روند توسعه فناوریهای شبکه هوشمند
در حال حاضر با توجه به چالشهای جهانی امنیت انرژی، تغییرات اقلیمی و رشد اقتصادی کشورها، شتاب بخشیدن به توسعه فناوری‌هایی با انتشار کربن کمتر در اولویت قرار دارد. شبکه هوشمند برق به دلیل این‌که بستر استفاده از فناوری هایی نظیر خودروهای الکتریکی ومنابع مختلف انرژیهای تجدید پذیر است، برای تولید و مدیریت مصرف انرژی حائز اهمیت است. شکل زیر روند هوشمند شدن شبکه برق درگذشته، حال و آینده را نشان میدهد.
 
توسعه فنّاوری‌های شبکه هوشمند
بسیاری از حوزههای فناوری شبکه هوشمند در سرتاسر شبکه از تولید و انتقال  تا توزیع و مصرفکاربرد دارند. بعضی از این فناوری‌ها به بلوغ رسیده و درحال استفاده اند درحالی‌که گروهی دیگر مراحل رشد خود را طی می کنند. شکل زیر حوزههای کاربرد فناوری‌های های مختلف در شبکه های هوشمند برق را نشان میدهد.

⦁ کنترل و پایش گسترده شبکه
مانیتورینگ لحظهای و نمایش اجزای مختلف سیستم و عملکرد آنها و ارتباط بین آنها در یک منطقه وسیع جغرافیایی، به بهرهبردار سیستم کمک میکند تا به‌صورت بهینه از شبکه بهرهبرداری کند. ابزارهای پیشرفته بهرهبرداری سیستم مانع اتفاق خاموشی سراسری میشوند و اتصال منابع تولید برق تجدید پذیر به شبکه را تسهیل میکنند. ابزارهای پایش، کنترل و تحلیل پیشرفته شبکه شامل فناورهایی نظیر WASA ، WAMS ، WAAPCA   اطلاعات لازم برای تصمیمگیری، مدیریت اغتشاشات در سطح گسترده و ارتقاء ظرفیت انتقال و قابلیت اطمینان سیستم را در اختیار تصمیم گیران میگذارند.
⦁ یکپارچگی فناوری اطلاعات و ارتباطات
وجود زیرساختهای ارتباطی خصوصی و عمومی همانند شبکه اینترنت و تلفن همراه، بستر لازم برای ارتباط دوطرفه بین بهرهبرداران شبکه، سیستمهای کنترلی و تجاری را برای بهرهبرداری بهینه از شبکه فراهم کرده است.
⦁ یکپارچگی انرژیهای تجدید پذیر و تولید پراکنده در شبکه
نيروگاههاي تجدید پذیر و توليد پراكنده بهرهبرداري از شبكه برق را با مسائل جديدي مواجه ميكنند. پخش بار و کنترل‌پذیری اين نيروگاهها با توجه به كاربرد گستره آنها با فنّاوری‌های شبكه هوشمند قابل‌حل است.
⦁ ارتقاي قابليتهاي خطوط انتقال برق
براي استفاده از قابليتهاي خطوط انتقال فناوری‌های مختلفي وجود دارد. ابزار FACTS  معمولا براي ارتقاي قابليت کنترل‌پذیری شبكههاي انتقال و حداکثر سازی قابليت انتقال توان خطوط به كار می‌رود. استفاده گسترده از اين فناوری در خطوط منجر به افزايش بهرهوري و كاهش نياز به سرمایه‌گذاری براي توسعه آنها ميشود.  