نقطه اوج برای شبکه آمریکا
ریزشبکه‌ها و راهحلهای نرم‌افزاری
ما به سمت آینده الکتریکی شتاب می‌‌‌گیریم، اما زمان رسیدن به اشباع کامل در این خصوص هنوز مشخص نیست. برای اطمینان از اینکه شبکه برق این کشور برای مقاومت در برابر فشار اضافی آماده است، باید راهحلهای فناوری دیجیتالی‌‌‌سازی پیشرفته را برای مدرنسازی این شبکه ادغام کرد، به‌‌‌ویژه وقتی صحبت از موضوع توزیع می‌شود. هنگامی که به دنبال ایجاد سیستم در سطح ملی هستیم، باید با یک دید بلندمدت به چالش‌های امروزی نزدیک شویم. با این حال، نرم‌افزارها را می‌توان در حال حاضر برای افزایش خروجی و کارآیی شبکه با هزینه کمتر در مقایسه با سخت‌افزار به کار گرفت. به عنوان مثال، می‌توانیم از داده‌‌‌ها برای بهبود اثربخشی منابع فعلی خود با راهحلهای دیجیتالی از جمله برنامه‌‌‌های اندازه‌‌‌گیری پیشرفته استفاده کنیم تا شرکت‌ها بتوانند الگوهای مصرف را بهتر درک کنند.
سیستم‌های انرژی غیرمتمرکز مربوط به مصرف‌کننده می‌توانند پیش‌بینی‌‌‌ها را تسهیل کرده و به طور موثرتری با مشتریان ارتباط برقرار کنند. همچنین نرمافزار سیستم مدیریت ریزشبکه برای کارکرد و مدیریت هوشمند بارها و میزان تقاضاهای متفاوت شبکه ضروری است و حتی در صورت دستیابی به مازاد انرژی، به شبکه بازگردانده می‌شود. امروزه از ریزشبکههای الکتریکی به عنوان ارکان اصلی یک شبکه هوشمند یاد می‌شود، از این رو در کانون توجه محققان و متخصصان امر قرار دارند. چنانچه بهره‌برداری از ریزشبکههای برق به‌خوبی تعریف، پیاده‌سازی و عملیاتی شود، راه برای توسعه هرچه سریعتر شبکههای هوشمند هموار خواهد شد. نرمافزار سیستم مدیریت ریزشبکه به کاربران این امکان را می‌دهد که چند ریزشبکه را در مقیاس موردنیاز به هم متصل و کنترل در سطح محلی و در نهایت انعطافپذیری بیشتر را فراهم کنند.
تولید برق اضافی در شبکههای متصل به هم به طور خودکار به سمت جایی که بیشتر موردنیاز است توزیع می‌شود. در حال حاضر، ما شاهد توسعه ریزشبکههای کاربردی بیشتری در ایالات متحده هستیم، که از آن جمله می‌توان به محله Bronzeville در بخش جنوبی شیکاگو اشاره کرد. کام‌‌‌اید شرکت برق آمریکایی در حال استقرار اولین ریزشبکه خصوصی در جهان است که دارای سیستم ذخیره انرژی باتری، سایبان‌های خورشیدی و ایستگاه‌های شارژ هوشمند برای خودروهای برقی است. کام‌‌‌اید از سیستم مدیریت ریزشبکه زیمنس (MGMS) برای ادغام ریزشبکه جدید با شبکه‌ای در موسسه فناوری ایلینویز در نزدیکی آن استفاده می‌کند. در نهایت، بینش‌ها و قابلیت‌های اضافی ارائه شده توسط نرمافزار باعث افزایش قابلیت اطمینان در سراسر شبکه برق ایالات متحده می‌شود.
