Huawei xây dựng mạng điện truyền thông quang học đầu tiên trên thế giới

Dự án do Tập đoàn Điện lực Quốc gia Trung Quốc và Huawei hợp tác phát triển không chỉ nâng cấp hạ tầng điện lực mà còn hé lộ hình hài của thế hệ lưới điện thông minh có khả năng tự giám sát, tự điều phối và phục vụ quá trình chuyển đổi năng lượng trong tương lai.

Mạng điện truyền thông quang học có gì đặc biệt?

Điểm đặc biệt của dự án nằm ở việc toàn bộ chuỗi truyền tải điện được kết nối bằng công nghệ truyền thông quang học thống nhất, bao phủ bốn lớp hạ tầng quan trọng gồm: lưới điện truyền tải chính, mạng lưới phân phối điện, các trạm biến áp và hệ thống công tơ điện tại hộ gia đình.

Ở lớp hạ tầng xương sống, hệ thống sử dụng công nghệ fgOTN (fine-grain Optical Transport Network). Đây là giải pháp truyền dẫn quang được thiết kế riêng cho ngành điện lực, cho phép xử lí đồng thời các tác vụ yêu cầu độ tin cậy cực cao như bảo vệ rơ-le và những luồng dữ liệu dung lượng lớn phục vụ vận hành lưới điện.

Khác với các hệ thống truyền dẫn truyền thống vốn phải chia tách nhiều mạng chuyên dụng, fgOTN giúp nhiều loại hình dịch vụ cùng hoạt động trên một nền tảng mà không gây ảnh hưởng lẫn nhau.

Liêu Ninh thực tế đã bắt đầu thử nghiệm công nghệ này từ năm 2023. Sau hai năm tối ưu và vận hành thử, hệ thống chính thức được đưa vào khai thác thực tế trong năm 2025. Đáng chú ý, tỉnh này cũng tham gia xây dựng các tiêu chuẩn quốc tế liên quan đến công nghệ truyền dẫn điện lực mới, góp phần thúc đẩy quá trình thay thế các thiết bị truyền thông cũ trong ngành năng lượng.

Ở tầng phân phối điện, Huawei và Điện lực Liêu Ninh triển khai công nghệ PON (Passive Optical Network) thế hệ mới. Trước đây, các hệ thống điều khiển thiết bị và camera giám sát thường phải sử dụng những tuyến cáp riêng biệt. Với giải pháp mới, toàn bộ dữ liệu điều khiển và hình ảnh được truyền tải trên cùng một hạ tầng quang học.

Nhờ đó, chi phí triển khai giảm đáng kể trong khi khả năng quản lí lại được nâng cao. Hệ thống được thiết kế để hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ khắc nghiệt, chống sét tốt và có thể tự động chuyển hướng khi xảy ra sự cố đường truyền.

Đối với các đơn vị vận hành, mọi trạng thái của thiết bị trên toàn tuyến đều được hiển thị trực quan tại trung tâm điều khiển, giúp việc phát hiện và xử lí sự cố nhanh hơn nhiều so với trước đây.

Lưới điện thông minh đang tiến gần tới khả năng “tự vận hành”

Có lẽ phần đáng chú ý nhất của dự án nằm ở quá trình nâng cấp các trạm biến áp. Trong mô hình truyền thống, nhiều trạm biến áp vẫn cần nhân viên túc trực, kiểm tra thiết bị định kì hoặc thực hiện các hoạt động ghi nhận thông số vận hành tại hiện trường.

Với hệ thống mới, các trạm biến áp được chuyển đổi sang mô hình "toàn quang thông minh". Hàng loạt thiết bị cảm biến và phần cứng tự động có khả năng giám sát liên tục trạng thái vận hành của máy biến áp, đường dây và các thiết bị điện quan trọng.

Khi phát hiện dấu hiệu bất thường, hệ thống sẽ tự động cảnh báo, phân tích lỗi và đề xuất phương án xử lí. Điều này giúp giảm đáng kể số lần công nhân phải tiếp cận các khu vực điện áp cao, vốn luôn tiềm ẩn rủi ro về an toàn lao động.

Ở cấp độ gần với người dân nhất, dự án áp dụng công nghệ HPLC (High-speed Power Line Communication) cho mạng điện hạ áp. Giải pháp này cho phép thu thập dữ liệu tiêu thụ điện từ các hộ gia đình với tỉ lệ thành công lên tới 99,9%.

Không chỉ ghi nhận lượng điện sử dụng, hệ thống còn có thể theo dõi sản lượng điện mặt trời mái nhà, các nguồn điện phân tán và tình trạng vận hành của hệ thống lưu trữ năng lượng trong khu dân cư.

Khi kết hợp với các công cụ phân tích dữ liệu và trí tuệ nhân tạo, lưới điện có thể tự động điều chỉnh hoạt động của các bộ lưu trữ hoặc cân bằng phụ tải nhằm tránh tình trạng quá tải cục bộ tại các máy biến áp.

Nói cách khác, điện lực không còn đơn thuần là hệ thống truyền tải điện một chiều từ nhà máy tới người dùng mà đang chuyển dần thành một mạng lưới số hóa có khả năng phản ứng theo thời gian thực.

Đằng sau dự án của Huawei và Điện lực Liêu Ninh là xu hướng lớn đang diễn ra trên toàn cầu: sự hội tụ giữa hạ tầng năng lượng và hạ tầng viễn thông.

Trong kỉ nguyên xe điện, năng lượng tái tạo và trí tuệ nhân tạo, lưới điện tương lai sẽ phải xử lí khối lượng dữ liệu khổng lồ tương đương các mạng viễn thông hiện đại.

Việc xây dựng một kiến trúc truyền thông quang học thống nhất từ đường dây truyền tải quốc gia đến từng công tơ điện hộ gia đình được xem là nền móng cho thế hệ lưới điện tự vận hành trong tương lai.

Huawei và đối tác cho biết họ sẽ tiếp tục tối ưu hệ thống, đồng thời nghiên cứu tích hợp các công nghệ mã hóa và bảo mật mới nhằm mở rộng mô hình này trên quy mô lớn hơn. Nếu thành công, Liêu Ninh có thể trở thành hình mẫu cho quá trình xây dựng các "siêu lưới điện số" trong thập niên tới, nơi điện năng và dữ liệu được quản lí như một thể thống nhất.

Bùi Tú