Áp dụng khoa học công nghệ trong vận hành, quản lý thủy điện

TMO - Biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp gây ra ảnh hưởng trực tiếp tới nguồn nước tại các nhà máy thuỷ điện. Việc ứng dụng khoa học công nghệ cao trong công tác quản lý an toàn, vận hành công trình thuỷ điện mang lại hiệu quả tích cực. 

Trong năm 2023, do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và hiện tượng El Nino dẫn tới tình hình thủy văn không thuận lợi, mưa ít, nắng nóng kéo dài đã ảnh hưởng đến công tác vận hành các nhà máy thủy điện trong cả nước. Ngay từ giữa tháng 5 đến giữa tháng 6/2023 hầu hết các hồ thủy điện lớn miền Bắc đã suy giảm về mức nước chết (bao gồm hồ chứa các thủy điện: Lai Châu, Sơn La, Tuyên Quang…)

Theo số liệu công bố từ Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) cho biết, ngay từ đầu tháng 6/2023, 23 nhà máy thuỷ điện có hồ chứa lớn ở nước ta đều có tổng dung tích hữu ích trung bình chỉ còn 18%. Đặc biệt như hồ chứa của thủy điện: Lai Châu, Trung Sơn, Sê San 3, Sê San 3A... về mực nước chết, không còn dung tích hữu ích để phát điện. Các hồ thủy điện: Sơn La, Tuyên Quang, Bản Chát, dung tích hữu ích chỉ còn 1%.

Trước thực trạng đó, các nhà máy thuỷ điện đã tiếp tục đẩy mạnh ứng dụng khoa học công nghệ, kỹ thuật tiên tiến để nâng cao hiệu quả công tác quản lý, vận hành an toàn các công trình thủy điện, vừa góp phần tăng năng suất lao động. Từ tháng 4/2021 đến nay, 5 nhà máy thuỷ điện lớn của EVN như Sơn La, Hòa Bình, Lai Châu, Huội Quảng và Bản Chát đã được quản lý tập trung bằng các ứng dụng, phần mềm hiện đại.

Cụ thể, trước đây, các nhà máy thuỷ diện sẽ dùng phương pháp thủ công, sử dụng sức người để rà soát những hiện tượng bất thường trên công trình thuỷ điện, hay trong các nhà máy, hoặc thu thập thông tin, kiểm soát dữ liệu quan trắc.  Hiện nay việc đẩy mạnh ứng dụng khoa học công nghệ đã hỗ trợ tất cả những công việc trên bằng cách tự động. Các dữ liệu được truyền về các trung tâm điều khiển con người quản lý, vận hành theo dõi theo thời gian thực. Từ đó, đưa ra các quyết định kịp thời, góp phần nâng cao hiệu quả trong hoạt động sản xuất, kinh doanh, đảm bảo an toàn các công trình.

Tại 5 công trình nhà máy thuỷ điện lớn của EVN đều được lắp đặt đầy đủ các thiết bị quan trắc chính đảm bảo giám sát đầy đủ trạng thái an toàn công trình như: Quan trắc chuyển vị, thấm và áp lực thủy tĩnh, nhiệt độ công trình; giám sát về khí tượng thủy văn và quan trắc động đất… Hiện 5 nhà máy đã lắp đặt trên 2798 cảm biến/thiết bị hiện đại của các nước trên thế giới. Toàn bộ các thiết bị đều được kết nối, thu thập thông qua các phần mềm giám sát thu thập, lưu trữ và phân tích số liệu. Điển hình, kết nối thu thập số liệu về hệ thống quan trắc tự động (ADAS) với tần xuất thu thập là 1 giờ/lần bằng phần mềm Loggernet/Multilogger.

Các nhà máy thuỷ điện đã tiếp tục đẩy mạnh ứng dụng khoa học công nghệ, kỹ thuật tiên tiến để nâng cao hiệu quả công tác quản lý, vận hành an toàn các công trình thủy điện. 

