Ngành thủy điện chuyển mình nhờ khoa học công nghệ và chuyển đổi số

Khoa học công nghệ nâng hiệu quả vận hành, tối ưu chi phí

Trong bối cảnh cách mạng công nghiệp 4.0 diễn ra mạnh mẽ, việc ứng dụng KHCN và CĐS đã trở thành xu thế tất yếu trong hoạt động sản xuất - kinh doanh của ngành điện. Theo đó, các nhà máy thủy điện thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đang tăng tốc ứng dụng công nghệ hiện đại nhằm nâng cao hiệu quả quản lý an toàn công trình và tối ưu năng suất lao động.

Nếu trước đây, việc kiểm tra hiện tượng bất thường trên công trình và thu thập dữ liệu quan trắc chủ yếu thực hiện thủ công, thì nay quy trình này đã được tự động hóa hoàn toàn. Dữ liệu từ các thiết bị quan trắc được truyền trực tiếp về trung tâm điều khiển theo thời gian thực, cho phép kỹ sư, công nhân theo dõi, phân tích và đưa ra quyết định kịp thời. Nhờ đó, các hoạt động giám sát an toàn và vận hành hệ thống thủy điện được nâng cao rõ rệt về độ chính xác và hiệu quả.

Một bước tiến quan trọng là từ tháng 4/2021, 5 nhà máy thủy điện lớn của EVN gồm Sơn La, Hòa Bình, Lai Châu, Huội Quảng và Bản Chát đã được quản lý tập trung tại Trung tâm Kiểm soát an toàn công trình - Công ty Thủy điện Sơn La. Đây là mô hình hợp nhất dữ liệu và giám sát hiện đại, thay thế phương thức quản lý rời rạc trước đây.

Tại đây, hơn 2.798 thiết bị quan trắc hiện đại được lắp đặt đồng bộ, bao gồm các hệ thống theo dõi chuyển vị, thấm, áp lực thủy tĩnh, nhiệt độ công trình, động đất và khí tượng thủy văn. Toàn bộ cảm biến đều được kết nối qua phần mềm chuyên dụng như Loggernet, Multilogger để thu thập dữ liệu tự động mỗi giờ, và phần mềm Vista Data Vision (VDV) hỗ trợ hiển thị thời gian thực, cảnh báo vượt ngưỡng và xuất báo cáo tự động cho chủ đập và cán bộ vận hành.

Ngoài ra, các phần mềm chuyên sâu như Scream, Reftek, GeoDAS (địa chấn công trình) và Ansys, Surfer, Picnet (phân tích ổn định công trình) cũng được tích hợp nhằm đánh giá độ an toàn một cách khoa học, chính xác và nhanh chóng.

Không chỉ dừng ở giám sát từ xa, các nhà máy thủy điện còn triển khai loạt giải pháp công nghệ bổ trợ. Máy bay không người lái (UAV) được dùng để kiểm tra công trình, lập bản đồ địa hình; camera dưới nước và camera hố khoan hỗ trợ quan trắc phần ngập và kiểm tra tiêu thoát nước thân đập. Một số nhà máy đang thí điểm mô hình thông tin công trình (BIM) trong quản lý vận hành đập, cũng như nghiên cứu đưa robot vào kiểm tra thiết bị. EVN còn xây dựng cơ sở dữ liệu dùng chung, số hóa toàn bộ hồ sơ thiết kế, hoàn công nhằm tăng khả năng lưu trữ, tra cứu và đảm bảo an toàn thông tin. Việc tích hợp dữ liệu thủy văn giúp các đơn vị chủ động tính toán lưu lượng nước về hồ, dự báo mực nước và lên kế hoạch điều tiết phù hợp cho toàn bộ hệ thống thủy điện bậc thang sông Đà.

Bên cạnh KHCN và CĐS, EVN đã ứng dụng các công cụ như 5S để sắp xếp, quản lý nơi làm việc gọn gàng, hiệu quả; Kaizen nhằm cải tiến liên tục quy trình vận hành; triển khai ISO 9001:2015 trong hệ thống quản lý chất lượng để đồng bộ hóa quy trình, giảm sai sót và rủi ro. Một số đơn vị còn đưa công cụ FMEA (Phân tích chế độ lỗi và ảnh hưởng), QCC (Nhóm cải tiến chất lượng) và KPI để đo lường hiệu quả từng vị trí công việc, qua đó thúc đẩy tinh thần đổi mới sáng tạo tại hiện trường. EVN cũng đang thí điểm mô hình bảo trì chuẩn đoán (Predictive Maintenance) dựa trên phân tích dữ liệu thời gian thực, thay cho phương pháp bảo trì định kỳ truyền thống, nhằm kéo dài tuổi thọ thiết bị, hạn chế gián đoạn sản xuất và giảm chi phí bảo trì.

