به گزارش برق مدیا، با تشدید ناترازی برق در کشور، مدیریت مصرف در کنار افزایش ظرفیت تولید به یکی از ضرورت‌های اصلی صنعت برق تبدیل شده است. کنتورهای هوشمند می‌توانند با پایش لحظه‌ای مصرف، شناسایی الگوهای مصرف، مدیریت مشترکان پرمصرف و اجرای برنامه‌های پاسخگویی بار، نقش مهمی در کاهش پیک و کنترل ناترازی ایفا کنند.
فعالان این صنعت معتقدند، کنتورهای هوشمند اگرچه به‌تنهایی قادر به حل ناترازی برق نیستند، اما می‌توانند شبکه برق را از یک شبکه تقریبا منفعل و غیرقابل مشاهده به شبکه‌ای قابل اندازه‌گیری، تحلیل، پیش‌بینی و مدیریت تبدیل کنند. بر اساس اظهارات علیرضا جلالی مدیرعامل صنایع سنجش انرژی بهینه‌سازان توس، مهم‌ترین ظرفیت این کنتورها، کاهش بار در ساعات اوج مصرف، مدیریت مشترکان پرمصرف، انتقال مصرف به ساعات کم‌باری، کاهش تلفات و فراهم کردن زیرساخت لازم برای توسعه شبکه هوشمند و منابع انرژی تجدیدپذیر است. به گفته او، تجربه تابستان ۱۴۰۴ نشان داده که استفاده از قابلیت کنتورهای هوشمند برای تعیین سقف مصرف مشترکان خانگی و تجاری بدمصرف، حدود ۲۰۰۰ مگاوات از بار شبکه را در زمان پیک کاهش داده است.
در خصوص کنتور هوشمند، می‌توان گفت نسل جدید کنتورهای برق هستند که برخلاف کنتورهای سنتی، امکان اندازه‌گیری و ارسال اطلاعات مصرف در بازه‌های زمانی مختلف و در برخی سامانه‌ها ارتباط دوطرفه با مرکز کنترل را فراهم می‌کند. بنابراین، کارکرد آن فقط ثبت میزان برق مصرفی نیست و می‌تواند به یکی از اجزای زیرساخت مدیریت هوشمند شبکه تبدیل شود. نکته مهم این است که کنتور هوشمند الزاماً باعث حذف مصرف برق نمی‌شود؛ بلکه می‌تواند زمان و نحوه مصرف را مدیریت کند. برای مثال، اگر بخشی از مصرف یک مشترک از ساعت اوج به ساعت کم‌باری منتقل شود، فشار روی شبکه در زمان پیک کاهش می‌یابد.
آژانس بین‌المللی انرژی نیز «انعطاف‌پذیری تقاضا» را یکی از ابزارهای مهم برای مدیریت شبکه می‌داند و تاکید می‌کند که فناوری‌های دیجیتال و کنتورهای هوشمند می‌توانند امکان جابه‌جایی یا کاهش مصرف در زمان‌های مورد نیاز شبکه را فراهم کنند
با این شرایط روی آوردن به کنتورهای هوشمند یکی از راهکارهایی است که می‌تواند به مدیریت مصرف برق در اوج بار کمک کند.
کنتورهای هوشمند چگونه به مدیریت ناترازی کمک می‌کنند؟
علیرضا جلالی، مدیرعاملی یکی از شرکت‌های تولیدکننده کنتورهای هوشمند در گفت و گو با «برق مدیا» در خصوص هوشمندسازی کنتورها به این نکته اشاره می‌کند که کنتورهای هوشمند می‌توانند یکی از مهم‌ترین ابزارهای مدیریت ناترازی برق باشند، اما به‌تنهایی قادر به حل این مسئله نیستند. نقش اصلی این تجهیزات آن است که مصرف برق را از یک «مصرف تقرییا غیرقابل مشاهده و غیرقابل کنترل» به مصرفی قابل اندازه‌گیری، تحلیل، پیش‌بینی و در مواردی قابل مدیریت تبدیل کنند.
