نصب 15میلیون کنتور‌هوشمند در هلند

کشور هلند قصد دارد تا سال 2020، 15 میلیون کنتور هوشمند برق و گاز را به عنوان فاز دوم طرح ملی پیاده‌سازی زیرساخت اندازه‌گیری هوشمند پیاده‌سازی نماید. برنامه‌ریزی جهت اجرای فاز دوم این طرح با حمایت دولت و تصویب مجلس این کشور، پس از نتایج موفقیت آمیز طرح‌های آزمایشی کنتور‌های هوشمند بین سال‌های 2012 -2014 انجام شده است.

 

به گزارش “برق نيوز” کشور هلند قصد دارد تا سال 2020، 15 میلیون کنتور هوشمند برق و گاز را به عنوان فاز دوم طرح ملی پیاده‌سازی زیرساخت اندازه‌گیری هوشمند پیاده‌سازی نماید. برنامه‌ریزی جهت اجرای فاز دوم این طرح با حمایت دولت و تصویب مجلس این کشور، پس از نتایج موفقیت آمیز طرح‌های آزمایشی کنتور‌های هوشمند بین سال‌های 2012 -2014 انجام شده است. کشور هلند در حدود 7.6 میلیون خانوار دارد که 95% آنها دارای اتصال گاز می‌باشند.

در فاز اول این طرح، پس از تصویب مجلس هلند در سال 2011، طرح‌های تحقیقاتی با محور‌یت صرفه‌جویی در مصرف مشترکین خانگی و تجاری کوچک از طریق ارسال گزارش مصرف انرژی ماهانه و تعاملات زمان واقعی و همچنین توسعه بازار با استفاده از خدمات اندازه‌گیری هوشمند انجام گردید.

براساس تحلیل هزینه به سود انجام شده توسط موسسه KEMA (در حال حاضر DNV-GL)، کنتور‌های هوشمند از طریق ارائه صورتحساب و مصرف انرژی ماهانه که به عنوان گزارش مصرف انرژی منزل شناخته می‌شود کاهش متوسط 3.2 درصدی در مصرف برق و 3.7 درصدی در مصرف گاز فراهم نموده است. همچنین در تعاملات نزدیک به زمان واقعی و پیچیده‌تر با مصرف‌کنندگان، میزان این کاهش به طور متوسط به 6.4 درصد در مصرف برق و 5.1 درصد در مصرف گاز صرفه جویی خواهد رسید.

توسعه شبكه های برق هوشمند در ایران

مقدمه
در این مقاله به بررسی سیستم¬های هوشمند برق و كاربری های آن پرداخته می شود. معایب سیستم شبكه برق موجود در مقایسه با سیستم های برق هوشمند ارائه شده و مشخصه های اصلی شبكه های هوشمند بر اساس قابلیت آنها توضیح داده می شود. كاربری‌های این شبكه ها در مجموعه¬های زیرساخت اندازه گیری پیشرفته، پاسخ به تقاضا، منابع تولید پراكنده و ذخیره‌سازی، اتوماسیون توزیع، آگاهی فراگیر از موقعیت منطقه و حمل و نقل الكتریكی مورد بحث و بررسی قرار می گیرند. بررسی تكنولوژی ها و بسترهای مخابراتی مورد نیاز می پردازیم. در پایان وضعیت پروژه های اجرایی شبكه های برق هوشمند در ایران و سایر كشورهای دنیا مورد بحث قرار می گیرد.

مقدمه
در این مقاله به بررسی سیستم های هوشمند برق و كاربری های آن پرداخته می شود. معایب سیستم شبكه برق موجود در مقایسه با سیستم های برق هوشمند ارائه شده و مشخصه های اصلی شبكه های هوشمند بر اساس قابلیت آنها توضیح داده می شود. كاربری‌های این شبكه ها در مجموعه های زیرساخت اندازه گیری پیشرفته، پاسخ به تقاضا، منابع تولید پراكنده و ذخیره‌سازی، اتوماسیون توزیع، آگاهی فراگیر از موقعیت منطقه و حمل و نقل الكتریكی مورد بحث و بررسی قرار می گیرند. بررسی تكنولوژی ها و بسترهای مخابراتی مورد نیاز می پردازیم. در پایان وضعیت پروژه های اجرایی شبكه های برق هوشمند در ایران و سایر كشورهای دنیا مورد بحث قرار می گیرد.

