بکارگیری و پیاده سازی شبکه های هوشمند برق برای حل مشکلات شبکه های برق امروزی

امروزه شرکت­های برق در سراسر جهان با مشکلات زیادی روبرو می­باشند به عنوان مثال امروزه تنها یک سوم از انرژی سوخت مورد استفاده به انرژی الکتریکی تبدیل می­شود و گرمای تلف شده نیز بازیابی نمی­گردد. 8% از خروجی توان نیروگاه­ها در حین انتقال به بارها تلف می­شود.30% از ظرفیت نیروگاهی فقط برای ساعات اوج بار مورد استفاده قرار می­گیرند (دوره­ی اوج در 5% از کل زمان رخ می­دهد.) همچنین کمبودهای انرژی و آلاینده ­های زیست محیطی از جمله­ ی این مشکلات می­باشند که باوجود شبکه برق فعلی قابل حل نخواهند بود. پیش ­بینی ­ها نشان می­دهد که تا سال 2025 میزان تقاضا سه برابر مصرف کنونی خواهد شد. بنابراین، نیاز مبرم شبکه قدرت امروزی، تغییر در ساختار، برای روشن نگاه داشتن چراغ خانه مشترکان است.

شبکه­ های برق سنتی(غیر هوشمند):

شبکه های­ برق غیر هوشمند با روند سلسله مراتبی، برق را از طریق نیروگاه از محل تولید به محل مصرف منتقل می­کنند. این شبکه­ ها در حالت کلی به صورت خط­های توزیع یک طرفه­ای هستند که تمام برق تولیدی را به مشترکین تحویل می­دهند. در این ساختار، هیچ مسیر دوطرفه­ای برای جریان برق و تبادل همزمان اطلاعات و تصمیم گیری در سطح سراسری شبکه برق وجود ندارد.

مهم ترین مشکلات در شبکه ­های برق موجود به شرح زیر قابل بررسی است:

عدم کارآیی شبکه برق در مدیریت حداکثر تقاضا

عدم توانایی شبکه در تبادل اطلاعات قابل اطمینان

قابلیت محدود شبکه­ ی برق غیر هوشمند در استفاده از منابع تولید پراکنده و منابع انرژی تجدیدپذیر

ناکارآمدی شبکه با گسترش خودروهای الکتریکی و هیبرید الکتریکی  EVs و PHEVs

مستعد بودن شبکه­ ی غیر هوشمند برای بروز خاموشی و اختلال کیفیت توان

آسیب پذیری شبکه­ های موجود بر اثر بلاهای طبیعی

راه ­حل حذف و یا کاهش این مشکلات به کارگیری و پیاده ­سازی شبکه­ های هوشمند برق می­باشد.

-اما شبکه­ ی هوشمند چیست؟

براساس تعریف سازمان انرژی ایالات متحده آمریکا، شبکه هوشمند یک شبکه گسترده انرژی خودکار است که در آن انتقال توان الکتریکی و تبادل اطلاعات به صورت دوطرفه صورت می­گیرد. این شبکه قابلیت پایش و پاسخگویی به هر نوع تغییرات در شبکه، از منابع تولید تا مصرف کنندگان و حتی تک تک تجهیزات را دارد.

مشخصه­ های اصلی شبکه ­های برق هوشمند در واقع بیان ویژگی­های این شبکه­ ها بر مبنای قابلیت آن­هاست. شبکه ­های برق هوشمند به منظور از بین بردن معایب نامبرده از شبکه­ های موجود تعریف شدند و دارای مشخصات زیر هستند:

شبکه های هوشمند بر اساس تکنولوژی دیجیتال است.

ویژگی مهم این شبکه ها توانایی ذخیره انرژی است.

کاهش مصرف سوخت­های فسیلی که در نتیجه کاهش پیک و تلفات انرژی

کاهش در تعداد مشترکین که خاموشی دارند .

کاهش هزینه­ ها که منتج از قطع و وصل از راه دور مشترکین می­باشد.

انعطاف پذیری در قبال اختلالات و بلایای طبیعی.

در واقع شبکه ­ی هوشمند برای سمت مصرف کننده بدین معنی است که آنها می توانند بر روی مصرف خود مدیریت هوشمندانه انجام دهند تا در ساعات پیک که قیمت انرژی گران می­باشد، هزینه کمتری بپردازند و برای کارشناسان محیط زیست، این شبکه به معنی استفاده از تکنولوژی جهت کمک به حل تغییرات مضر آب و هوایی و اجتناب از تولید گازهای کربن بیش از اندازه می­باشد و برای کارکنان صنعت برق پیک سایی و تصمیم­گیری هوشمندانه و ارائه اطلاعات دقیق از وضعیت شبکه است.