เปิดภารกิจ กฟผ. ฝ่าความผันผวนไฟฟ้า ใช้ AI พยากรณ์โซลาร์-ลม ดัน Smart Grid รับ Net Zero

การเปลี่ยนผ่านพลังงานเป็นยุทธศาสตร์หลักภายใต้การบริหารประเทศของนายอนุทิน ชาญวีรกุล นายกรัฐมนตรี และรัฐมนตรีว่าการกระทรวงมหาดไทย ผ่านการใ้งบประมาณ 2 แสนล้านบาทตาม พ.ร.ก.กู้เงิน

ทั้งนี้ หนึ่งในหน่วยงานสำคัญที่เป็นกลไกลในการขับเคลื่อนการเปลี่ยนผ่านพลังงานให้สัมฤทธิ์ผลก็คือการไฟฟ้าฝ่ายผลิจแห่งประเทศไทย (กฟผ.)

ล่าสุดนายจักรี ศิริมะณีวัฒนา ผู้ช่วยผู้ว่าการยุทธศาสตร์องค์การ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) เผยถึงวิสัยทัศน์ที่ครอบคลุมเกี่ยวกับความพร้อม ทิศทาง และความท้าทายครั้งสำคัญของประเทศไทยในการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน (Energy Transition) โดยสาระสำคัญ ประกอบด้วย

1. ยุคแห่งความผันผวน: จากโครงข่ายไฟฟ้าดั้งเดิม สู่ทิศทางพลังงานหมุนเวียน 2 มิติ

ในอดีต ระบบโครงข่ายไฟฟ้าดำเนินไปอย่างเป็นระบบและคาดการณ์ได้ง่าย โดยมีโรงไฟฟ้าแบบดั้งเดิม (Conventional Power Plants) เป็นโครงสร้างหลัก โจทย์สำคัญมีเพียงข้อเดียวคือ การผลิตไฟฟ้าให้สมดุลและเท่ากับความต้องการใช้ไฟฟ้า (Load) อยู่ตลอดเวลา โดยเป้าหมายหลักคือการทำนายปริมาณการใช้ไฟฟ้าให้มีความแม่นยำ เนื่องจากระบบสามารถสั่งการโรงไฟฟ้าทุกโรงให้เพิ่มหรือลดกำลังการผลิตได้เต็ม 100%

อย่างไรก็ดี เมื่อกระแสการเปลี่ยนผ่านพลังงานไปสู่เป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero) เข้ามามีบทบาทสำคัญ ส่งผลให้ทุกประเทศรวมถึงไทยจำเป็นต้องนำพลังงานหมุนเวียนเข้ามาเสริมในระบบเพิ่มขึ้น แต่ข้อจำกัดสำคัญของพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar) และพลังงานลม (Wind) คือไม่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ตลอดเวลา และระบบศูนย์ควบคุมไม่สามารถสั่งการได้ตามใจนึกเนื่องจากขึ้นอยู่กับสภาวะธรรมชาติเป็นหลัก

การเพิ่มขึ้นของสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนเหล่านี้ ส่งผลให้ความผันผวนในระบบทวีความรุนแรงขึ้นจากเดิมที่มีเพียงมิติเดียว (มิติของโหลดฝั่งผู้ใช้งาน) กลายมาเป็นความผันผวน 2 มิติ คือความผันผวนทางฝั่งการผลิตไฟฟ้า (Generation) ที่เพิ่มเข้ามาอย่างเลี่ยงไม่ได้

ยิ่งไปกว่านั้นด้วยปัจจัยด้านราคาของเทคโนโลยีโซลาร์ที่ปรับตัวลดลงอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้ผู้ใช้ไฟฟ้าเปลี่ยนสถานะไปสู่การเป็นผู้ผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยตนเองหรือ โปรซูเมอร์ (Prosumer) กระแสไฟฟ้าจึงเปลี่ยนทิศทางจากการไหลแบบทางเดียว (One-way Flow) จากโรงไฟฟ้าผ่านระบบส่งและระบบจำหน่ายไปยังผู้ใช้ไฟ กลายเป็นการไหลย้อนกลับ (Reverse Flow) จากผู้ใช้งานย้อนกลับเข้าสู่ระบบจำหน่าย และไหลย้อนลึกขึ้นมาถึงระบบส่งในปัจจุบัน ทำให้ระบบไฟฟ้ารวมมีความซับซ้อนและผันผวนอย่างยิ่ง

ซึ่งสอดคล้องกับผลการศึกษาของ ทบวงการพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ที่ระบุว่า ก่อนที่จะนำพลังงานหมุนเวียนที่ผันผวน (Variable Renewable Energy: VRE) เข้าสู่ระบบมากขึ้น ประเทศต่าง ๆ จะต้องดำเนินการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้า (Grid) ให้มีความแข็งแกร่ง ยืดหยุ่น (Flexible Grid) และพร้อมรองรับเสถียรภาพท่ามกลางความผันผวนที่เพิ่มสูงขึ้นนี้ได้

2. ยุทธศาสตร์ Smart Grid และการขับเคลื่อนทางเทคโนโลยีของ กฟผ.