پیش زمینه شبكه های برق هوشمند
شبكه های موجود
عوامل اقتصادی، سیاسی و جغرافیایی در هر كشور می تواند تأثیر به سزایی بر روند توسعه و پیش‌برد شبكه-های برق داشته باشند. با این وجود سالیان طولانی است كه ساختار بنیادی و اولیه این شبكه ها همچنان به قوت خود باقی است. شبكه های برق موجود با ساختار سلسله مراتبی، توان تولیدی نیروگاه ها را با عبور ازشبكه های انتقال و توزیع به دست مصرف كننده می رسانند. شكل 1 بیانگر توپولوژی شبكه برق موجود است كه دارای ساختار سلسله مراتبی است كه نیروگاه های بزرگ (شامل نیروگاه های ذغالی/ گاز طبیعی، هسته ای، برق آبی) در بالاترین سطح این ساختار و دور از مصرف كنندگانی هستند كه در پائین ترین سطح این ساختار قرار گرفته اند. این شبكه ها در حالت كلی به صورت شاهراه های یك‌طرفه ای هستند كه كل برق تولیدی را به مشتركین تحویل می‌دهندو هیچ مسیر دوطرفه ای برای جریان برق و تبادل همزمان اطلاعات و تصمیم گیری در سطح سراسری شبكه برق وجود ندارد.

مسائل اساسی در شبكه های برق موجود به شرح زیر قابل بررسی است:
عدم كارآیی شبكه برق در مدیریت حداكثر تقاضا
ساختار شبكه كه به منظور كنترل نمودن حداكثر تقاضای بار كه متناظر با كل بار موجود در نظر گرفته شده است زیاد از حد لزوم طراحی شده است. حداكثر دیماند به ندرت بیش از یك دوره كوتاه مدت در زمان رخ می‌دهد و این موضوع سبب ناكارآمدی سیستم قدرت خواهد شد. بعلاوه شبكه برق می بایست توانایی تأمین مازاد معینی از برق را داشته باشد كه این مازاد در درجه اول به عهده نیروگاه های فسیلی گمارده می شود كه نتایجی از جمله بهره وری پائین تر، تولید بیشتر گازهای گلخانه ای و هزینه ی بالاتر تولید را در بر خواهد داشت.

گذشته از آن، برای برآورد افزایش تقاضای انرژی شركت های برق می بایست ظرفیت تولیدی خود را افزایش دهند، بدین معنی كه آنها بایستی ظرفیت توان تولیدی بیشتری را ایجاد نموده و توسط خطوط انتقال آن‌را به دست مشتریان برسانند. این افزایش ظرفیت و توسعه نیروگاهی با افزایش سریع نرخ سوخت فسیلی همراه است كه سبب می شود این توسعه بی نهایت هزینه بر شود. ساخت نیروگاه بیشتر، از سمت دیگر رفتار و رویكرد خوشایندی از دیدگاه زیست محیطی برای برآورد افزایش تقاضای برق نیست.