سیستم‌های ذخیرهسازی و شارژ دوطرفه
برای پاسخگویی به نیازهای نوسانی شارژ خودروهای برقی در ساعت‌های مختلفی از روز یا روزهای مختلف هفته، مدیریت صحیح ظرفیت شبکه با منابع انرژی اضافی توزیعشده محلی نزدیک به نقطه شارژ بسیار مهم است. سیستم‌های ذخیرهسازی انرژی باتری و آرایه‌‌‌های خورشیدی می‌توانند در مواقعی که بیشتر به آنها نیاز است، یا در زمان اوج نیاز، برق را تامین کنند، در نهایت انعطافپذیری را افزایش داده و اختلال کمتری را در فیدر توزیع ایجاد می‌کنند. یکی دیگر از فناوری‌های کلیدی برای شبکه برق، شارژ دوطرفه است که بیشتر با عنوان اتصال خودرو به شبکه (V۲G) شناخته می‌شود.
ما آینده‌‌‌ای را می‌‌‌بینیم که در آن باتری‌‌‌های EV واقعا می‌توانند به عنوان منبع انرژی برای خانه‌‌‌ها در هنگام قطع برق عمل کنند و نشان می‌دهند که وقتی دانش خود در زمینه کار الکتریکی، دیجیتالی‌‌‌سازی و اتصال را با هم ترکیب کنیم، چه امکاناتی ایجاد می‌شود. یک مطالعه در سال ۲۰۲۲ توسط شرکتNational Grid و شرکت هیتاچی انرژی نشان می‌دهد که نصب زیرساخت شارژ برای برق‌‌‌رسانی ناوگان خودروهای برقی به ارتقای شبکه برق ایالات متحده به مکان خاص نیاز دارد. در نهایت، نرمافزار، کلید آماده‌سازی شبکه برق برای تقاضاهای فزاینده در آینده است. در مقایسه با سرمایه‌گذاری‌‌‌های معمولی، نرمافزار می‌تواند شبکه قدیمی ما را سریعتر و آسان‌‌‌تر مدرنسازی کند و در عین حال به مدیریت بهتر منابع انرژی و ریزشبکههای توزیعشده کمک کند و آمریکا را برای گذار یکپارچه‌‌‌تر به آینده الکتریکی قرار دهد.
بهبودهای پیشنهادی شبکه
بر اساس گزارش مرکز فناوری انرژی پاک کارولینای شمالی، ۳۷ ایالت به اضافه ناحیه کلمبیا در سه ماه اول سال ۲۰۱۷ اقداماتی را برای نوسازی شبکههای برق خود انجام دادند. ایالت‌ها این کار را انجام دادند تا سیستم‌های برق را «انعطاف‌پذیرتر و تعاملی‌تر» کنند. متداول‌‌‌ترین اقداماتی که دولت‌‌‌ها انجام دادند «استقرار زیرساخت‌‌‌های اندازه‌‌‌گیری پیشرفته» در ۱۹ ایالت، استقرار شبکه هوشمند و «نرخ‌های متغیر زمانی برای مشتریان مسکونی» بود.
در ماه اوت ۲۰۱۸، موسسه اقتصاد پیشرفته انرژی (AEE) و انجمن شهروندان برای راهحلهای انرژی مسوولانه (CRES) یک مقاله سیاستی منتشر کردند که در آن پنج توصیه در مورد راه‌های مدرنسازی شبکه برق ایالات متحده ارائه شد. این توصیه‌‌‌ها در راستای ساده‌‌‌سازی فرآیند مجوزدهی فدرال برای پروژههای انرژی پیشرفته است که شامل تشویق برنامه‌ریزان شبکه به در نظر گرفتن جایگزین‌هایی برای سرمایه‌گذاری در انتقال به انرژی‌های پاک؛ صدور مجوز برای ذخیره انرژی و بهره‌وری انرژی، اجازه به مشتریان بزرگ برای انتخاب منابع برق و همچنین اجازه به شرکت‌ها و مصرف‌کنندگان برای بهره‌مندی از نرمافزار رایانش ابری هستند.
