Nhưng với bản lĩnh của chàng trai vùng đất “địa linh nhân kiệt”, Mạnh tự nhủ bản thân không được để những khó khăn như vậy làm chùn bước. Em kiên trì cùng thầy giáo hướng dẫn tìm kiếm tài liệu, từ tiếng Anh, tiếng Pháp đến tiếng Đức,… để có thể đúc rút những kinh nghiệm cho bản thân hoàn thiện đề tài một cách suôn sẻ.

tai tao nang luong tu mo hinh microgrid khi sinh vien dam duong dau voi cai kho
Bùi Quang Mạnh (áo trắng) đang được TS. Nguyễn Bảo Huy phân tích về mô hình của đề tài – Ảnh: Hương Duyên

Phát triển đề tài, bắt kịp xu thế

Microgrid hay còn gọi là lưới điện vi mô, là một hệ thống năng lượng điện có thể tự cung tự cấp, quy mô phục vụ cho một khu vực địa lý cụ thể như trong một trường đại học, bệnh viện, trung tâm thương mại hoặc khu đô thị, vùng hải đảo,…

Nhận thấy sự xuất hiện của các nguồn năng lượng tái tạo tại các bến cảng, hệ thống microgrid tại khu vực bến cảng đã và đang được phát triển rộng rãi trên đất liền và các hải đảo.

Tuy nhiên, bên cạnh vô số những lợi ích như giảm thiểu khí nhà kính, khí thải và tăng cường an ninh năng lượng, xu thế này có thể đặt ra một số thách thức. Chẳng hạn như yêu cầu năng lượng cao, cần có khung chính sách năng lượng cụ thể, đặc biệt liên quan đến sự thay đổi và sự gián đoạn của nguồn năng lượng tái tạo.

Đồ án đề xuất xây dựng một mô hình microgrid sử dụng những nguồn năng lượng bền vững gồm có một công nghệ đầy tiềm năng – grid -forming inverters (GFMI) với nguồn năng lượng từ gió biển, theo sau là bộ biến tần bám lưới (GFLI) được cung cấp bởi một tàu điện trên bờ và một thành phần của lưới điện truyền thống là máy phát điện đồng bộ. Mô hình microgrid được xây dựng trên MATLAB/Simulink bằng phương pháp biểu diễn Energetic Macroscopic Representation (EMR).

Ngoài ra, một chiến lược điều khiển được thiết kế nhằm cải thiện hiệu suất của hệ thống bao gồm ổn định điện áp, ổn định tần số và hiệu suất tổng thể của hệ thống. Điểm mới của đề tài là ứng dụng công cụ EMR để tổ chức mô hình hệ thống và phát triển cấu trúc điều khiển.

Đóng góp chính của bài nghiên cứu được hội đồng bảo vệ đồ án đánh giá cao chính là kết quả đánh giá về sự ảnh hưởng của trở kháng đường dây lên sự dao động của tần số lưới bằng cách sử dụng vòng khóa pha (PLL) và thuật toán biến đổi Fast Fourier (FFT). Trước khi đề xuất giải pháp khắc phục nhằm ổn định tần số lưới điện, đồ án cũng cung cấp một cái nhìn tổng quan về các phương pháp điều chỉnh tần số cho lưới điện, những thách thức hiện tại của hệ thống và hướng nghiên cứu trong tương lai.

tai tao nang luong tu mo hinh microgrid khi sinh vien dam duong dau voi cai kho
Mô phỏng cấu hình lưới điện siêu nhỏ. Tư liệu từ đồ án tốt nghiệp

TS. Nguyễn Bảo Huy cho biết, đây là một đề tài rất hay. Mạnh đã tìm ra được vấn đề mà người khác chưa nhìn thấy, cũng như bản thân rất biết cách học hỏi, sáng tạo.

Bài toán đặt ra hiện nay chính là vấn đề chuyển dịch năng lượng, các nguồn năng lượng truyền thống đang dần chuyển sang nguồn năng lượng bền vững. Những nguồn năng lượng này sẽ được kết nối với các lưới điện, tỷ trọng điện tử công suất trong các lưới điện càng ngày càng cao. Nếu như trước đây, năng lượng tái tạo mới chỉ chiếm được một tỷ trọng nhỏ, các bộ biến đổi điện tử công suất chủ yếu làm việc ở chế độ bám theo lưới điện, điện áp và tần số là do lưới điện duy trì, các bộ biến đổi sẽ bám theo lưới. Càng ngày điện tử công suất càng nhiều, dần dần đóng vai trò tạo lưới,…

Đây là một đề tài mới cả trong nghiên cứu học thuật và công nghiệp. Ngành điện ở Việt Nam đang là một trong những ngành đổi mới sáng tạo cao, tỷ trọng năng lượng tái tạo cũng đang chiếm nhiều ưu thế. Bài toán của Mạnh đang bắt “trend” với tình hình hiện nay.

