Một số vấn đề về quy hoạch, vận hành và truyền thông trong mạng điện phân phối hạ áp thông minh

 ISSN: 1859-2171 
e-ISSN: 2615-9562 
TNU Journal of Science and Technology 225(06): 334 - 342 
334  Email: jst@tnu.edu.vn 
MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ QUY HOẠCH, VẬN HÀNH VÀ TRUYỀN THÔNG 
TRONG MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI HẠ ÁP THÔNG MINH 
 Nguyễn Thanh Hà1*, Phạm Thị Ngọc Dung2, Hà Thanh Tùng2 
1Đại học Thái Nguyên, 2Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên 
TÓM TẮT 
Quá trình phát triển thông minh của mạng điện phân phối hạ áp có ý nghĩa rất lớn trong việc cải 
thiện khả năng cung cấp và chất lượng của lưới điện. Bài báo này đầu tiên mô tả thực trạng của 
mạng điện hạ áp tại Việt Nam; tiếp theo, trên cơ sở nghiên cứu trong và ngoài nước, bài viết tiến 
hành phân tích thực trạng và đề xuất một số vấn đề về quy hoạch, quản lý vận hành, chế độ kiểm 
soát, kênh thông tin trong xây dựng mô hình mạng điện hạ áp thông minh. 12 nội dung kỹ thuật 
chính của hệ thống này được thảo luận tóm tắt dựa trên các khía cạnh của hệ thống giám sát thông 
minh, dịch vụ tương tác người dùng và dịch vụ đa lớp truyền thông. Cuối cùng, một số vấn đề về 
triển vọng phát triển của loại hình này được thảo luận. 
Từ khóa: Mạng lưới điện phân phối hạ áp; mạng lưới phân phối thông minh; điện toán đám mây; 
truyền thông; đáp ứng nhu cầu tải 
Ngày nhận bài: 16/4/2020; Ngày hoàn thiện: 22/5/2020; Ngày đăng: 25/5/2020 
SOME ISSUES ABOUT PLANNING, OPERATING, AND COMUNICATION IN 
LOW VOLTAGE INTELLIGENT DISTRIBUTION NETWORK 
Nguyen Thanh Ha1*, Pham Thi Ngoc Dung2, Ha Thanh Tung2 
1Thai Nguyen University, 2TNU - University of Technology 
ABSTRACT 
1. The intelligent development process of low-voltage distribution network has a significant meaning 
in improving the supply and quality of the grid. This paper first describes the current situation of 
low-voltage power network in Vietnam. Then, based on domestic and international research, the 
article analyzes the situation and proposes a number of issues on planning, operation management, 
control mode, information channels in constructing intelligent low-voltage power network. The 12 
main technical contents of this system are briefly discussed based on the aspects of intelligent 
monitoring system, user interaction service and multi-layer communication service. Finally, some 
issues of development prospects of this model are discussed. 
Keyworks: low-voltage distribution network; intelligent distribution network; cloud computing; 
communication; demand respond. 
Received: 16/4/2020; Revised: 22/5/2020; Published: 25/5/2020 
* Corresponding author. Email: hant@tnu.edu.vn 
Nguyễn Thanh Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(06): 334 - 342 
 Email: jst@tnu.edu.vn 335 
1. Đặt vấn đề 
Mạng lưới phân phối (Distribution Network – 
DN) là cơ sở hạ tầng công cộng quan trọng 
cho phát triển kinh tế - xã hội. Mạng phân 
phối hạ áp (Low Voltage Distribution 
Network -LVDN) được đặt ở cuối mạng phân 
phối trực tiếp cung cấp điện cho người dùng. 
Đây là một liên kết chính để đảm bảo chất 
lượng của nguồn điện [1]. Theo thống kê năm 
2019 của tập đoàn điện lực Việt nam, mạng 
điện hạ áp chiếm đến 68,1% tổng sản lượng 
điện cả nước [2]. Số hộ phụ tải sử dụng 
LVDN trong những năm gần đây không 
ngừng gia tăng dẫn đến số lượng máy biến áp 
và đường dây, thiết bị phân phối điện cũng 
tăng lên một cách nhanh chóng. 
Do nhiều nguyên nhân, trong đó chủ yếu 
chậm ứng dụng công nghệ và quản lý trong 
một thời gian dài dẫn đến LVDN luôn tồn tại 
nhiều vấn đề như: Thiết bị đầu - cuối kém 
đồng bộ, khả năng tự động hóa thấp; kinh 
nghiệm quản lý và vận hành lạc hậu, vận 
hành, bảo trì và xử lý sự cố hiện tại chủ yếu 
dựa vào việc kiểm tra thủ công dẫn đến hiệu 
quả công việc thấp. 