عدم توانایی شبكه در ایجاد تبادل مطمئن اطلاعات
به منظور سهولت در عیب یابی و تعمیر و نگه‌داری تجهیزات گران‌قیمت شركت های برق، سطوح مختلفی برای ارسال فرمان و كنترل معرفی و ایجاد می شود همانند سیستم مستقر و شناخته شده ” كنترل نظارتی و اكتساب داده¬ها” [1]. با محدود شدن عملكرد شركت ها را در كنترل توابع بالادستی شبكه های توزیع قادر به كنترل در زمان واقعی نیستند. به عنوان مثال در شمال آمریكا كه یكی از پیشرفته ترین سیستم های برق استقرار یافته است، كمتر از یك چهارم از شبكه انتقال و توزیع با سیستم¬های مخابراتی و انتقال داده¬ها تجهیز شده اند و در سطح فیدرهای توزیع، اتوماسیون توزیع 15% الی 20% نفوذ داشته است[1]. در نتیجه، اطلاعات محدودی از خاموشی ها كه نزدیك به 90% آن در شبكه های توزیع اتفاق می افتد در اختیار شركت های برق قرار می گیرد. هم‌چنین این كاستی در سمت مصرف كننده نیز مشاهده می شود و سبب می گردد مشترك دسترسی به هیچ‌گونه اطلاعاتی در مورد نحوه قیمت گذاری برق خود و/یا میزان مصرف انرژی در هر لحظه از زمان نداشته باشد و از اینرو مشوق ها برای استفاده بهتر، حفظ و نگهداری و یا پاسخ دهی به تقاضا كمتر می-شود.

پشتیبانی/قابلیت محدود شبكه در استفاده از منابع تولید پراكنده
به منظور تأمین انرژی در زمان اوج مصرف می توان از منابع تولید پراكنده بهره گیری نمود. ناكفایتی در پشتیبانی شبكه موجود در یكپارچه‌سازی منابع پراكنده تولید (DER)كه از مهم‌ترین آن‌ها می توان به منابع تولید تجدیدپذیر اشاره نمود كه رشد چشم‌گیری را در حال حاضر دارا می باشند، دیده می شود. علت این امر وجود ساختار سلسله مراتبی و سبك و سیاق كنترل مركزی است كه برای شارش جریان برق دو طرفه طراحی نشده است. مضاف بر آنكه شبكه موجود تسهیلات و بستر مخابراتی مطمئن برای پایش و استفاده سودمند از این منابع را فراهم نكرده است.
ناكارآمدی شبكه با گسترش اتصال ماشین¬های الكتریكی (PEVs)
وسایل نقلیه الكتریكی (PEVs) شامل وسایل نقلیه الكتریكی هیبریدی و وسایل نقلیه باتری¬دار هستند. تولید گازهای گل‌خانه ای كمتر (GHG) و هم‌چنین عدم تولید دیگر مواد آلاینده برترین مزیت این وسایل به نسبت ماشین های بنزین سوز با موتورهای احتراق داخلی است. برآورد شده كه با بكارگیری وسایل نقلیه الكتریكی هیبریدی میزان آلایندگی هوا به میزان قابل توجهی كاهش یابد. تولید چشم‌گیری از PEVها در آینده ای نه چندان دور می تواند تنش های بسزایی بر شبكه های برق داشته باشد.
مستعد بودن شبكه در بروز خاموشی و اختلال كیفیت توان
افزایش بی سابقه تقاضا برای انرژی الكتریكی كه با عقب ماندگی سرمایه گذاری در زیرساختارهای برق همراه شده است، پایداری و ثبات سیستم را كاهش داده است. با عبور از حاشیه های امن در شبكه های برق، هرگونه افزایش پیش بینی نشده در تقاضا و یا انحراف در سیستم های توزیع شبكه، می تواند منجر به خرابی تجهیزات و در نتیجه خاموشی سراسری گردد و این قضیه می تواند به ضرر و زیان های شدید اقتصادی منجر شود.
عدم كیفیت توان مورد نیاز برای كارخانجات تولیدی با تكنولوژی بالا و زیرساخت‌های حیاتی هم‌چون شبكه‌های ارتباطی و خطوط لوله به كیفیت بالای توان تكیه می كنند، می‌تواند عملكرد آن‌ها را مختل نماید. این عدم اطمینان برای مصرف كنندگان میلیاردها دلار هزینه بر است.
آسیب پذیری شبكه های موجود بر اثر بلاهای طبیعی
شبكه های موجود برق در قبال بلاهای طبیعی هم‌چون زلزله آسیب پذیر هستند. این شبكه به گونه ای طراحی نشده است كه بتوان بعد از چنین سوانحی، بدون خاموشی سراسری آنرا بازیابی نمود. یك اتصال كوتاه تك‌فاز بر اثر یك حادثه طبیعی در شبكه برق، می تواند منجر به از دست رفتن میزان قابل توجهی از بار گردد. عدم وجود منابع تولید پراكنده در شبكه سراسری برق منجر شده است آسیب پذیری این شبكه بر اثر بلایای طبیعی بیشتر گردد. این موارد به دلیل ساختار سلسله‌ای و كنترل مركزی شبكه برق می باشد.
قدیمی و منسوخ بودن شبكه  برق
بیش از پنجاه سال است كه از طراحی شبكه¬های برق می¬گذرد؛ مدتها قبل از زمانی كه فن¬آوری¬های دیجیتال كه امروزه بسیار به آنها تكیه می¬شود بوجود آیند. سیستم¬های انتقال انرژی و شبكه¬های توزیع بسیار قدیمی هستند و در ساخت آنها از تكنولوژی¬های منسوخ شده بهره¬گیری شده است. زیرساخت¬های ارتباطی موجود به عواملی چون ناحیه پوشش، ظرفیت و توانایی محدود شده¬اند.
بسیاری از كاستی¬های شبكه موجود كه به اختصار در بالا توضیح داده شد با بكارگیری شبكه¬های برق هوشمند كه قادر می¬سازد بسیاری از قابلیت¬ها فراتر از قابلیت¬های شبكه¬های موجود در دسترس قرار گیرند قابل زدودن است.