“Đề tài đã đưa ra được khảo sát về biến động tần số ở trong lưới điện, có sự tham gia của các bộ biến đổi điện tử công suất,… Mạnh đã chỉ ra được một điều rất thú vị đó là, tần số của lưới điện không thay đổi quá nhiều nhưng để điều khiển điện tử công suất thì cần có các bộ ước lượng tần số đó, mà tần số ước lượng được lại dao động mạnh. Đây cũng là tiền đề để triển khai, phát triển những bước tiếp theo sau này của đề tài”, TS.Nguyễn Bảo Huy nhấn mạnh.

Tại buổi bảo vệ đồ án tốt nghiệp, TS. Đỗ Mạnh Cường, là một trong những thành viên hội đồng phản biện đề tài đã đánh giá cao kết quả nghiên cứu của sinh viên Bùi Quang Mạnh. Theo TS. Đỗ Mạnh Cường đây không chỉ là một đề tài hay, có tính đột phá, tìm được những điểm mới, điểm mạnh mà thực tế hiện nay đang cần, đề tài còn có thể phát triển một cách tốt hơn nữa trong tương lai khi đưa vào ứng dụng thực tế.

Từ kết quả nghiên cứu này, Mạnh cho biết, đề tài này cũng sẽ được báo cáo tại Hội nghị quốc tế về ngành Điện – Điện tử IECON 2023 vào tháng 10 tới tại Singapore.

tai tao nang luong tu mo hinh microgrid khi sinh vien dam duong dau voi cai kho
Sinh viên Bùi Quang Mạnh tự hào đã trở thành một người của Bách khoa thực thụ. Ảnh Hương Duyên

Ngoài việc tham gia vào nghiên cứu, Quang Mạnh cũng rất năng nổ tham gia các hoạt động ngoại khóa của trường, từ năm thứ nhất em đã tham gia vào đội hỗ trợ việc làm và sự kiện Bách khoa HES. Có thể thấy, với tình yêu, đam mê và khát vọng của tuổi trẻ, Bùi Quang Mạnh đã trở thành một Baker thực sự và dần chinh phục được bản thân. Khi chúng tôi hoàn thành bài viết này cũng là lúc Mạnh đang trên hành trình đến nước Mỹ để học tiến sĩ.

Duyên Nguyễn – Đỗ Phương

ar
Tin bài khác
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/4/2026: Tuổi Tuất khởi sắc, tuổi Dần có thể bị lợi dụng

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/4/2026: Tuổi Tuất khởi sắc, tuổi Dần có thể bị lợi dụng

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 14/4/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 13/04: VN Index đảo chiều nhờ lực kéo từ họ Vin, thị trường giữ nhịp hồi phục

Thị trường chứng khoán ngày 13/04: VN Index đảo chiều nhờ lực kéo từ họ Vin, thị trường giữ nhịp hồi phục

Mở cửa tuần giao dịch mới trong sắc đỏ do tác động từ thông tin đàm phán Mỹ - Iran không đạt thỏa thuận, thị trường chịu áp lực điều chỉnh khá rõ trong nửa đầu phiên. Tuy nhiên, lực cầu bất ngờ gia tăng mạnh ở nhóm Vingroup, đặc biệt là VIC, đã giúp VN Index đảo chiều tăng gần 9 điểm khi đóng cửa, qua đó duy trì quán tính hồi phục ngắn hạn.
Phát biểu của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm tại Hội nghị quán triệt và triển khai Nghị quyết Hội nghị Trung ương 2 khóa XIV

Phát biểu của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm tại Hội nghị quán triệt và triển khai Nghị quyết Hội nghị Trung ương 2 khóa XIV

Sáng 13/4, tại Hà Nội, Bộ Chính trị, Ban Bí thư Trung ương Đảng đã tổ chức Hội nghị toàn quốc nghiên cứu, học tập, quán triệt và triển khai thực hiện Nghị quyết Hội nghị lần thứ hai Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XIV. Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm dự và phát biểu chỉ đạo Hội nghị. Tạp chí Tự động hoá Ngày nay trân trọng giới thiệu toàn văn phát biểu của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm.
Mô hình hóa và dự đoán phát thải carbon công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh bằng học máy

Mô hình hóa và dự đoán phát thải carbon công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh bằng học máy