Khái niệm về lưới điện thông minh (Smart 
Grid), được đề xuất vào năm 2003 và đã được 
triển khai ứng dụng mạnh mẽ ở nhiều quốc 
gia và khu vực khác nhau [3]. Mục tiêu phát 
triển ở các nước châu Âu chủ yếu quan tâm 
đến viện giảm thiểu phát thảo CO2; ở Hoa Kỳ, 
mục tiêu chính là thay đổi cơ sở hạ tầng cũ kỹ 
và đáp ứng sự gia tăng của tải lúc cao điểm; 
Trung Quốc là đáp ứng sự gia tăng nhanh 
chóng của phụ tải điện. 
Cho đến nay, vấn đề nghiên cứu và ứng dụng 
lưới điện phân phối hạ áp thông minh (Low 
Voltage Intelligent Distribution Network, 
LVIDN vẫn chưa được chú trọng, công việc 
nghiên cứu vẫn còn phải đào sâu hơn nữa. 
Hầu hết, phân phối điện hạ áp ở các nước 
phát triển được cung cấp trực tiếp cho người 
dùng thông qua trạm biến áp phân phối, phân 
phối công suất nhỏ một pha. Các đường dây 
điện hạ áp ngắn và có cấu trúc đơn giản. Tại 
Việt Nam - đặc biệt là các khu vực đô thị, nơi 
có mật độ dân số đông, LVDN rất lớn và 
phức tạp, khó có thể theo mô hình phát triển 
và lộ trình kỹ thuật của các nước phát triển 
trong việc xây dựng thông minh hóa. Nó phải 
được xem xét kết hợp với công nghệ tiên tiến 
trong và ngoài nước nhằm cải thiện tình hình 
thực tế. 
Trên cơ sở phân tích nói trên, bài báo này đầu 
tiên đánh giá một số kết quả nghiên cứu trong 
nước và quốc tế về thiết lập, kiểm soát hoạt 
động và truyền thông của LVIDN. Tiếp theo, 
nhu cầu về sự phát triển của LVIDN được đề 
cập. Tiếp theo, đề xuất các hướng nghiên cứu 
với 12 công nghệ chủ chốt được thảo luận và 
phân tích xung quanh những đặc điểm nêu 
trên. Cuối cùng, triển vọng về một hình thức 
tiên tiến hơn của LVDN trong tương lai được 
trình bày. 
2. Thực trạng nghiên cứu 
Nghiên cứu về LVIDN chủ yếu bao gồm: quy 
hoạch, vận hành và ứng dụng mạng truyền 
thông giám sát thông minh. 
2.1. Nghiên cứu quy hoạch LVIDN 
Cho đến nay, vấn đề nghiên cứu quy hoạch 
LVIDN có một số kết quả đáng chú ý sau đây: 
[4] xây dựng thành công hệ thống đánh giá 
thông minh bao gồm quyền truy cập vào hệ 
thống thông tin liên lạc, trạm chính, trạm đầu 
cuối/ trạm phụ và nguồn điện phân tán. Hệ 
thống này có khả năng đánh giá khả năng lập 
kế hoạch cơ sở hạ tầng; đánh giá hiệu quả đầu 
tư, hiệu suất lưới điện, lợi ích kinh tế và lợi 
ích xã hội; [5] đã đề xuất một ý tưởng mới về 
quy hoạch LVIDN trên cơ sở tối ưu công suất 
cung cấp điện, giúp khai thác triệt để cơ sở hạ 
tầng hiện có; [6] tập trung phân tích khả năng 
nhiều đơn vị đồng thời tham gia đầu tư vào 
thị trường điện phân phối nhằm đề xuất một 
mô hình có khả năng đánh giá toàn diện dựa 
trên khả năng điều phối của các đơn vị; [1] đã 
thiết lập một hệ thống đánh giá cho LVIDN 
trung và hạ áp, đồng thời đề xuất một phương 
pháp đánh giá kết hợp phương pháp phân tích 
hệ số tương quan và phương pháp bình 
phương cực tiểu để đưa ra giải pháp tối ưu 
cho các bên liên quan khác nhau trong 
LVIDN. 
2.2. Nghiên cứu vận hành LVIDN 
Vận hành tối ưu LVIDN là một trong những 
vấn đề quan tâm hàng đầu của nhiều quốc gia 
trên thế giới. Theo [7], Mỹ đã triển khai 
nghiên cứu về kiểm soát LVIDN theo ba 
nhóm chính như sau: 1/ Triển khai hệ thống 
cảm biến và điều khiển tự động cho công tắc, 
tụ điện và máy biến áp tựu động. 2/ Phát triển 
hệ thống đồng hồ thông minh, hệ thống thông 
Nguyễn Thanh Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(06): 334 - 342 
 Email: jst@tnu.edu.vn 336 
tin liên lạc và dữ liệu đo của họ trên hệ thống 
quản lý. 3/ Triển khai giao diện điều khiển tại 
gia đình kết hợp bộ điều khiển thông minh và 
cổng người dùng để có khả năng thu thập và 
kiểm soát thông tin tối ưu nhất. 