شبكه های برق هوشمند؛ مشخصات، كاربری ها
شبكه های هوشمند به تكامل و به‌روز شدن شبكه های موجود نسبت داده می شوند و شامل مونیتورینگ پیشرفته، اتوماسیون و كنترل تولید برق، انتقال و توزیع آن هستند. افزایش استفاده از اطلاعات دیجیتال و فناوری های كنترل سبب می شود قابلیت اطمینان ، امنیت و بهره وری از شبكه برق، و هم‌چنین یكپارچگی تولید پراكنده، پاسخ به میزان تقاضا ، و بهره وری انرژی بیشتر شود.
مشخصه های اصلی شبكه های هوشمند
مشخصه های اصلی شبكه های برق هوشمند در واقع بیان ویژگی های این شبكه ها بر مبنای قابلیت آن‌هاست. شبكه های برق هوشمند به منظور از بین بردن معایب نامبرده از شبكه های موجود تعریف شدند و دارای مشخصات زیر هستند:
مشاركت آگاهانه و فعالانه مصرف كنندگان در شبكه های برق هوشمند
مشاركت فعال مصرف كنندگان در بازارهای برق، دارای فواید عینی برای شبكه و شركت های برق می باشد. شبكه های برق هوشمند اطلاعات لازم در زمینه الگوی مصرف و هزینه برق مصرفی را در اختیار مصرف كننده قرار می هند و این امكان فراهم می شود تا مشتركین در بازارهای جدید برق فعالیت كنند. اطلاع رسانی صحیح و درست به مصرف كنندگان سبب می شود آنها بتوانند میزان مصرف را بر اساس توازنی بین توان درخواستی و منابع تولید محلی و شبكه برق موجود تغییر دهند. توانایی كاهش و یا تغییر زمان اوج مصرف بار این امكان را برای تولیدكنندگان برق مهیا می¬سازد تا بتوانند هزینه¬های سرمایه¬گذاری و عملیاتی را كاهش دهند و این در حالی است كه هم‌زمان منفعت¬های زیست محیطی با كاهش تلفات خط و به حداقل رساندن مدت زمان عمل‌كرد نیروگاه¬های با راندمان كم حاصل می¬شود.
اصلاح تولید و میزان ذخیره
یك شبكه هوشمند برق دارای قابلیت بهره¬وری از نیروگاه¬های بزرگ و متمركز و هم‌چنین منابع تولید انرژی پراكنده در محل مصرف¬كننده را داراست. با آنكه نیروگاه¬های بزرگ شامل نیروگاه های پیشرفته هسته¬ای هم‌چنان ایفاگر نقش اساسی در شبكه برق هوشمند هستند می توان تعداد زیادی از منابع تولید پراكنده كوچك را از قبیل سلول های فتوولتائیك، باد، باتری های پیشرفته ، پلاگین در خودروهای هیبریدی و سلول‌های سوختی را در این شبكه بكار برد. منابع پراكنده تولید به سادگی می¬توانند به شبكه برق متصل شوند و قابلیت  بهره گیری آسان از انواع مختلف منابع با یكدیگر به¬صورت Plug and Play حاصل می شود.
فراهم آوردن كیفیت توان مورد نیاز