به همین منظور در ایران نیز این موضوع عملا وارد مرحله اجرایی شده است. طبق اعلام توانیر، تا مهرماه ۱۴۰۴ حدود ۶ میلیون کنتور هوشمند نصب شده و هدف‌گذاری شده است که تعداد تجهیزات هوشمند تا پایان سال ۱۴۰۵ افزایش قابل توجهی داشته باشد.
کاهش پیک مصرف؛ مهم‌ترین نقش کنتورهای هوشمند
جلالی با اشاره به اینکه مشکل اصلی ناترازی الزاما کمبود برق در تمام ساعات شبانه‌روز نیست، می‌گوید در بسیاری از مواقع، مسئله اصلی در ساعات اوج مصرف رخ می‌دهد. کنتور هوشمند این امکان را فراهم می‌کند که شرکت توزیع بداند هر مشترک چه مقدار برق و در چه ساعتی مصرف می‌کند و در صورت وجود برنامه مدیریت بار، مصرف برخی مشترکان را در ساعات بحرانی کاهش دهد یا به ساعات دیگری منتقل کند.
به این ترتیب، به جای آنکه صرفا تلاش شود ظرفیت تولید برق افزایش یابد، بخشی از مصرف نیز در زمان مناسب مدیریت می‌شود. مطالعات مربوط به شبکه برق ایران نیز نشان داده‌اند که برنامه‌های پاسخگویی بار یا Demand Response می‌توانند برای کاهش بار پیک مورد استفاده قرار گیرند.
تبدیل کنتور از «وسیله اندازه‌گیری» به «ابزار مدیریت»
به گفته جلالی، داده‌های حاصل از کنتورهای هوشمند امکان تبدیل این تجهیزات از یک وسیله صرفاً اندازه‌گیری به یک ابزار مدیریتی را فراهم می‌کند. او معتقد است با استفاده از این داده‌ها می‌توان الگوی مصرف مشترک را استخراج کرد، پیک‌های مصرف را شناسایی کرد، مشترکان پرمصرف را مشخص کرد، رفتارهای غیرعادی را تشخیص داد، مصرف را پیش‌بینی کرد؛ برنامه‌های مدیریت بار را اجرا کرد، اثربخشی برنامه‌های کاهش مصرف را اندازه‌گیری کرد.
از سوی دیگر جلالی به این نکته اشاره می‌کند که اطلاعات کنتورهای هوشمند همچنین امکان تحلیل داده، شناسایی الگوهای مصرف و حتی شناسایی تخلفات را فراهم می‌کند. به این ترتیب می‌توان با توجه به محدودیت‌های شبکه، الگوی مصرف مشترکان را تغییر داد.
جلالی معتقد است به‌تدریج و با استفاده از تجربه کشورهای پیشرو، سبک مصرف می‌تواند تغییر قابل ملاحظه‌ای پیدا کند و فناوری‌های مؤثری در این زمینه توسعه یابد؛ از جمله ذخیره‌سازها و تولید محلی برق.
مدیریت مشترکان پرمصرف
یکی دیگر از کاربردهای مهم کنتورهای هوشمند در شرایط ناترازی برق، مدیریت مشترکان پرمصرف است. این تجهیزات می‌توانند زمینه اجرای سیاست‌های مرحله‌ای مدیریت مصرف را فراهم کنند؛ به‌گونه‌ای که روند مصرف عادی، هشدار، اعمال محدودیت سقف مصرف و در نهایت مدیریت بار دنبال شود. به این ترتیب، به جای اعمال محدودیت‌های عمومی، می‌توان سیاست‌های مدیریت مصرف را دقیق‌تر و هدفمندتر اجرا کرد.
انتقال مصرف از ساعات پیک به ساعات کم‌باری
جلالی در ادامه تاکید می‌کند که یکی از بهترین روش‌ها برای مقابله با ناترازی این نیست که مصرف برق به‌طور کامل حذف شود؛ بلکه باید زمان مصرف تغییر کند. اما کنتور هوشمند زیرساخت لازم برای اندازه‌گیری دقیق جابه‌جایی بار یا Load Shifting و اصلاح پیک مصرف یا Peak Shaving را فراهم می‌کند.
از سوی دیگر در واقع، بخشی از مصرفی که در ساعات بحرانی به شبکه فشار وارد می‌کند، می‌تواند به ساعات کم‌باری منتقل شود؛ بدون آنکه لزوماً نیاز باشد این میزان مصرف به‌طور کامل حذف شود.