Một số quốc gia EU đã thực hiện các công 
việc nghiên cứu sau đây [8]: sử dụng hệ thống 
các nguồn phân tán linh hoạt tích hợp chúng 
vào mạng lưới quản lý năng lượng nhằm nâng 
cao hiệu quả sử dụng điện; nghiên cứu về cấu 
trúc tối ưu mạng điện phân phối, hệ thống 
trạm sạc thông minh và cấu hình hệ thống 
thông tin liên lạc để truy cập hệ thống điều 
khiển xe điện (EV) và công nghệ nối lưới 
(Vehicle to Grid -V2G). Một số nghiên cứu 
khác tập trung phát triển hệ thống đo và quản 
lý dữ liệu thông minh. 
Tại Việt Nam [9], Đề án Phát triển lưới điện 
thông minh đã được Thủ tướng Chính phủ 
phê duyệt tại Quyết định số 1670/QĐ-TTg 
ngày 8/11/2012. Mục tiêu tổng quát của đề án 
là “Phát triển lưới điện thông minh với công 
nghệ hiện đại nhằm nâng cao chất lượng điện 
năng, độ tin cậy cung cấp điện; góp phần 
trong công tác quản lý nhu cầu điện, khuyến 
khích sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; 
tạo điều kiện nâng cao năng suất lao động, giảm 
nhu cầu đầu tư vào phát triển nguồn và lưới 
điện; tăng cường khai thác hợp lý các nguồn tài 
nguyên năng lượng, đảm bảo an ninh năng 
lượng quốc gia, góp phần bảo vệ môi trường và 
phát triển kinh tế - xã hội bền vững”. 
2.3. Nghiên cứu truyền thông 
Giao tiếp khu vực trong LVDN hiện có chủ 
yếu dựa trên các sóng ngắn và mạng không 
dây. Truyền thông cáp quang cũng được sử 
dụng ở các khu vực đô thị nơi điều kiện riêng 
cho phép [10]. Để đảm bảo các thông số của 
LVIDN được truyền tải một cách chính xác, 
hệ thống truyền thông cần đáp ứng các điều 
kiện về: độ tin cậy cao, đảm bảo đáp ứng thời 
gian thực, bảo mật và luồng thông tin là hai 
chiều [11]. Nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng 
thách thức chính của hệ thống truyền thông 
trong LVIDN hiện nay là thiếu các tiêu chuẩn 
thống nhất, ảnh hưởng đến việc tích hợp đồng 
bộ các thiết bị đo, thiết bị năng lượng thông 
minh và năng lượng tái tạo. Nghiên cứu [12] 
đề xuất kiến trúc truyền thông của LVIDN đa 
dịch vụ tích hợp dựa trên mạng IP hiện tại và 
mô hình hóa, phân tích các luồng dữ liệu 
đồng thời tiến hành giám sát video. Tính toán 
luồng dữ liệu phù hợp với xu hướng phát triển 
trong tương lai của mạng phân phối thông 
minh. Tương tự, [13] dựa trên tiêu chuẩn IEC 
61850 và phần mềm mô phỏng mạng đa giao 
thức nguồn mở (Objective Modular Network 
Testbed in C++, OMNeT ++) đã thiết lập một 
nền tảng mô phỏng mạng truyền thông có lưu 
lượng cao và các lớp dịch vụ phù hợp với 
LVIDN. [14] đã thực hiện một thử nghiệm 
dựa trên hệ thống truy cập băng thông rộng 
không dây tiến hóa phân chia theo thời gian 
(Time Division Long Term Evolution, TD-
LTE) và đề xuất một giải pháp mạng đa tần 
số. [15] dựa trên giao thức lớp điều khiển truy 
cập phương tiện (Media Access Control, 
MAC) và tiêu chuẩn IEEE 802.15.4, đã 
nghiên cứu mô hình QoS-MAC của cơ chế 
truy cập kênh giới thiệu hỗ trợ chất lượng 
dịch vụ (Quality of Service，QoS) thực hiện 
các mức độ ưu tiên khác nhau. Mô hình 
truyền dữ liệu của mạng cảm biến không dây 
(wireless sensor networks, WSN) cải thiện 
khả năng đáp ứng thời gian thực, độ tin cậy 
truyền dữ liệu và đáp ứng tốt các thông số kỹ 
thuật dữ liệu truyền thông của LVIDN. 
3. Các đặc điểm cốt lõi 
Hầu hết các tài liệu đề cập nêu trên đều tập 
trung vào lý thuyết và kinh nghiệm thực tế 
trong quy hoạch, vận hành và truyền thông 
mạng phân phối thông minh điện áp thấp, 
nhưng kết quả nghiên cứu của họ chưa đáp 
ứng đầy đủ nhu cầu phát triển hiện nay [16]. 