เพื่อรับมือกับความท้าทายนี้ กฟผ. ได้วางโรดแมปการพัฒนาสมาร์ทกริต (Smart Grid) โดยแบ่งการดำเนินการออกเป็นประเด็นสำคัญทางเทคโนโลยี ได้แก่

การเพิ่มความสามารถในการมองเห็นระบบ (System Visibility) และการพยากรณ์ด้วยปัญญาประดิษฐ์ (AI) โดยหัวใจหลักในการรักษาความมั่นคงระบบไฟฟ้าคือการมองเห็นสถานะปัจจุบันของอุปกรณ์และกระแสไฟ (Flow) ที่ไหลผ่านในสายส่งอย่างครบถ้วน กฟผ. จึงใช้ประโยชน์จาก AI ในการพยากรณ์ปริมาณการผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์และลมล่วงหน้า 1 ชั่วโมง และ 1 วัน

รวมถึงพยากรณ์ปริมาณโหลดความต้องการใช้ไฟของประเทศ เพื่อนำข้อมูลมาประเมินการบริหารจัดการเดินเครื่องผลิตไฟฟ้า เช่น การสั่งการสตาร์ทเครื่องโรงไฟฟ้าเพิ่ม, การปรับลดกำลังการผลิตลง หรือการกำหนดเวลาที่เหมาะสมในการดึงพลังงานจากโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ (Pumped Storage) และระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ (Battery Storage) เข้ามาสนับสนุนระบบ

การยกระดับความชาญฉลาดของศูนย์ควบคุมคอมพิวเตอร์ เนื่องจากปัจจัยความผันผวนในระบบทวีความซับซ้อนและรวดเร็ว ระบบคอมพิวเตอร์และระบบควบคุมส่วนกลางจึงต้องอัจฉริยะขึ้น กฟผ. จึงลงทุนพัฒนาระบบคอมพิวเตอร์ในศูนย์ควบคุมระบบไฟฟ้าแห่งใหม่ ซึ่งมีความก้าวหน้าและวิเคราะห์สถานการณ์ที่ซับซ้อน (Complex Analytical Capability) ได้ดีกว่าเดิม โดยโครงการนี้คาดว่าจะแล้วเสร็จและพร้อมเปิดใช้งานภายในปี พ.ศ. 2571

การติดตั้งอุปกรณ์สายส่งอัจฉริยะแบบเชิงรุก ในอดีตการขยายระบบส่งไฟฟ้าจะเน้นไปที่การสร้างสายส่งและการติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมแรงดันแบบสถิต (Static Equipment) เนื่องจากระบบคาดการณ์การขึ้นลงของแรงดันไฟฟ้าได้ชัดเจน เช่น แรงดันจะตกในช่วงเช้าที่คนเริ่มใช้ไฟ และแรงดันจะสูงขึ้นหลังเวลา 22:00 น. เป็นต้นไปเมื่อความต้องการใช้ไฟฟ้าลดลง แต่ในปัจจุบัน พฤติกรรมนี้ไม่สามารถทำนายได้เลย กฟผ. จึงได้ทยอยติดตั้งอุปกรณ์สายส่งอัจฉริยะ เช่น STATCOM ที่สามารถเก็บวิเคราะห์ข้อมูลเชิงลึกในสายส่ง และคำนวณปรับเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าในระบบส่งได้อย่างทันท่วงทีโดยอัตโนมัติ