Theo dõi, kiểm soát dữ liệu bằng phần mềm Online Vista Data Vision (VDV) với các tính năng thời gian thực, tự động gửi cảnh báo về hiện tượng mất tín hiệu, giá trị quan trắc vượt giới hạn tính toán thiết kế, lập báo cáo tự động đến chủ đập và người quản lý vận hành theo dõi an toàn đập. Ứng dụng các phần mềm quan trắc địa chấn công trình như Scream, Reftek, GeoDAS; Phần mềm vào phân tích đánh giá an toàn ổn định công trình như Ansys, Surfer, Picnet…

Máy bay không người lái – Flycam cũng được các nhà máy thuỷ điện tích cực sử dụng trong quá trình kiểm tra công trình, lập bản đồ địa hình; ứng dụng thiết bị camera dưới nước, camera các hố khoan để quan trắc kiểm tra các hạng mục công trình thủy công phần ngập nước và kiểm tra, quan trắc các hố khoan tiêu thoát nước thân đập; áp dụng thí điểm BIM (mô hình thông tin công trình) trong quản lý vận hành đập; nghiên cứu áp dụng robot vào kiểm tra tình trạng thiết bị tại các công trình thủy điện.

Máy bay không người lái giúp các nhà máy chủ động trong công tác kiểm tra công trình, kiểm tra các hành lanh bảo vệ công trình, bảo vệ hồ chứa, giảm sức nhân công, rút ngắn thời gian kiểm tra hiện trường, cập nhật thông tin nhanh chóng kịp thời, từ đó có kế hoạch xử lý đảm bảo an toàn, an ninh công trình, đặc biệt đối với các công trình trọng điểm liên quan đến an ninh quốc gia. Ứng dụng camera dưới nước, camera hố khoan… giúp các nhà máy chủ động trong công tác kiểm tra các hạng mục công trình phần ngập nước/vị trí khó tiếp cận để phục vụ công tác khảo sát lập biên bản hiện trường, phương án kỹ thuật, không cần phải mất chi phí thuê đơn vị tư vấn vào thực hiện.

Cùng với đó các nhà máy còn xây dựng cơ sở dữ liệu dùng chung để dễ dàng chia sẻ thông tin tới các bộ phận vận hành, quản lý, đảm bảo an toàn, an ninh thông tin. Mang đến tính thuận lợi, chủ động trong công tác thu thập số liệu khí tượng thủy văn, tính toán dự báo lưu lượng nước về hồ, dự báo sự gia tăng mực nước hồ chứa…cho các nhà máy thuỷ điện. Việc ứng dụng khoa học công nghệ ngày càng đơn giản, dễ dàng hơn, chỉ cần sử dụng phần mềm trên điện thoại thông minh cũng hỗ trợ người quản lý vận hành giám sát được nhiều công trình hay quan trắc đập.

Các dữ liệu quan trắc sẽ được cập nhật liên tục tần suất đọc 1 lần/giờ giúp người quản lý vận hành có phương án xử lý kịp thời, nhận cảnh báo hiện tượng bất thường như động đất, thiên tại, điều tiết lũ... Đồng thời, chủ động cập nhật thông tin theo thời gian thực trong công tác tính toán, dự báo lưu lượng nước về các hồ chứa, từ đó đề xuất phương án vận hành điều tiết hồ chứa đảm bảo an toàn, nâng cao hiệu quả sản xuất điện,

Đồng thời giúp người quản lý tính toán, phân tích đánh giá an toàn thông qua xây dựng báo cáo số, cập nhật số liệu tự động giảm thời gian, nhân công thực hiện, giảm sai số khi thực hiện bằng thủ công. Số hóa về cơ sở dữ liệu dùng chung để lưu trữ khoa học, đồng bộ chung cho các nhà máy như hồ sơ thiết kế, hoàn công, hồ sơ sửa chữa, vận hành để phục vụ cho công tác theo dõi, đánh giá an toàn công trình…

Việt Nam được đánh giá là quốc gia có nguồn thuỷ điện dồi dào, để duy trì và sử dụng, phát huy tối đa hiệu quả của các nhà máy thuỷ điện thì công tác quản trị, vận hành an toàn cần đặt lên hàng đầu. Bên cạnh việc cung cấp nguồn điện, các nhà máy thuỷ điện có vai trò quan trọng trong quá trình điều tiết lũ, đảm bảo môi trường sinh thái cũng như an ninh nguồn nước quốc gia. Việc tích cực áp dụng khoa học công nghệ cao trong công tác quản lý an toàn, vận hành công trình thuỷ điện góp phần giảm sức lao động, tiết kiệm thời gian, cập nhật số liệu thông tin chính xác, đồng thời phát hiện sớm những điểm hỏng hóc, bất thường…, từ đó có kế hoạch xử lý kịp thời, hiệu quả. Vận hành hệ thống thuỷ điện an toàn, hiệu quả cũng là yếu tố then chốt góp phần phát triển kinh tế, xã hội của đất nước.

Thu Phương