تعرفه و مشوق‌های هوشمند
جلالی همچنین معتقد است، کنتور هوشمند زمانی می‌تواند اثرگذاری بیشتری داشته باشد که در کنار تعرفه‌های زمان‌مند (Time-of-Use) و مشوق‌های اقتصادی مورد استفاده قرار گیرد. در این شرایط، مصرف‌کننده نیز انگیزه پیدا می‌کند تا زمان مصرف خود را تغییر دهد و بخشی از مصرف را از ساعات اوج به ساعات کم‌باری منتقل کند.
البته جلالی بر یک نکته مهم تاکید دارد: کنتور هوشمند به‌خودی‌خود تعرفه را تغییر نمی‌دهد؛ تعرفه موضوعی مربوط به سیاست‌گذاری است. کنتور صرفا امکان اندازه‌گیری دقیق مصرف در بازه‌های زمانی مختلف را فراهم می‌کند.
کاهش تلفات و کشف برق غیرمجاز
یکی دیگر از مزایای مهم کنتورهای هوشمند، امکان مقایسه انرژی ورودی و خروجی در شبکه است. بطوریکه اگر انرژی تحویلی به یک ترانسفورماتور با مجموع مصرف ثبت‌شده مشترکان اختلاف غیرعادی داشته باشد، می‌توان احتمال موارد مختلفی را بررسی کرد، از جمله «برق غیرمجاز»، «دستکاری کنتور»، «خطای اندازه‌گیری»، «اتصالات غیرمجاز»، «تلفات غیرعادی شبکه» اشاره کرد. به گفته جلالی طبق اعلام توانیر، تلفات شبکه توزیع حدود ۱۰ درصد است و بخشی از این میزان را تلفات غیرفنی تشکیل می‌دهد. کنتورهای هوشمند می‌توانند در شناسایی و مدیریت این موارد نقش مؤثری داشته باشند.
پیش‌بینی بهتر بار شبکه با هوش مصنوعی
جلالی این بخش را یکی از استراتژیک‌ترین مزایای کنتورهای هوشمند می‌داند. زمانی که میلیون‌ها کنتور اطلاعات مصرف را در بازه‌های زمانی مختلف ارسال کنند، می‌توان با استفاده از کلان‌داده (Big Data)، یادگیری ماشین (Machine Learning) و پیش‌بینی (Forecasting)، مصرف آینده را با دقت بیشتری پیش‌بینی کرد.
در نتیجه، اپراتور شبکه می‌تواند پیش از وقوع بحران اقدام کند، نه اینکه پس از ایجاد ناترازی وارد عمل شود. این قابلیت می‌تواند در آینده به یکی از پایه‌های اصلی مدیریت پیشگیرانه شبکه برق تبدیل شود.
کنتورهای هوشمند و استفاده بهتر از انرژی خورشیدی
به گفته جلالی، این موضوع در سال‌های آینده اهمیت بیشتری پیدا خواهد کرد. فرض کنیم در یک منطقه تعداد زیادی نیروگاه خورشیدی پشت‌بامی نصب شده باشد. تولید برق خورشیدی در ساعات روز زیاد است، اما در ساعات عصر کاهش پیدا می‌کند؛ در حالی که ممکن است مصرف برق همچنان بالا باشد. در این شرایط کنتور هوشمند می‌تواند به ایجاد یک سیستم مدیریت انرژی کمک کند که در آن میزان مصرف تا حد امکان با میزان تولید انرژی خورشیدی در همان زمان هماهنگ شود.
این روند، شبکه برق را به سمت شبکه توزیع هوشمند (Smart Grid) و منابع انرژی توزیع‌شده (DER) سوق می‌دهد. پژوهش‌های انجام‌شده در ایران نیز بر اهمیت برنامه‌های Demand Response برای ادغام منابع تجدیدپذیر در شبکه‌های هوشمند تأکید دارند.
ارزش اصلی کنتور هوشمند چیست؟
جلالی معتقد است در شرایط فعلی ایران، ارزش اصلی کنتور هوشمند نه در «قرائت خودکار کنتور»، بلکه در تبدیل شبکه برق از یک شبکه منفعل به شبکه‌ای قابل مشاهده و قابل مدیریت است.