Các thuộc tính của mạng điện phân phối áp hạ 
truyền thống tương đối đơn giản, đó là: phân 
phối năng lượng điện cho người dùng, không 
có gì trong mạng có thể được kiểm soát và 
cần phải kiểm soát. Do đó, yêu cầu của người 
sử dụng đơn giản chỉ là truyền tải điện đến 
đường dây. Tuy nhiên, với việc sử dụng ngày 
càng nhiều tài nguyên nguồn có thể điều 
khiển phía người dùng (hoặc tài nguyên có 
thể kiểm soát có điều kiện) như quang điện, 
lưu trữ năng lượng và xe điện (electric 
vehicles, EV), các thiết bị điều khiển như 
công tắc giao thông, công tắc nhánh và thiết 
bị điều chỉnh điện áp trong mạng cần phải có 
một hệ thống phù hợp để vận hành và quản lý 
LVDN khổng lồ. 
LVIDN trong tương lai cần có 5 tính năng cốt 
lõi sau: 1/ Trực quan hóa quản lý vận hành và 
bảo trì; 2/ Phương pháp vận hành linh hoạt; 3/ 
Điều khiển khu vực thông minh; 4/ Tương tác 
Nguyễn Thanh Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(06): 334 - 342 
 Email: jst@tnu.edu.vn 337 
mạnh với người dùng; 5/ Khả năng tích hợp 
các kênh thông tin khác. 
3.1. Trực quan hóa quản lý vận hành và bảo trì 
Quản lý vận hành và bảo trì LVIDN gồm hai 
cấp độ: trực quan tĩnh và trực quan động. 
Trực quan tĩnh: Trực quan hóa cấu trúc liên 
kết mạng. Trên cơ sở cấu trúc liên kết logic 
của người sử dụng, tiến hành trực quan hóa 
thông tin hệ thống thiết bị bao gồm: số thiết 
bị, mô hình, năm vận hành, thời gian hoạt 
động, v.v. Thậm chí còn có thể định vị chính 
xác vị trí của chúng thông qua công nghệ hệ 
thống định vị toàn cầu (Global positioning 
system, GPS) - được sử dụng để thu được 
thông tin kinh độ và vĩ độ có độ chính xác cao 
của thiết bị và bản đồ hệ thống thông tin địa 
lý (Geographic Information System, GIS) của 
LVIDN. 
Trực quan động: 1/ Trực quan hóa hệ thống 
phân phối dòng điện dựa trên thông tin được 
thu thập bởi thiết bị đo thông minh, công suất 
và dòng công suất của từng nhánh được tính 
toán và hiển thị trực quan và cập nhật dữ liệu 
theo thời gian thực. 2/ Trực quan hóa tình 
trạng thiết bị dựa trên công nghệ giám sát và 
cảm biến tiên tiến, theo dõi thời gian thực về 
nhiệt độ môi trường, độ ẩm, khói, mực nước 
và thông tin hình ảnh của chúng. 
3.2. Vận hành linh hoạt 
Trong những năm gần đây, mô hình LVIDN 
ngày càng trở nên phức tạp với tỷ lệ ngày 
càng tăng của các thành phần kết nối lưới 
điện hạ áp như: (Distributed Generation，
DG), EV, lưu trữ năng lượng và tải linh hoạt 
[17]. Để đảm bảo sự an toàn, tin cậy tính kinh 
tế của LVIDN, sự phát triển thông minh của 
nó phải có các đặc tính linh hoạt hoạt động, 
chủ yếu phản ánh hoạt động tối ưu hóa trong 
điều kiện bình thường và có khả năng kiểm 
soát tự phục hồi trong điều kiện sự cố. 
Hoạt động tối ưu hóa trong điều kiện bình 
thường bao gồm: 1/ Điều khiển phối hợp tối 
ưu hóa các thiết bị điều chỉnh công suất tác 
dụng và phản kháng. Hoạt động của các mạng 
phân phối điện áp thấp thường thiếu sự quản 
lý tích cực và dễ gây ra các vấn đề như suy 
giảm nguồn cung cấp điện và chất lượng điện 
năng bởi kết nối lưới quy mô lớn của nguồn 
phân tán DG [18]. Bằng cách thực hiện điều 
khiển phối hợp chủ động với các thiết bị có 
thể điều chỉnh như tụ điện, DG, thiết bị lưu 
trữ năng lượng, EV và tải linh hoạt, hoạt động 
của hệ thống được tối ưu hóa nhằm đảm bảo 
an toàn cho việc cung cấp năng lượng. 2/ Phối 
hợp điều khiển các thiết bị chuyển mạch 
thông minh. Trong hoạt động ổn định, bằng 
cách điều khiển các khí cụ kết nối thanh cái 
điện hạ áp để chuyển đổi nhằm đạt được hoạt 
động kinh tế của máy biến áp ở các mức tải 
khác nhau, điều chỉnh chuyển mạch để đạt 
được phân phối tải pha - pha và giảm mất cân 
bằng pha hoặc sử dụng các thiết bị tự động 
đóng cắt để thay đổi cấu trúc nhằm cải thiện 
độ tin cậy của nguồn cung cấp. 
Kiểm soát tự phục hồi trong trạng thái sự cố 
chủ yếu bao gồm: Cách ly chính xác sự cố 
đường dây. Việc cách ly chính xác các sự cố 
đường dây làm giảm phạm vi tổn thất điện 
năng và nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. 
