برق مجازی؛ واقعیتی برای تامین برق مصرف‌کنندگان
محدودیت‌هایی که با تقاضای روزافزون برق، به دلیل هدف‌گذاری افزایش نرخ رشد اقتصادی و رفاه اجتماعی، آشکارتر از گذشته خود را در محدودیت منابع اولیه انرژی برای تولید برق، محدودیت در تامین مالی پروژه‌های سرمایه‌گذاری تولید و انتقال برق، محدودیت‌های اجتماعی ناشی از جانمایی و فعالیت تاسیسات برقی و مشکلات زیست‌محیطی بالاخص در فرآیندهای تولید برق، به‌جوامع شناسانده است.
از دیرباز زیرساخت برق را در سه دسته تولید، انتقال و توزیع نیروی برق تقسیم کرده‌اند اما مسائلی همچون محدودیت‌های فوق، افزودن بُعد‌مصرف را به دسته‌بندی فوق اجتناب‌ناپذیر کرده است. تامین نیاز مصرف لجام‌گسیخته و بدون حد و مرز، از جنبه‌های فنی، اقتصادی و حتی اخلاقی برای حفظ سرمایه‌های میان‌نسلی منابع انرژی و کاستن از آلودگی‌های زیست‌محیطی، امری پسندیده نیست.
بنابراین تامین تقاضای مدیریت‌شده برق، به‌طوری‌که هدف آن پشتیبانی برق از زیرساخت‌های تولیدی و کیفیت زندگی جوامع باشد، مطلوب جوامع امروزی است. مصرف برق در سمت تقاضا که همان مصرف‌کنندگان نهایی برق هستند به‌وقوع می‌پیوندد لذا تغییر رفتار تقاضا با رویکرد مشارکت مسوولانه در فرآیندهای زیرساخت برق به‌عنوان بعد‌چهارم این زیرساخت، پاسخگویی سمت عرضه به نیازها را امکان‌پذیر می‌سازد.
یکی از مفاهیم مدرن ایفای نقش فعال سمت تقاضا در امکان تامین برق مصرف‌کنندگان توسط شرکت‌های برق، مفهوم برق مجازی یا همان نیروگاه‌های برق‌مجازی (Virtual Power Plants-VPP) است که از اواخر قرن بیستم مطرح شده است. این مفهوم به معنای استفاده بهینه از منابع انرژی پراکنده (Distributed Energy Resources-DER) است که شامل منابع تولید برق تجدیدپذیر، منابع تولید برق مرسوم حرارتی مانند نیروگاه‌های سیکل‌ترکیبی و ترکیب برق، حرارت و برودت، ادوات ذخیره‌ساز برق مانند باتری‌ها و اقدامات مدیریت تفاضا مانند کاهش مصرف‌برق یا جابه‌جایی مصرف برق از زمان‌های اوجبار به سایر زمان‌ها در شبانه‌روز است.
چنانچه یک مصرف‌کننده برق که در میزان و زمان مصرف خود انعطاف‌پذیری دارد بتواند سبدی از اجزای فوق را تحت‌مدیریت خود درآورد عملا تبدیل به یک مصرف‌کننده-تولیدکننده می‌شود که طبق ادبیات این موضوع، اصطلاحا یک Prosumer (ترکیبی از دو واژه Producer به معنای تولیدکننده و Consumer به معنای مصرف‌کننده برق) خواهد شد. یک مصرف‌کننده-تولیدکننده قادر خواهد بود بر اساس متغیرهای فنی میزان و زمان تولید و مصرف برق خود، نرخ و تعرفه‌های تولید و مصرف برق و همچنین کسب درآمد از مشارکت در طرح‌های پاسخگویی بار که توسط وزارت نیرو با کاهش مصرف برق مورد تشویق قرار می‌گیرند، موجب حداکثرسازی سود این مشارکت شود.
به‌عنوان مثال شرایطی را در نظر داشته باشید که با مناسب‌بودن وضع تولید، اقدام به فروش مازاد تولید به شبکه برق یا ذخیره‌سازی برق در باتری‌های بزرگ برای عرضه در مواقع مورد‌نیاز کند یا به‌جای مصرف حداکثری در زمان پیک شبکه، مصرف غیرضرور را به سایر اوقات شبانه‌روز منقل کند و از تشویق‌های شرکت برق بهره‌مند شود.
مدیریت این سبد تولید و مصرف برق می‌تواند توسط یک نهاد صورت پذیرد که معمولا تحت‌عنوان شرکت‌های خدمات انرژی (Energy Services Companies-ESCO) در جهان مطرح هستند و از طریق حداکثرسازی کسب سود از تولید برق نیروگاه‌های همکار با او، بر اساس مزیت‌های رقابتی یا حمایت‌های دولتی و مدیریت مصرف مشترکان همکار برای برخورداری از مزیت‌های رقابتی یا مشوق‌های شرکت‌های برق، علاوه بر کمک به شبکه سراسری برق برای تامین برق مصرف‌کنندگان، موجب رونق کسب و کار مردمی در حوزه انرژی خواهند شد.
اگرچه که مفهوم برق مجازی در عمل موجب انجام رفتاری واقعی در سمت تقاضا برای استمرار برق‌رسانی به مصرف‌کنندگان می‌شود، لیکن پیاده‌سازی آن به زیرساخت‌هایی نیاز دارد که از جمله میتوان به سامانه‌های اندازه‌گیری، پایش و کنترل یک شبکه شامل Prosumerها اشاره کرد که فراتر از سامانه‌های فرماندهی و کنترل امروزی شبکه‌های برق است و تحت مفهوم شبکه هوشمند تعریف شده و زیرساخت‌های ضروری این مصرف‌کنندگان برق فعال را که در عرصه تولید برق و همچنین بازرگانی برق فعالیت خواهند کرد را امکان‌پذیر می‌سازد.
همچنین یک زیرساخت منسجم نرخ و تعرفه تولید و مصرف برق با سازوکارهای شفاف مالی و بازرگانی برق در ابعاد خرد از دیگر نیازمندی‌های استقرار مفهوم برق مجازی است.
ارائه خدمات عمومی مانند برق بدون مشارکت خدمات‌گیرندگان امری بسیار دشوار است و پیچیدگی روزافزون جوامع بشری در محیط با عدم‌قطعیت فراوان امروزی، این مشارکت را بیش از پیش ضروری می‌سازد.
برق مجازی با رویکرد خدمت‌محور که در آن نهادهای مختلف درخصوص پیاده‌سازی مدیریت بهینه تاسیسات تولیدکننده-مصرف‌کننده برق، با درنظرگرفتن درخواست‌های انواع مختلف برنامه‌های پاسخگویی بار همکاری می‌کنند تعریف می‌شود. طرح‌های پاسخگویی باری که با هدف مصرف بهینه برق توسط مشترکان، برنامه‌های قیمت‌محور تا رویدادمحور که هم شامل کارکردهای بهره‌برداری شرایط عادی و هم اقدامات شرایط اضطراری شبکه‌های مدرن برق را پوشش می‌دهد.