3. การบริหารจัดการโครงข่ายไฟฟ้าในปัจจุบัน และเป้าหมายตามแผน PDP

ในปัจจุบัน ประเทศไทยมีสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน (RE) อยู่ที่ประมาณ 20 กว่าเปอร์เซ็นต์ ซึ่งตามรายงานการศึกษาของ IEA จัดให้ประเทศไทยอยู่ในเฟสที่ 3 (จากระบบจำแนกทั้งหมด 6 เฟส) ซึ่งเฟสที่ 3 นี้เป็นขั้นที่เริ่มส่งผลกระทบต่อการเดินเครื่องของโรงไฟฟ้าแบบดั้งเดิม (Conventional) โดยตรง ปัจจุบัน กฟผ. บริหารจัดการโดยอาศัยเครื่องมือเดิมที่มีอยู่เป็นหลัก ได้แก่ การปรับลดหรือเพิ่มการเดินเครื่องโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วม (Combined Cycle) ให้สอดคล้องกับพฤติกรรมของพลังงานหมุนเวียน (เช่น ปรับลดกำลังการผลิตลงเมื่อโซลาร์จ่ายไฟเข้าระบบ และปรับเพิ่มกำลังการผลิตขึ้นเมื่อโซลาร์หมดลง รวมถึงการปลดโรงไฟฟ้าออกจากระบบกรณีที่พลังงานหมุนเวียนล้นระบบจนการปรับลดไม่เพียงพอ) ร่วมกับการใช้งานโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ (Pumped Storage)

อย่างไรก็ตาม ในอนาคตเครื่องมือเหล่านี้จะไม่เพียงพออีกต่อไป ส่งผลให้ในแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศไทย (PDP) ฉบับใหม่ จำเป็นต้องมีการบรรจุแนวทางการติดตั้งระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ (Battery Storage), โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ (Pumped Storage) เพิ่มเติม ตลอดจนอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าอย่าง STATCOM เข้าสู่โครงข่ายสมาร์ทกริตของ กฟผ. อย่างเป็นระบบ

นอกจากนี้ โครงสร้างระบบไฟฟ้าในอนาคตจะเปลี่ยนผ่านไปสู่ตลาดไฟฟ้าที่มีผู้เล่นรายย่อยเพิ่มขึ้น เช่น ผู้ผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับแบตเตอรี่ในระดับครัวเรือน หรือการจัดการประจุไฟฟ้าในยานยนต์ไฟฟ้า (EV) ซึ่งจะเปิดโอกาสให้เกิดการพัฒนาธุรกิจนวัตกรรมพลังงานใหม่ ๆ อาทิ การตอบสนองด้านโหลด (Demand Response), การซื้อขายไฟฟ้าระหว่างกันโดยตรง (Peer-to-Peer Energy Trading), และโรงไฟฟ้าเสมือน (Virtual Power Plant: VPP) เพื่อนำเอาแบตเตอรี่ขนาดเล็กมารวมกันในการรักษาเสถียรภาพ ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการลงทุนขยายโครงข่ายระบบส่งหลักของประเทศ

4. ยุทธศาสตร์รองรับอภิมหาโปรเจกต์ Data Center

ความท้าทายใหม่ที่ กฟผ. ต้องเผชิญคือภาระโหลดไฟฟ้าขนาดใหญ่จากการเข้ามาของโครงการ Data Center ซึ่งเป็นโหลดไฟฟ้ารูปแบบใหม่ที่ไม่เคยได้รับการพิจารณาหรือบรรจุเข้าสู่ระบบมาก่อน กฟผ. ร่วมกับหน่วยงานการไฟฟ้าอีก 3 แห่ง จึงได้จัดทำแผนที่พลังงานดิจิทัล Thailand Power Map และเผยแพร่สู่สาธารณะผ่านช่องทางเว็บไซต์ เพื่อระบุจุดเชื่อมต่อในระบบส่งไฟฟ้าที่ยังมีขีดความสามารถ (Remaining Capacity) เพียงพอรองรับการจ่ายไฟให้แก่ Data Center ได้ทันทีโดยไม่ต้องลงทุนระบบส่งเพิ่มเติม

ในกรณีที่ผู้ประกอบการเลือกตั้ง Data Center ในพื้นที่ที่สายส่งมีขีดความสามารถไม่เพียงพอ กฟผ. และหน่วยงานที่เกี่ยวข้องจำเป็นต้องพิจารณาใน 3 มิติหลัก ได้แก่

1. มิติระบบส่ง (Transmission Grid): การดำเนินการก่อสร้างและขยายสายส่งไฟฟ้าเพิ่มเติมในพื้นที่ดังกล่าว

2. มิติกำลังผลิต (Generation Capacity): การประเมินกำลังผลิตที่เพียงพอ ซึ่งปัจจุบันเป็นเรื่องดีที่แผน PDP ฉบับล่าสุดได้นำประเด็นโหลดของ Data Center ไปบรรจุเป็นปัจจัยคำนวณกำลังผลิตไฟฟ้าระเบียบใหม่เรียบร้อยแล้ว ทำให้แรงกดดันด้านนี้ผ่อนคลายลง