3.3. Điều khiển thông minh 
Kế hoạch vận hành tối ưu hệ thống cần phải 
căn cứ trên toàn bộ cơ sở dữ liệ ... bị thông minh 
để phân phối điện kết hợp hệ thống thu thập, 
giám sát và kiểm soát dữ liệu (Supervisory 
Control And Data Acquisition, SCADA), hệ 
thống tự động hóa phân phối và hệ thống tự 
động cấp nguồn để thu thập, giám sát, kiểm 
soát và bảo vệ hệ thống điện phân phối hạ áp. 
Trong đó, hệ thống SCADA chịu trách nhiệm 
thu thập và hiển thị dữ liệu vận hành thời gian 
thực của LVIDN và thực hiện chức năng điều 
khiển thiết bị thông qua giao tiếp từ xa. Hệ 
thống tự động hóa máy biến áp phân phối 
chịu trách nhiệm giám sát, điều khiển và bảo 
vệ tự động bao gồm quản lý mất cân bằng ba 
pha, bù công suất phản kháng và tối ưu hóa 
chất lượng điện năng. Hệ thống tự động trung 
chuyển chịu trách nhiệm giám sát, điều khiển 
và bảo vệ tự động các đường dây từ máy biến 
áp phân phối đến phía người dùng, bao gồm 
thu thập dữ liệu, giám sát thiết bị trong điều 
kiện bình thường và sự cố. Tuy nhiên, hiện 
vẫn có một số lượng lớn thiết bị phân phối 
điện áp thấp thiếu đồng nhất về tiêu chuẩn 
truyền thông. Vấn đề này cần được giải quyết 
sớm nhằm hoàn thiện và ứng dụng rộng rãi 
công nghệ tự động phân phối điện hạ áp. 
4.1.4. Nhận thức tình huống và công nghệ 
hướng dẫn tình huống 
Nhận thức tình huống tốt giúp hệ thống có 
khả năng kiểm soát toàn diện và chính xác 
tình trạng hoạt động của LVIDN và hướng 
dẫn nó để cải thiện khả năng kiểm soát của 
mạng thông minh. Tối ưu hóa cấu hình của 
các loại thiết bị giám sát và thu thập dữ liệu từ 
góc độ tín hiệu vào - ra và cải thiện hiệu quả 
quan sát, kiểm soát của mạng phân phối dựa 
trên công nghệ dữ liệu lớn (Big Data) giúp hệ 
thống phát hiện ra thực trạng vận hành của 
mạng phân phối, đánh giá trạng thái của thiết 
bị và toàn mạng. Thông qua sự tương tác giữa 
các điều phối viên, hệ thống điều phối, thiết 
bị thông minh và người sử dụng, việc nâng 
cao khả năng điều khiển linh hoạt hệ thống 
phân phối điện cần tiếp tục được nghiên cứu. 
4.2. Công nghệ chính của dịch vụ tương tác 
người dùng 
Các công nghệ chính cho dịch vụ tương tác 
người dùng bao gồm: công nghệ giám sát tải 
không xâm nhập (Non-Intrusive Load 
Monitoring, NILM), công nghệ quản lý nhu 
cầu năng lượng (power Demand Side 
Management, DSM), công nghệ quản lý năng 
lượng thông minh cho gia đình hoặc cộng 
đồng, công nghệ V2G và nhu cầu điều tiết 
lưới điện. 
4.2.1. Công nghệ NILM 
Là một mạng phân phối thông minh ứng dụng 
công nghệ AMI (bản chất của NILM là phân 
rã tải). So với hệ thống giám sát tải xâm nhập, 
nó có ưu điểm là chi phí kinh tế thấp và nhận 
được sự chấp nhận của người dùng cao. Công 
nghệ này bao gồm: hỗ trợ thu thập dữ liệu 
tiêu thụ điện của phụ tải, giám sát chất lượng 
điện năng và nhận dạng nguồn, phát hiện hoạt 
động DG và EV của người dùng. 
Nguyễn Thanh Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(06): 334 - 342 
 Email: jst@tnu.edu.vn 340 
4.2.2. Công nghệ DSM 
DSM đề cập đến chế độ quản lý năng lượng 
đáp ứng nhu cầu tải dựa trên thông tin giá 
điện hoặc cơ chế khuyến khích và có chức 
năng phân bổ tối ưu hóa nguồn năng lượng. 
Công nghệ chính của nó bao gồm công nghệ 
đo lường tiên tiến, công nghệ điều khiển 
thông minh và công nghệ nền tảng DSM. 
Trong số đó, AMI có thể nhận ra việc thu 
thập, lưu trữ và phân tích thông tin người 
dùng theo thời gian thực, tạo cơ sở cho các 
ứng dụng DSM tiếp theo. Cách tích hợp và tối 
ưu hóa nhiều loại tài nguyên DR và cải thiện 
tính linh hoạt năng lượng là hướng phát triển 
trong tương lai. 
