Tương lai của các nhà máy điện: Vận hành tự động và trung tâm điều khiển từ xa
Khi quá trình số hóa tăng tốc, các giải pháp tự động hóa dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI) đang tối ưu hóa hoạt động của các nhà máy điện. Robot, trung tâm điều khiển từ xa và hệ thống chẩn đoán dự đoán đang đóng vai trò trung tâm trong giai đoạn chuyển đổi này.
Tự động hóa và quản lý từ xa trong thế hệ điện mới
Khi số hóa và AI phát triển, khả năng vận hành nhà máy không người trở thành hiện thực rõ ràng hơn. Các doanh nghiệp ngày càng áp dụng các giải pháp điều khiển từ xa, hợp nhất nhiều phòng điều khiển thành các trung tâm quản lý tập trung. Cách tiếp cận này giúp tinh giản quy trình và nâng cao hiệu quả vận hành.
Các tập đoàn năng lượng lớn đang nhanh chóng điều chỉnh mô hình hoạt động để chuẩn bị cho tương lai của hệ thống điện. Nhiều nhà cung cấp dịch vụ đang phát triển các giải pháp tự động hóa, dựa trên phân tích dữ liệu AI tiên tiến, giúp nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của nhà máy điện.
Robot tự hành và ứng dụng drone trong nhà máy điện
Một ví dụ điển hình cho xu hướng tự động hóa là việc tích hợp công nghệ máy bay không người lái (drone). Theo nghiên cứu của GlobalData về drone trong ngành năng lượng, thị trường này dự kiến đạt giá trị 57 tỷ USD vào năm 2030, được thúc đẩy bởi nhu cầu ứng dụng thương mại trong hạ tầng năng lượng.
Trong bảo trì nhà máy điện, drone và robot đang dần thay thế các phương pháp kiểm tra thủ công, giúp giảm chi phí và thời gian bảo dưỡng định kỳ. Các drone tích hợp công nghệ LiDAR và camera nhiệt có thể phát hiện chính xác các bất thường như điểm nóng, rò rỉ hoặc ăn mòn mà không cần con người can thiệp. Nhờ đó, nhà vận hành có thể phản ứng nhanh với sự cố tiềm ẩn trước khi chúng gây ra hư hỏng nghiêm trọng.
Được trang bị cảm biến tiên tiến, camera độ phân giải cao và hệ thống điều hướng tự động, các drone có thể hoạt động trong môi trường phức tạp như trang trại điện mặt trời, tuabin gió hay nhà máy điện. Dữ liệu thu thập được truyền trực tiếp lên nền tảng đám mây, nơi bộ công cụ Omnivise do AI điều khiển xử lý và phân tích theo thời gian thực. Siemens Energy, một trong những đơn vị tiên phong, đang phát triển phần mềm điều hướng cho phép robot di chuyển hoàn toàn tự động trong nhà máy, tiếp cận khu vực nguy hiểm, thu thập dữ liệu và thậm chí thực hiện bảo dưỡng nhỏ – tạo nên chu trình giám sát và chẩn đoán khép kín.
Bảo trì dự đoán và mô hình số (Digital Twin)
Hệ thống bảo trì dự đoán, được hỗ trợ bởi drone và phân tích dữ liệu thời gian thực, có thể dự báo chính xác nhu cầu bảo dưỡng của thiết bị, từ đó giảm thời gian ngừng máy, tối ưu phân bổ nguồn lực và kéo dài tuổi thọ thiết bị quan trọng.
Song song đó là mô hình digital twin – bản sao kỹ thuật số của tài sản vật lý – được sử dụng để mô phỏng kịch bản vận hành, thử nghiệm chiến lược bảo trì và đào tạo nhân viên trong môi trường an toàn. Các mô hình này giúp dự đoán sự cố và kiểm chứng cải tiến trước khi triển khai thực tế.
Một công nghệ then chốt khác là biểu đồ tri thức (knowledge graph) – cơ sở dữ liệu đặc biệt giúp AI hiểu mối quan hệ phức tạp giữa các thiết bị trong nhà máy. Nhờ đó, khi hai thiết bị (ví dụ: bơm và van) cùng gặp sự cố, hệ thống có thể suy luận nguyên nhân chung dù không có liên kết chức năng trực tiếp.
Ngoài ra, hệ thống năng lượng số hóa còn có khả năng phản ứng linh hoạt với biến động thị trường và nhu cầu lưới điện. Điều này đặc biệt quan trọng khi ngày càng nhiều nguồn năng lượng phân tán và tái tạo được tích hợp vào lưới, đòi hỏi khả năng quản lý thông minh và thích ứng nhanh.
Trung tâm điều khiển tập trung (ROC) và vận hành từ xa
Các trung tâm điều hành từ xa (Remote Operation Centres – ROC) là trọng tâm của quá trình chuyển đổi số này. Các giải pháp ROC hiện đại cho phép quản lý nhiều cơ sở từ một vị trí trung tâm, bất kể khoảng cách địa lý. Việc hợp nhất dữ liệu theo thời gian thực không chỉ nâng cao chất lượng ra quyết định mà còn giảm đáng kể nhân sự và chi phí vận hành.
Siemens Energy hiện vận hành các trung tâm ROC tại Vương quốc Anh, Đức và Argentina, cung cấp dịch vụ giám sát, chẩn đoán và vận hành 24/7. Chẳng hạn, trung tâm ROC ở Newcastle (Anh) đang giám sát và hỗ trợ quá trình chạy thử một nhà máy điện mới tại xứ Wales, cách đó 500 km. Khi đi vào hoạt động, toàn bộ nhà máy sẽ được điều khiển hoàn toàn từ ROC này.
Việc chuyển sang mô hình vận hành tự động hoàn toàn mang lại cả cơ hội và thách thức. Khung pháp lý và an ninh mạng vẫn là yếu tố sống còn. Các nhà máy cần đầu tư vào hạ tầng an ninh mạng tiên tiến và hệ thống bảo vệ thông minh tích hợp AI để đảm bảo hoạt động an toàn, tuân thủ quy định, đồng thời bảo vệ mạng lưới kết nối khỏi các mối đe dọa.
Tối ưu hóa và cạnh tranh trong kỷ nguyên số
AI, robot, digital twin và phân tích dữ liệu tiên tiến, khi được tích hợp trong khung điều khiển tập trung an toàn, sẽ giúp nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của nhà máy điện. Khi các công nghệ này trưởng thành, những doanh nghiệp năng lượng tiên phong trong chuyển đổi số sẽ đạt được lợi thế cạnh tranh rõ rệt — từ hiệu quả vận hành, an toàn lao động đến tiết kiệm chi phí dài hạn.
Việc hợp tác với các đối tác công nghệ như Siemens Energy sẽ giúp các nhà máy đẩy nhanh quá trình chuyển đổi này và sớm tận dụng những lợi ích mà tự động hóa mang lại.