حتی قانون مانع‌زدایی از توسعه صنعت برق نیز وزارت نیرو را مکلف کرده است با استفاده از تجهیزات هوشمند، رویت‌پذیری و کنترل‌پذیری شبکه توزیع را با اولویت پست‌های توزیع و مشترکان پرمصرف توسعه دهد. بنابراین، اگر قرار باشد یک راهکار جدی برای مقابله با ناترازی طراحی شود، نصب کنتور هوشمند باید تنها مرحله نخست باشد.
مرحله مهم‌تر، ایجاد یک پلتفرم مدیریت هوشمند مصرف برق است؛ پلتفرمی که بتواند از داده‌های کنتورها برای پیش‌بینی، تشخیص، قیمت‌گذاری، تشویق و در شرایط بحرانی، مدیریت بار استفاده کند.
کنتورهای هوشمند چقدر می‌توانند مصرف برق را کاهش دهند؟
جلالی درباره میزان موفقیت کنتورهای هوشمند در کنترل، پایش و مدیریت مصرف برق به این نکته اشاره می‌کند که اگر بخواهیم بر اساس تجربه عملی کشورها و مطالعات انجام‌شده پاسخ دهیم، کنتورهای هوشمند در پایش و کنترل مصرف موفق بوده‌اند؛ اما میزان کاهش مصرف به‌شدت به این موضوع بستگی دارد که کنتور صرفا برای قرائت استفاده شود یا به یک سامانه کامل مدیریت بار و Demand Response متصل باشد.
او در عین حال تاکید می‌کند که یک نکته بسیار مهم باید مورد توجه قرار گیرد: «کاهش مصرف انرژی» با «کاهش پیک بار» یکسان نیست و برای حل ناترازی برق ایران، شاخص دوم حتی اهمیت بیشتری دارد.
کاهش ۲ تا ۴ درصدی مصرف خانگی
جلالی یک برآورد محافظه‌کارانه و قابل دفاع برای میزان کاهش مصرف خانگی ارائه می‌کند و می‌گوید می‌توان حدود ۲ تا ۴ درصد کاهش مصرف را انتظار داشت.
با این حال، اگر کنتور هوشمند با قابلیت‌هایی مانند نمایش لحظه‌ای مصرف، تعرفه زمان‌مند، مشوق مالی، کنترل تجهیزات و Demand Response ترکیب شود، پتانسیل کاهش بار بالاتری ایجاد خواهد شد.
مطالعات مروری نشان داده‌اند که اثر برنامه‌های Demand Response می‌تواند از تقریبا صفر تا بیش از ۵۰ درصد کاهش بار مرجع در برخی برنامه‌ها متغیر باشد. البته این اعداد مربوط به شرایط و برنامه‌های خاص هستند و نمی‌توان آنها را به کل مصرف کشور تعمیم داد.
کاهش ۲۰۰۰ مگاواتی بار شبکه در تابستان ۱۴۰۴
یکی از نمونه‌های عملی استفاده از قابلیت کنتورهای هوشمند در ایران، به تابستان ۱۴۰۴ بازمی‌گردد.
طبق اعلام مدیرکل دفتر فنی، مهندسی و هوشمندسازی شبکه توزیع توانیر، در تابستان ۱۴۰۴ با استفاده از قابلیت کنتورهای هوشمند برای تعیین سقف مصرف مشترکان خانگی و تجاری بدمصرف، حدود ۲۰۰۰ مگاوات از بار شبکه در زمان پیک کاهش داده شده است.
به گفته جلالی، این عدد از نظر مدیریت ناترازی بسیار قابل توجه است و البته این اقدام لزوما به این معنا نیست که ۲ هزار مگاوات به‌صورت دائمی از مصرف برق کشور حذف شده است؛ بلکه در ساعات بحرانی، توان مصرفی شبکه حدود این میزان کاهش یافته است.
جلالی در پایان با اشاره به ظرفیت کنتورهای هوشمند می‌گوید، به‌صورت میانگین، از نصب هر کنتور هوشمند می‌توان انتظار یک کیلووات کاهش مصرف داشت.