4.2.3. Công nghệ quản lý năng lượng thông 
minh cho gia đình hoặc cộng đồng 
Việc xây dựng các cộng đồng tiêu thụ năng 
lượng thông minh là một cách thức quan 
trọng để cải thiện năng lực phục vụ và mức 
độ thông minh của LVIDN. Đây cũng là một 
hướng đi quan trọng trong việc triển khai mô 
hình nền kinh tế năng lượng giảm thiểu phát 
thải carbon. Công nghệ chính gồm các chức 
năng thu thập thông tin điện năng, kiểm soát 
thiết bị, phản hồi sự cố, liên kết thiết bị và các 
chức năng khác. Việc quản lý tốt các thiết bị 
sử dụng năng lượng của gia đình hoặc cộng 
đồng là một lĩnh vực cần tiếp tục nghiên cứu, 
phát triển. 
4.2.4. Công nghệ V2G xem xét nhu cầu điều 
tiết lưới điện 
Theo chiến lược sạc/xả được thiết lập, công 
nghệ sẽ dựa trên tiền đề đáp ứng nhu cầu của 
người dùng EV và năng lượng điện còn lại sẽ 
tham gia vào hỗ trợ kiểm soát lưới điện. Nói 
cách khác chính là khả năng ứng dụng pin 
năng lượng của EV làm bộ lưu trữ năng lượng 
phân tán trong lưới. Một sơ đồ phối hợp V2G 
linh hoạt cho các tòa nhà văn phòng được trang 
bị các trạm sạc EV có thể giảm chi phí năng 
lượng cho các tòa nhà thông minh cỡ trung bình 
với hệ thống lưu trữ năng lượng quang điện và 
tích hợp. Do đó, ở chế độ V2G, EV được kết 
nối với lưới điện để đảm bảo độ tin cậy của việc 
sạc có trật tự của nó. Đây là phạm vi cần tiếp 
tục triển khai nghiên cứu thêm. 
4.3. Công nghệ chính của truyền thông (bổ sung) 
Mặc dù công nghệ giám sát thông minh của 
mạng phân phối điện áp thấp có thể nhận ra 
việc lọc, làm sạch, tối ưu hóa dữ liệu cục bộ 
và giảm áp lực liên lạc của trạm phía cao áp, 
tuy nhiên, khu vực trạm điện hạ áp lại có số 
lượng thiết bị lớn, cấu trúc mạng phức tạp và 
môi trường khắc nghiệt. Điều này dẫn đến rất 
khó để đáp ứng các yêu cầu về độ tin cậy, độ 
ổn định và bảo mật của truyền thông nếu chỉ 
dựa vào một phương thức giao tiếp duy nhất. 
Bổ sung nhiều loại công nghệ truyền thông 
mới có thể đáp ứng các yêu cầu như: thu thập 
thông tin tiêu thụ năng lượng và tương tác dữ 
liệu một cách tốt hơn. Các công nghệ chính 
của truyền thông bổ sung chủ yếu bao gồm: 
công nghệ truyền thông mạng không đồng 
nhất đa chế độ đầu cuối, công nghệ mạng diện 
rộng công suất thấp (Low Power Wide Area 
Network, LPWAN), công nghệ thế hệ thứ 5 
(5th-Generation, 5G) và công nghệ cáp quang 
điện áp thấp (Optical Fiber Composite Low-
voltage Cable, OPLC). 
4.3.1. Công nghệ truyền thông mạng khu vực 
dựa trên tính không đồng nhất của thiết bị 
đầu cuối 
Các ứng dụng truyền thông điển hình trong 
LVDN thông qua dây dẫn điện hoặc các kênh 
phương tiện không dây. Các ứng dụng thông 
qua tối ưu hóa và tích hợp "mạng không đồng 
nhất" để hình thành một loạt các mô hình 
mạng truyền thông có khả năng hỗ trợ lẫn 
nhau và loại bỏ các “điểm mù” giao tiếp. 
Đồng thời, chúng có khả năng gửi và nhận, tự 
động chọn kênh tối ưu để đảm bảo độ tin cậy 
và thời gian thực của giao tiếp. Lợi thế lớn 
nhất của hệ thống này là khả năng tích hợp 
cao, giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng và 
thuận tiện trong vận hành, bảo trì sau này. 
4.3.2. Công nghệ LPWAN 
Internet băng thông hẹp (Narrow Band 
Internet of Things, NB-IoT) là đại diện của 
công nghệ LPWAN. Công nghệ LPWAN giải 
quyết vấn đề tiêu thụ năng lượng không tương 
thích và khoảng cách của công nghệ IoT 
truyền thống. Nó có thể cung cấp kết nối 
mạng đầu cuối cho các cảm biến có mặt khắp 
nơi và đáp ứng các yêu cầu liên lạc để giám 
sát toàn diện mạng phân phối điện áp thấp. 
LPWAN với mức tiêu thụ điện năng thấp, 
khoảng cách xa và vùng phủ sóng rộng giúp 
cho hoạt động minh bạch của mạng phân phối 
điện áp thấp có thể triển khai trên diện rộng. 