Ông Nguyễn Việt Anh - Giám đốc Trung tâm Kiểm soát an toàn công trình cho biết, công nghệ số đã giúp đơn vị giám sát đồng thời nhiều công trình từ xa, chỉ bằng thiết bị thông minh. Tần suất cập nhật dữ liệu 1 giờ/lần giúp phát hiện sớm hiện tượng bất thường như động đất, thiên tai, điều tiết lũ…, qua đó chủ động xử lý, đảm bảo an toàn công trình và hiệu quả phát điện.

Không chỉ dừng ở hệ thống quan trắc, các nhà máy còn ứng dụng công nghệ máy bay không người lái để kiểm tra địa hình, xác định hành lang bảo vệ công trình và hồ chứa, kịp thời phát hiện các hành vi xâm lấn. Việc triển khai camera dưới nước, thiết bị kiểm tra hố khoan cũng góp phần khảo sát chính xác các hạng mục công trình ngầm, tiết kiệm chi phí thuê tư vấn.

Ngoài ra, việc số hóa toàn bộ hồ sơ thiết kế, hoàn công, sửa chữa và vận hành đã giúp đơn vị chủ động theo dõi và đánh giá tình trạng công trình, tăng độ chính xác và giảm thời gian xử lý thông tin. Trong khi đó, các phần mềm phân tích như Ansys, Surfer, Picnet... giúp mô phỏng và đánh giá ổn định công trình một cách khoa học, hiện đại.

Đa dạng giải pháp CĐS tại các nhà máy thủy điện

Không chỉ ở các nhà máy lớn, phong trào ứng dụng công nghệ và chuyển đổi số đang lan tỏa mạnh mẽ trong toàn ngành. Tại Công ty Thủy điện Quảng Trị, hàng loạt công nghệ mới đã được đưa vào ứng dụng như hệ thống giám sát rung đảo tổ máy, SCAN 3D, phần mềm số hóa đặc tính tuabin và dự báo công suất phát điện tối ưu bằng trí tuệ nhân tạo.

Chỉ trong 2 năm 2023-2024, Công ty Thủy điện Quảng Trị đã số hóa hơn 5.000 thiết bị kỹ thuật, xây dựng cơ sở dữ liệu chung cho toàn bộ nhà máy. Bên cạnh đó, hệ thống phần mềm quản lý đất công trình, đo đếm điện tự dùng bằng QR-Code cũng được triển khai đồng bộ. Kết quả, năm 2024 Công ty đã có 2 sáng kiến được công nhận cấp Tổng công ty Phát điện 2 và 7 sáng kiến cấp cơ sở.

Tại Nhà máy Thủy điện Trung Sơn, các giải pháp số hóa được áp dụng toàn diện từ bảo trì thiết bị, quản lý hồ sơ đến điều tiết hồ chứa. Hoạt động bảo dưỡng đã được lập trình trên nền tảng phần mềm quản lý tài sản, giúp phân công nhiệm vụ và theo dõi tiến độ minh bạch, hiệu quả. Các tài liệu kỹ thuật được số hóa, tích hợp phần mềm quản lý hồ sơ điện tử giúp việc tra cứu trở nên dễ dàng.

Một điểm nhấn tại Trung Sơn là ứng dụng đấu thầu qua mạng trong toàn bộ các gói thầu mua sắm vật tư từ năm 2022, giúp tiết kiệm chi phí trung bình 10 - 12%. Đặc biệt, nhà máy đang thử nghiệm phần mềm IMIS 2.0 - hệ thống quản lý đầu tư xây dựng hiện đại nhằm tối ưu hóa toàn bộ chu trình từ lập kế hoạch, giải ngân, đến theo dõi tiến độ và báo cáo.

Trong khi đó, Công ty Thủy điện Bản Vẽ - một đơn vị tiên phong trong chuyển đổi số của EVNGENCO1 cũng đã tích cực hoàn thiện hạ tầng công nghệ. Các phần mềm PMIS, Nhật ký vận hành điện tử, DOffice, Elearning... được đưa vào sử dụng hiệu quả, góp phần tiết kiệm thời gian, chi phí và nâng cao chất lượng quản trị nội bộ.

Toàn bộ dữ liệu kinh tế kỹ thuật, vận hành, văn bản nội bộ đã được số hóa và bảo mật bằng chữ ký số EVNCA. Đặc biệt, Công ty triển khai các ứng dụng số mang tính thực tiễn cao như tra cứu QRCode tại hiện trường, quản lý thông tin sự cố qua SMS, và học trực tuyến sát hạch nghề cho công nhân.

Việc đẩy mạnh ứng dụng KHCN và CĐS trong ngành thủy điện không chỉ đơn thuần là xu hướng, mà đang trở thành một yêu cầu tất yếu nhằm nâng cao năng suất, tối ưu chi phí và đảm bảo an toàn công trình trong bối cảnh biến đổi khí hậu, thiên tai ngày càng phức tạp. Cùng với định hướng của Nghị quyết số 57-NQ/TW ngày 22 tháng 12 năm 2024 của Bộ Chính trị về phát triển KHCN, đổi mới sáng tạo và CĐS quốc gia, các doanh nghiệp thủy điện đang từng bước hiện thực hóa mục tiêu phát triển bền vững, thông minh và hiện đại.