3. มิติคุณภาพไฟฟ้า (Power Quality): โครงการ Data Center ถือเป็นภาระโหลดขนาดใหญ่ ซึ่งสร้างผลกระทบต่อคุณภาพไฟฟ้าต่างกันตามลักษณะการใช้งาน กล่าวคือ

• Cloud Data Center: จะมีลักษณะการใช้ไฟฟ้าที่ค่อนข้างสม่ำเสมอและนิ่ง (Constant Load) ทำให้ควบคุมระบบไฟฟ้าได้ง่ายและส่งผลกระทบต่อโครงข่ายค่อนข้างน้อย
• AI Data Center: จะมีพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าที่ผันผวนรุนแรง (Fluctuating/Dynamic Load) กล่าวคือมีความต้องการใช้ไฟฟ้าพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อมีการประมวลผลหรือฝึกสอนโมเดลปัญญาประดิษฐ์ (AI Training) และจะลดฮวบลงอย่างรวดเร็วเมื่อสิ้นสุดการทำงาน ลักษณะการใช้งานที่วูบวาบนี้จะส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณภาพไฟฟ้าทั้งในแง่ของความถี่และแรงดันไฟฟ้าในบริเวณโครงข่าย

แนวทางการแก้ไขและควบคุมคุณภาพไฟฟ้าจากโหลด Data Center ที่ผันผวน กฟผ. ได้เตรียมแผนการดำเนินงานไว้ 2 ด้าน คือการเตรียมปรับปรุงข้อกำหนดในการเชื่อมต่อระบบโครงข่ายไฟฟ้า หรือ "Grid Code" เพื่อกำหนดมาตรฐานและบทบาทหน้าที่ทางเทคนิคที่ผู้ประกอบการ Data Center จะต้องปฏิบัติเพื่อช่วยรักษาความมั่นคงของโครงข่ายร่วมกัน และประการที่สองคือ กฟผ. ได้วางแผนเสนอโครงการจัดหาและติดตั้งระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ (Battery Storage) เฉพาะจุด เพื่อใช้ในการควบคุมเสถียรภาพและแรงดันไฟฟ้าเพื่อรองรับกลุ่ม Data Center โดยเฉพาะ

5. ข้อกังวลสูงสุดคือการขาดแคลนข้อมูลฝั่ง โปรซูเมอร์ (Invisible Data Gap)

ในปัจจุบัน กฟผ. มีความสามารถในการมองเห็นและเข้าถึงข้อมูลพฤติกรรมการใช้งานระบบไฟฟ้าได้อย่างครบถ้วนเฉพาะในพื้นที่ที่ กฟผ. ดูแลโดยตรงเท่านั้น ทว่าในส่วนของโครงข่ายจำหน่ายปลายทางที่เชื่อมโยงกับผู้เล่นรายย่อยและกลุ่มผู้ใช้ไฟที่เป็นผู้ผลิตเองอย่าง โปรซูเมอร์ (Prosumer) กฟผ. ยังคงขาดข้อมูลพฤติกรรมการผลิตและการใช้ไฟฟ้าเหล่านี้อย่างสิ้นเชิง (Invisible Area)

นี่คือประเด็นวิกฤตที่สร้างความกังวลให้แก่ กฟผ. เนื่องจากในอนาคตอันใกล้ สัดส่วนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์และระบบพลังงานย่อยจะเติบโตขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะเข้ามาบีบและแชร์ส่วนแบ่งการผลิตไฟฟ้าของระบบกลางให้มีสัดส่วนที่เล็กลงเรื่อย ๆ ส่งผลให้พื้นที่การมองเห็นข้อมูลระบบไฟฟ้าของ กฟผ. หดแคบลงตามไปด้วย ในขณะที่ กฟผ. ยังคงต้องแบกรับหน้าที่และภาระความรับผิดชอบในการควบคุมเสถียรภาพระบบไฟฟ้าโดยรวมของประเทศให้ได้ 100% เต็มตามเดิม หากไม่มีระบบการส่งผ่านข้อมูลที่ครบถ้วนจากผู้เล่นรายย่อยและโปรซูเมอร์กลับมายังศูนย์ควบคุมกลาง กฟผ. จะไม่สามารถวางแผนการบริหารจัดการระบบไฟฟ้า และไม่สามารถประเมินการปรับสัดส่วนการลดหรือเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อความมั่นคงทางพลังงานของชาติในยุคเปลี่ยนผ่านได้ในท้ายที่สุด