4.3.3. Công nghệ 5G 
Chức năng dịch vụ cốt lõi của mạng 5G bao 
gồm: Phân chia mạng vật lý thành nhiều loại 
Nguyễn Thanh Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(06): 334 - 342 
 Email: jst@tnu.edu.vn 341 
mạng ảo; Cung cấp các chức năng mạng phù 
hợp cho các kịch bản kinh doanh khác nhau, 
ví dụ: truyền thông di động băng rộng loại 1 
(video cực rõ, thực tế ảo/thực tế tăng cường). 
Công nghệ 5G sẽ đáp ứng nhu cầu thu thập 
dữ liệu phía người dùng cho các LVDN, 
tương tác đa tần số, đa nội dung và hai chiều 
trong tương lai. 
4.3.4. Công nghệ OPLC 
OPLC là một trong những công nghệ quan 
trọng để hiện thực hóa việc xây dựng cáp 
quang cho gia đình và cộng đồng. Nó thực 
chất là hệ thống kết hợp cáp quang và cáp 
phân phối, tích hợp của các chức năng truyền 
tải điện và truyền thông. OPLC có khả năng 
thích ứng mạnh, khả năng mở rộng mạnh mẽ, 
công nghệ xanh, an toàn, khả năng thích ứng 
môi trường cao bởi hiệu suất vượt trội của bộ 
phận quang học tương thích với nhiệt độ hoạt 
động lâu dài của cáp điện. 
5. Triển vọng phát triển 
Gần đây, Tại Hội nghị Năng lượng Thông 
minh 2018, các học giả đã đề xuất khái niệm 
"lưới điện trong suốt" (Transparent 
distribution network, TDN), thông qua công 
nghệ thông tin, công nghệ máy tính, công 
nghệ truyền thông dữ liệu, công nghệ cảm 
biến, công nghệ điều khiển tự động, trí tuệ 
nhân tạo, Internet và các công nghệ khác. 
Ứng dụng toàn diện này làm cho hoạt động 
của lưới điện trở nên minh bạch và có thể đo 
lường được [18]. 
Các yếu tố của TDN là: sử dụng cảm biến 
thông minh nhỏ và siêu nhỏ, tự do hóa thu 
nhận năng lượng, thiết bị thông minh, hệ 
thống thứ cấp thông minh, nền tảng phần 
mềm mạnh mẽ và nền tảng dữ liệu lớn. 
MẠNG PHÂN PHỐI 
THÔNG MINH
TDN
NÊN TẢNG QUẢN LÝ TÍCH HỢP CỦA 
MẠNG PHÂN PHỐI
DỮ LIỆU QUAN SÁT 
ĐƯỢC
DỮ LIỆU QUAN SÁT VÀ 
KIỂM SOÁT THIẾT BỊ
THIẾT BỊ ĐẦU - CUỐI
Hình 3. Sơ đồ cấu trúc của LVTDN 
Mở rộng khái niệm “lưới điện trong suốt” 
sang phạm vi mạng điện hạ áp, LVIDN sẽ thể 
hiện xu hướng phát triển minh bạch trong 
tương lai. Ý nghĩa của mạng điện phân phối 
trong suốt hạ áp (Low-Voltage Transparent 
Dstribution Network, LVTDN) đề cập đến 
công nghệ Internet of Things, thu thập, nhận 
dạng và giám sát dữ liệu vận hành của thiết 
bị, phản ánh tập trung trên nền tảng trực quan 
hóa mạng phân phối, khả năng hiển thị trạng 
thái và dự đoán tình huống đầy đủ. 
6. Kết luận 
Mạng lưới điện phân phối hạ áp bao phủ một 
phạm vi rộng, liên quan chặt chẽ đến sinh kế 
và phát triển kinh tế của người dân. Đây là 
khâu có khả năng chuyển đổi và thông minh 
hóa cao. Nghiên cứu này đã giải quyết mấy 
vấn đề cốt lõi sau: 1/ Chỉ ra sự cần thiết và 
những điểm mấu chốt cần phát triển LVIDN; 
2/ Đề cập và phân tích 12 công nghệ chính từ 
các khía cạnh giám sát thông minh lưới điện, 
dịch vụ tương tác người dùng và truyền thông 
bổ sung trong LVIDN; 3/ Giới thiệu khái 
niệm LVTDN - hình thức tiên tiến của sự phát 
triển trong tương lai. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO/ REFERENCES 
[1]. W. Zechen, Z. Fengzhan, and W. Jiahui, 
“Gridding evaluation index system and 
method of MV and LV intelligent distribution 
network,” Power System Technology, vol. 40, 
no. 1, pp. 249-255, 2016. 
[2]. N. An, “EVN: more than 68% of households 
consume less than 200 kWh”, 2019. [Online]. 
Available: https://tuoitre.vn/evn-hon-68-ho-
tieu-thu-dien-xai-duoi-200-kwh-
20190502163601401.htm, [Accessed March 
2020]. 
