Điều này đã dấy lên một cuộc điều tra về các hệ thống truyền tải điện cao áp và siêu cao áp có thể truyền tải điện với khoảng cách xa hơn. Và chắc chắn là các hệ thống này hoạt động hợp thức, hiện nay đang phát triển một nhu cầu về các nhà máy thử nghiệm để đánh giá và chứng nhận các sản phẩm và công nghệ truyền tải mới.
Tất nhiên, ý tưởng về truyền tải điện siêu cao áp không có gì là mới mẻ. Nhưng đã có nhiều triển khai đáng chú ý tại Nga, Nhật Bản và các hệ thống thí nghiệm đang được thử nghiệm tại một vài quốc gia.
Nhưng hiện nay người ta đang gấp rút triển khai tăng cường các hệ thống như vậy. Bill Babcock, Giám đốc các công ty điện lực làm việc tại công ty tư vấn LECG (Mỹ) cho biết “Điện năng của chúng ta đang được sản xuất xa so với nơi sử dụng. Bạn đã phải chịu tổn thất do truyền tải điện xa, thay vào đó bạn đầu tư vào một hệ thống mới, có thể sử dụng công nghệ truyền tải tốt nhất và hiệu quả nhất.”
Đó là lý do cho mối quan tâm mới đến các hệ thống truyền tải siêu cao áp mới. Tài sản thèm muốn của họ là rất tương xứng với nhau cho các kịch bản phát điện mới đã được dự liệu trước. Các hệ thống truyền tải siêu cao áp một chiều và xoay chiều có điện áp danh định của dòng xoay chiều 1.000 kV, dòng một chiều 800 kV hoặc hơn thế. Và các hệ thống điện áp cao hơn có thể mang điện nhiều hơn với khoảng cách xa hơn mà tổn thất ít hơn so với mức tương ứng điện áp thấp hơn.
Các khả năng này bổ sung khá tinh vi sản xuất điện trên toàn thế giới. Các quốc gia như Trung Quốc và Ấn Độ hy vọng tăng tối đa sản lượng điện của tất cả loại. Châu Âu, châu Phi và châu Mỹ hy vọng bổ sung đáng kể công suất năng lượng tái tạo để đáp ứng những nhiệm vụ mà tại nhiều quốc gia phải đáp ứng được 20% điện năng từ các nguồn năng lượng tái tạo. Tại Mỹ, không chỉ sản xuất năng lượng mặt trời từ vùng Tây Nam tới vùng New England hay năng lượng gió từ Dakotas tới New Jersey mà còn có một khao khát sản xuất điện từ hydro từ vùng Quebec đến Boston và năng lượng gió từ các hòn đảo Hawai có dân cư thưa thớt đến các trung tâm dân cư.
Ở Trung Quốc, các nguồn năng lượng thủy điện khổng lồ ở miền Tây và các nhà máy điện than ở Tây bắc hy vọng giúp đáp ứng nhu cầu điện năng bùng nổ của quốc gia này. Nhu cầu đó hiện và trước hết sẽ là ở những khu vực thành thị ở miền đông và nam. Các hệ thống truyền tải siêu cao áp giúp tổn thất điện ít hơn trên khoảng cách lớn hơn, do đó, hãy đưa ra một điều chỉnh lớn cho tình trạng này.
Giữ nhịp độ
Để công bố vấn đề này, Tập đoàn lưới điện quốc gia Trung Quốc dự kiến đầu tư trên 14 tỷ USD trong 3 đến 4 năm tới để xây dựng và mở rộng mạng lưới siêu cao áp. Về lâu dài, quốc gia này dự định đầu tư khoảng 88 tỷ USD vào việc phát triển siêu cao áp từ nay đến năm 2020.
Thông qua công việc của Lưới điện quốc gia, hiện tại một mạch truyền tải siêu cao áp đã đưa vào hoạt động và hơn ba mạch hiện đang xây dựng.
