Trong hệ thống điện hiện đại khi AI, xe điện và trung tâm dữ liệu cùng phát triển mạnh, câu hỏi “lưới điện còn đủ chỗ hay không” trở nên cấp thiết. Để trả lời, các nhà vận hành sử dụng khái niệm hosting capacity – tức khả năng tiếp nhận thêm nguồn phát hoặc phụ tải mới của lưới mà vẫn duy trì các giới hạn kỹ thuật.
Khái niệm này xuất hiện lần đầu năm 2004 trong dự án EU-DEEP ở châu Âu, nhằm định lượng mức độ điện phân tán (DER) có thể đấu nối mà không làm suy giảm chất lượng điện áp. Về ý nghĩa, hosting capacity là thước đo khách quan giúp các bên liên quan – từ nhà đầu tư, đơn vị vận hành đến cơ quan quản lý – có cùng một ngôn ngữ khi thảo luận về giới hạn của lưới điện.
Khi lưới điện đối mặt với nhu cầu tăng trưởng kép
Sự bùng nổ điện mặt trời áp mái, nhu cầu sạc nhanh xe điện và sự xuất hiện của các trung tâm dữ liệu tiêu thụ công suất khổng lồ đã tạo nên sức ép chưa từng có. Mỗi hiện tượng đều đặt ra thách thức riêng. Điện mặt trời gây nguy cơ quá điện áp vào buổi trưa, xe điện tập trung gây quá tải vào buổi tối, trong khi trung tâm dữ liệu tiêu thụ liên tục, làm giảm khả năng dự phòng của lưới.
Điểm chung của các hiện tượng này là chúng đều “chiếm chỗ” trong dung lượng tiếp nhận của lưới. Nếu không được định lượng chính xác, lưới có thể rơi vào tình trạng nghẽn mạch, suy giảm điện áp, hoặc thậm chí buộc phải từ chối các đấu nối mới.
Nguyên lý cơ bản và công thức định lượng
Về nguyên tắc, hosting capacity được xác định bằng cách so sánh một chỉ số hiệu năng của lưới với một giới hạn cho phép. Khi mức công suất mới làm chỉ số vượt ngưỡng, hosting capacity đã bị vượt quá.
Công thức tổng quát được biểu diễn như sau:
Trong đó:
– 
là hosting capacity (MW hoặc MVA).
– 
là công suất nguồn hoặc phụ tải mới cần đấu nối.
– 
là giá trị chỉ số hiệu năng (ví dụ: điện áp, dòng tải).
– 
là ngưỡng giới hạn kỹ thuật (theo tiêu chuẩn điện áp, dòng, nhiệt).
Công thức này thể hiện rõ bản chất: hosting capacity không phải là một con số cố định, mà phụ thuộc vào chỉ số được chọn, tiêu chuẩn áp dụng và đặc điểm vận hành của từng lưới điện.
Hosting capacity trong bối cảnh điện mặt trời, xe điện và trung tâm dữ liệu
Đối với điện mặt trời, hosting capacity thường giới hạn bởi hiện tượng quá điện áp. Nếu chỉ số hiệu năng là điện áp RMS 10 phút, dung lượng tiếp nhận có thể cao hơn nhiều so với khi xét điện áp RMS 1 phút – cho thấy tầm quan trọng của lựa chọn chỉ số.
Với xe điện, yếu tố giới hạn lại là quá tải dòng trên máy biến áp và cáp hạ thế. Một số nghiên cứu còn xét nhiệt độ điểm nóng (hot-spot) trong máy biến áp để ước lượng dung lượng tiếp nhận, thay vì chỉ dựa vào dòng điện.
Việc định lượng hosting capacity không chỉ phục vụ kỹ thuật, mà còn là công cụ quản lý. Các bản đồ hosting capacity hiện được nhiều nước sử dụng, công khai trên phạm vi quốc gia. Chúng chỉ ra khu vực nào còn dung lượng tiếp nhận, khu vực nào nghẽn, từ đó hỗ trợ quyết định đầu tư, quy hoạch lưới và cả thảo luận minh bạch giữa các bên.
Trong bối cảnh chuyển dịch năng lượng, hosting capacity trở thành cầu nối giữa nhà vận hành lưới và các nhà đầu tư năng lượng tái tạo, hạ tầng sạc, trung tâm dữ liệu. Tính minh bạch và khách quan của phương pháp này giúp tránh tranh cãi, đồng thời tối ưu hóa việc sử dụng tài sản lưới hiện hữu trước khi đầu tư mới.
Lưới có còn đủ chỗ?
Câu trả lời là “có, nhưng có giới hạn và cần được định lượng”. Hosting capacity cung cấp công cụ khoa học để biết chính xác giới hạn này nằm ở đâu. Điện mặt trời, xe điện và trung tâm dữ liệu đều có thể đồng hành trong hệ thống điện nếu được quản lý dựa trên nguyên tắc minh bạch, mô hình tính toán chuẩn mực và sự đồng thuận giữa các bên.
Trong 20 năm qua, hosting capacity đã chứng minh giá trị như một ngôn ngữ chung của ngành điện. Trong 20 năm tới, nó sẽ còn là chìa khóa để đảm bảo lưới điện vừa đáp ứng nhu cầu tăng trưởng, vừa duy trì an toàn và ổn định vận hành.