[3]. F. Mingtian, C. Qipeng, and Z. Zuping, 
“Analysis of the driving force and demand for 
the intelligent development of European 
distribution network,” Distribution & 
Utilization, vol. 32, no. 1, pp. 51-55, 2015. 
[4]. Y. Lijun, W. Shuo, and L. Zhigang, “Indices 
of distribution network intelligent planning 
evaluation,” Power System Technology, vol. 
36, no. 12, pp. 83-87, 2012. 
[5]. X. Jun, L. Zhensheng, and Z. Yue, “A novel 
planning and operation mode for smart 
distribution networks based on total supply 
capability,” Automation of Electric Power 
Systems, vol. 36, no. 13, pp. 8-14, 2012. 
Nguyễn Thanh Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(06): 334 - 342 
 Email: jst@tnu.edu.vn 342 
[6]. Z. Bo, L. Yingzi, and Z. Jianhua, 
“Comprehensive evaluation model and 
method for smart distribution network 
planning under new electricity market 
layout,” Power System Technology, vol. 40, 
no. 11, pp. 3309-3316, 2016. 
[7]. W. Chengshan, W. Dan, and Z. Yue, 
“Framework Analysis and Technical 
Challenges to Smart Distribution System,” 
Automation of Electric Power Systems, vol. 
39, no. 9, pp. 2-9, 2015. 
[8]. F. Mingtian, C. Qipeng, and Z. Zuping, 
“Analysis of the driving force and demand for 
the intelligent development of European 
distribution network,” Distribution & 
Utilization, vol. 32, no. 1, pp. 51-55, 2015. 
[9]. Vietnam Electricity (EVN), “Developing 
smart grid in Vietnam: Signals from EVN 
HCMC”, 2014. [Online]. Available: 
“https://www.evn.com.vn/d6/news/Phat-trien-
luoi-dien-thong-minh-tai-Viet-Nam-Tin-hieu-
tu-EVN-HCMC-6-14-11725.aspx”, [Accessed 
March 2020]. 
[10]. W. Yirong, W. Yanru, and H. E. Yanhua, 
“Smart distribution communication network 
planning strategy based on optimal cost and 
network load,” Telecommunications Science, 
vol. 33, no. 8, pp. 173-179, 2017. 
[11]. L. Jiatai, S. Zhenquan, and C. Ying. 
“Overview of development of 
communications technology for smart power 
distribution network,” Internet of Things 
Technology, vol. 3, no. 1, pp. 49-53, 2013. 
[12]. H. Fei, W. Xiaoru, and D. Xueyuan, “A 
simulation for smart distribution grid 
communication system based on EPOCHS,” 
Automation of Electric Power Systems, vol. 
37, no. 11, pp. 81-86, 2013. 
[13]. S. Yi, L. Shihao, and L. Bin, 
“Communication network simulation platform 
design of intelligent power distribution based 
on IEC 61850,” Electric Power Construction, 
vol. 37, no. 2, pp. 118-124, 2016. 
[14]. W. Min, R. Zhineng, and W. Hao, 
“Application research of TD-LTE system in 
the communication field of intelligent power 
distribution network,” Electric Power 
Information and Communication Technology, 
vol. 12, no. 05, pp. 103-108, 2014. 
[15]. W. Jianping, X. Xue, and S. Wei, “QoS-
MAC model of wireless sensor networks for 
smart distribution power grid data 
communication,” Automation of Electric 
Power Systems, vol. 38, no. 9, pp. 160-167, 
2014. 
[16]. W. Chengshan, L. Peng, and Y. Hao, 
“Development and characteristic analysis of 
flexibility in smart distribution network,” 
Automation of Electric Power Systems, vol. 
42, no. 10, pp. 13-21, 2018. 
[17]. Y. Linhao, L. Zehuai, and Z. Yongjun, 
“Review on operation and planning of 
distribution network in background of smart 
power utilization technology,” Electric Power 
Automation Equipment, vol. 38, no. 5, pp. 
154-163, 2018. 
[18]. Z. Qing, Y. Guangyuan, and Q. Changlong. 
“Study on selection and configuration 
principle of grounding mode in distribution 
network with distributed power supply,” 
Power Capacitor & Reactive Power 
Compensation, vol. 39, no. 4, pp. 147-152, 
2018. 
[19]. G. Gangjun, L. Anqin, and C. Zhimin, 
“Cyber physical system of active distribution 
network based on edge computing,” Power 
System Technology, vol. 2018, no. 10, pp. 
3128-3135, 2018. 
[20]. P. Xiangang, L. Zhuangmao, and D. 
Xiaokang, “Research on Advanced Metering 
Infrastructure under Smart Grid Framework,” 
Guangdong Electric Power, vol. 30, no. 12, 
pp. 7-14, 2017. 
[21]. W. Chengshan, L. Peng, and Y. Hao. 
“Development and characteristic analysis of 
flexibility in smart distribution network,” 
Automation of Electric Power Systems, vol. 
42, no. 10, pp. 13-21, 2018.