Để hỗ trợ cho các truyền tải điện áp cao hơn đòi hỏi máy cắt mới. Khoảng 3 năm gần đây, Tập đoàn lưới điện Quốc gia Trung Quốc đã chứng tỏ tính khả thi của các hệ thống truyền tải điện xoay chiều siêu cao áp.
Qua giai đoạn 2 năm, các nhà cung cấp máy cắt của ABB, hợp tác với đối tác về công nghệ của Trung Quốc là Xian Shiky High Voltage Electric để thiết kế, thử nghiệm và đưa vào hoạt động máy cắt cách khí cho dự án này. ABB gần đây đã đưa vào hoạt động máy cắt có mức định áp danh định trên 1.000 kV. Theo ABB, “Thiết bị này có công suất đóng cắt khoảng 6.900 MW, có nghĩa nó có thể chuyển điện áp tương đương lượng tiêu thụ điện trung bình của Thụy Sĩ, một quốc gia với 7 triệu dân cư, đóng và ngắt trong mili giây”.
Một điểm nổi bật trong công tác này là cần phải thử nghiệm và chứng nhận để theo kịp với các sản phẩm và công nghệ mới. Mike Bahrman, chuyên gia truyền tải cao áp và siêu cao áp của ABB cho biết: “Chuyển sang truyền tải điện áp cao hơn ảnh hưởng tới các máy biến áp, máy cắt và các thiết bị truyền tải và phân phối khác. Vì chúng tôi hướng tới những tần số cao hơn nên có tất cả các loại tiêu chuẩn, tiêu chuẩn thử nghiệm và các yêu cầu thử nghiệm mới”.
Mike Bahrman cũng chỉ ra rằng việc thử nghiệm thực sự là một vấn đề về con người, đồng nghĩa với việc các kỹ thuật viên phải giỏi, có tay nghề đặc biệt và biết được quá trình cấp giấy chứng nhận.
Để giúp đáp ứng nhu cầu thử nghiệm và chứng nhận, năm ngoái KEMA đã mở một phòng thí nghiệm mới tại Hà Lan. Khi khai trương phòng thí nghiệm này, Peter Bus, giám đốc quản lý dịch vụ thử nghiệm phân phối và truyền tải của KEMA cho biết “Chúng tôi hy vọng phòng thí nghiệm này đóng vai trò chính trong việc giúp các công ty trên toàn thế giới đưa ra các quyết định chiến lược về phát triển cơ sở hạ tầng.”
Cơ sở mới này sẽ thực hiện chức năng như là một phòng thí nghiệm độc lập để thử nghiệm và chứng nhận các thành phần cao và trung áp được sử dụng trong cơ sở hạ tầng điện. Từ phòng thí nghiệm này, KEMA sẽ ban hành các dạng chứng chỉ thử nghiệm và các báo cáo về thử nghiệm trên cáp, phụ tùng của cáp, cách điện, máy biến áp, các máy biến áp, máy cắt, cầu dao, cầu dao cách khí.
Mặc dù việc chuyển sang truyền tải cao áp và siêu cao áp dường như là một điều chắc chắn, nhưng các kịch bản khác có thể hoặc cần được xem xét. Cụ thể là những công nghệ thay thế cũng có thể có vai trò của nó. Ví dụ, một vài chứng minh và thử nghiệm hệ thống truyền tải diễn ra trên toàn thế giới đang sử dụng cáp siêu dẫn. Cáp này giúp giảm rất nhiều tổn thất điện năng và truyền tải công suất cao hơn. Các cáp này chắc chắn được dùng để lắp đặt ở khu vực thành thị như Thành phố New York, là nơi mà cáp này có thể mang điện với khoảng cách ngắn hơn các mạch siêu cao áp.
Và mặc dù loại cáp này không phải là loại chính hiện nay nhưng những hiệu quả về hiệu suất năng lượng và bảo toàn thì có thể giúp giảm nhu cầu điện năng. Tuy nhiên, nghĩ đến vài cái giảm đó cũng đã là đủ để phủ nhận nhu cầu cho các hệ thống siêu cao áp mới này.