از سوی دیگر فناوری هایی نظیر خطوط ولتاژ بالای جریان مستقیم براي اتصال نيروگاههاي بادي دريايي و نيروگاههاي بزرگ خورشيدي به شبكه كاربرد دارد كه تلفات انتقال توان كاهش ميدهد و همچنين کنترل‌پذیری شبكه را ارتقا می‌بخشد. ابزراهایی نظیر DLR  نیز با استفاده از حسگرهای جريان الكتريكي در بخشهاي مختلف شبكه، وضعیت آن را دائماً اندازه ميگيرد. اين فناوری قابليت استفاده از حداكثر ظرفيت شبكه بدون خطر اضافه‌بار را فراهم می‌آورد. علاوه بر اینها فناورهایی نظیر ابر رساناهای دما بالا( HTS) به ميزان قبل توجهي تلفات انتقال را كاهش داده و خطاي جريان را به شکل بهینه تری كنترل می نماید، اگرچه همچنان در مورد توليد انبوه اين فناوری ترديد هایی وجود دارد.
⦁ مديريت شبكه توزيع
پایش مداوم شبكه توزيع و كنترل نرم‌افزاری آن زمان تعميرات را كاهش و پايداري سطح ولتاژ و مديريت استفاده از تجهيزات شبكه توزيع را ارتقا می‌بخشد. كنترل نرم‌افزاری شبكه توزيع اطلاعات لحظهاي وضعيت شبكه را از حسگرها و ابزارهاي اندازهگيري دريافت ميكند و براي تعيين محل اتفاق خطا، برنامهريزي خودكار فيدرها، كنترل سطح ولتاژ و بهینه‌سازی شارش توان راكتيو و يا كنترل توليد پراكنده، به كار ميبرد.
⦁ زیرساخت اندازهگيري پيشرفته مصرف  انرژی
 ایجاد زیر ساخت هوشمند اندازه گیری میزان مصرف انرژی به همراه اندازهگيري هوشمند توان، گروهي ديگر از فناوری‌ها را براي فراهم آوردن امكان انتقال اطلاعات دوطرفه بين مشتريان و شرکت های ارئه دهنده خدمات انرژی در خصوص ميزان مصرف و قيمت لحظه ای انرژي را فراهم ميكند. این سامانه قابلیت‌های گستردهاي از جمله موارد زیر را در اختيار قرار طرفین قرار ميدهد:
⦁ كنترل سيگنالهاي قيمتي مصرفكننده كه می‌تواند منجر به كاهش هزينه برق مصرفي شود.
⦁ قابليت جمعآوري، ذخيره و گزارش اطلاعات مصرف انرژي براي مصرف‌کننده در هر بازه زماني موردنیاز
⦁ قابليت كنترل از راه دور مصرف انرژی
⦁ شناسايي تلفات و برق‌دزدی
⦁ فراهم آوردن قابليت مديريت داراييها براي شرکت های ارائه دهنده خدمات انرژي
⦁ امكان وضع تعرفههاي متفاوت براي بار پيك، پايه و مياني
⦁ زيرساخت شارژ خودروهاي الكتريكي
زيرساخت شارژ خودروهاي الكتريكي، برنامه‌ریزی شارژ خودرو در زمان كم باري شبكه و تزريق توان به شبكه در مواقع پیک‌بار را فراهم می‌آورد كه در اين صورت خودروهاي الكتريكي به‌عنوان منابع ذخيره انرژي و همچنين منابعي براي برنامه‌های پيك سايي و کسب در آمد كاربرد خواهند داشت.
⦁ سامانه های سمت مصرف‌کننده
سیستم‌های سمت مصرفكننده در بخشهاي مصرفكننده صنعتي، تجاري و خانگي به كار می‌روند شامل: سيستمهاي مديريت انرژي، تجهيزات ذخيرهساز انرژي، تجهيزات هوشمند و توليد پراكنده انرژي. بهرهوري انرژي و كاهش بار پیک شبكه از دستاوردهای مهمي هستند كه با مديريت صحيح، رگلاتوری مناسب قيمت انرژي و با استفاده از تجهيزات هوشمند می‌توان به آن رسيد.


مرجع :
Technology Roadmap  Smart Grids ,  International Energy Agency (IEA) , 2011