Nghiên cứu này so sánh bốn mô hình gồm Hồi quy tuyến tính, ARIMA, SVR và Rừng ngẫu nhiên trong dự báo phát thải CO₂ công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả cho thấy Hồi quy tuyến tính đa biến (MLR) và SVR tối ưu đạt hiệu năng tốt nhất, với R² lần lượt là 0,932 và 0,923, trong khi Random Forest và ARIMA cho R² âm do hạn chế của bộ dữ liệu chuỗi thời gian nhỏ (n = 52). Phân tích cũng xác nhận giao thông vận tải là động lực ngoại sinh quan trọng nhất đối với phát thải CO₂ công nghiệp của thành phố. Trên cơ sở đó, mô hình MLR ước tính phát thải CO₂ công nghiệp năm 2026 đạt 123,79 Mt CO₂, cung cấp cơ sở tham khảo cho lựa chọn mô hình và ưu tiên giảm phát thải theo ngành.
Hợp tác Việt - Nga: Kỳ vọng bứt phá từ liên kết công nghiệp địa phương

Hợp tác Việt - Nga: Kỳ vọng bứt phá từ liên kết công nghiệp địa phương

Diễn đàn doanh nghiệp “tỉnh Sverdlovsk (Nga) - Việt Nam: Các xu hướng hợp tác công nghiệp hiện nay” diễn ra ngày 8/4 tại Hà Nội đã thu hút đông đảo doanh nghiệp, hiệp hội và cơ quan quản lý hai nước, mở ra nhiều cơ hội kết nối cung - cầu, thúc đẩy hợp tác trong các lĩnh vực công nghiệp, năng lượng và công nghệ.
VAA thúc đẩy hợp tác công nghệ với đoàn doanh nghiệp tỉnh Sverdlovsk (Nga)

VAA thúc đẩy hợp tác công nghệ với đoàn doanh nghiệp tỉnh Sverdlovsk (Nga)

Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA) đã có buổi tiếp đón và làm việc với đoàn doanh nghiệp tỉnh Sverdlovsk (Liên bang Nga), mở ra nhiều cơ hội hợp tác trong các lĩnh vực cơ khí, tự động hóa, vật liệu và năng lượng.
Nhận định phiên giao dịch ngày 13/4: Có thể giải ngân từng phần tại các nhịp rung lắc

Nhận định phiên giao dịch ngày 13/4: Có thể giải ngân từng phần tại các nhịp rung lắc

Phiên giao dịch ngày mai được dự báo tiếp tục xu hướng hồi phục trong ngắn hạn nhưng sẽ xuất hiện các nhịp rung lắc khi tiến gần vùng kháng cự. Nhà đầu tư có thể cân nhắc giải ngân từng phần, ưu tiên các cổ phiếu có xu hướng tăng rõ ràng.
[E-Magazine] Điều khiển học và giới hạn đạo đức của tự động hóa

[E-Magazine] Điều khiển học và giới hạn đạo đức của tự động hóa

Điều khiển học khởi sinh từ phòng thí nghiệm giữa thế kỷ XX, nhưng hôm nay đã trở thành nền tảng vận hành của quốc gia số. Khi vòng phản hồi không chỉ điều chỉnh máy móc mà điều chỉnh cả hành vi con người, vấn đề không còn là năng suất mà là chủ quyền, trách nhiệm và giới hạn đạo đức của quyền lực công nghệ.
Hội An và Đà Nẵng dẫn đầu bảng xếp hạng điểm đến "ít người biết" nhưng giàu trải nghiệm toàn cầu

Hội An và Đà Nẵng dẫn đầu bảng xếp hạng điểm đến "ít người biết" nhưng giàu trải nghiệm toàn cầu

Hai điểm đến nổi tiếng của Việt Nam là Hội An và Đà Nẵng vừa được vinh danh ở hai vị trí cao nhất trong bảng xếp hạng những địa điểm du lịch độc đáo, chi phí hợp lý do tạp chí Travel + Leisure công bố, tiếp tục khẳng định sức hút của du lịch Việt trên bản đồ thế giới.
Astrotales’26: Ourania và tìm hiểu thiên văn học qua trải nghiệm khám phá vũ trụ

Astrotales’26: Ourania và tìm hiểu thiên văn học qua trải nghiệm khám phá vũ trụ

Lấy cảm hứng từ hành trình khám phá vũ trụ của nhân loại và hình tượng nữ thần bầu trời Ourania, Ban Tổ chức Astrotales’26: Ourania lựa chọn chủ đề du hành xuyên thời gian, tái hiện các cột mốc lịch sử thiên văn học qua góc nhìn sáng tạo và giàu tính tương tác. Sự kiện mở ra một thế giới nơi người tham gia không chỉ quan sát mà còn trực tiếp “bước vào” dòng chảy thời gian, khám phá những thành tựu vĩ đại đã đưa con người tiến gần hơn tới các vì sao.
song-gia-tri