مانیتورینگ و نظارت، تشخیص و عكس العمل به پائین بودن كیفیت توان منجر به كاهش چشم‌گیر ضرر و زیان مشتركین در مقایسه با حال حاضر خواهد شد. روش¬های كنترل پیشرفته نظارت بر منابع اصلی، امكان تشخیص سریع و راه¬كار مقابله با عواملی كه سبب كاهش كیفیت توان شده¬اند، از قبیل رعد و برق، نوسانات شدید، خطاهای خط و منابع هارمونیكی، را فراهم می¬آورد. با استفاده از شبكه¬های برق هوشمند می¬توان به سطوح مختلف كیفیت توان با قیمت¬های مختلف دست یافت.
انعطاف پذیری در قبال اختلالات و بلایای طبیعی
شبكه های برق هوشمند قادر به مواجهه با رویدادهای غیرمنتظره هستند و می توانند قسمت مشكل زا را از شبكه جدا نمایند تا بقیه شبكه به حالت كار عادی برگردد. این تشخیص و عملكرد خودكار سبب می شود زمان قطع سرویس مشتریان كاهش یافته و مدیریت بهتری با زیرساخت های موجود برای تحویل توان توسط شركت های برق ارائه گردد.
محصولات جدید، خدمات جدید و بازار جدید
شبكه های برق هوشمند امكان ارتباط بین خریدار و فروشنده، از مصرف كننده تا شركت های برق منطقه ای (RTO) ، را مهیا می‌سازد. این قابلیت سبب ایجاد بازارهای جدیدی می شود كه دامنه آن از سطح مدیریت انرژی در محل مصرف¬كننده تا پیشنهاد فروش انرژی در آن سطح گسترده است. با افزایش مسیرهای انتقال و نصب منابع تولید انرژی در نزدیكی مصرف كننده سهم مشاركت مشتركین در بازار افزایش می یابد.
كاربرد شبكه های هوشمند در راستای بهینه سازی استفاده از تجهیزات و راندمان بالاتر عملكرد
شبكه های هوشمند آخرین فن آوری ها را برای بهره وری مؤثرتر از تجهیزات بكار می برند. اثربخشی تعمیر و نگه‌داری با در نظر گرفتن شرایط انجام تعمیر و نگه‌داشت بهینه میشود بهگونه ای كه زمان دقیق و مورد نیاز برای تعمیر و نگه‌داری تجهیزات را بیان میكند. دستگاههای كنترل سیستم به گونه ای می توانند تنظیم شوند كه میزان پرشدگی و تلفات خط را كاهش دهند. در این نوع دستگاه های كنترل امكان تحویل انرژی با حداقل هزینه به مصرف كنندگان نهایی امكان پذیر می باشد كه در نهایت می تواند راندمان بهره برداری را افزایش دهد.

شبكه موجود شبكه هوشمند
توپولوژی سیستم شعاعی و یكپارچه؛عمدتاً به صورت مسیر جریان برق یك¬طرفه شبكه و مدولار؛ مسیرهای چندگانه برای عبور جریان برق
ارتباطات ندارد و یا یك مسیر
Telecom خصوصی و بدون زمان- حقیقی دو مسیر، زمان- حقیقی، IP telecom
تعامل مصرف‌كننده محدود؛ انتخاب برای تعداد محدودی مشترك گسترده؛ انتخاب برای تعداد زیادی از مشتركین
اندازه¬گیری الكترومكانیكی دیجیتال؛ قابلیت قیمت¬گذاری در زمان واقعی و اندازه‌گیری تحت شبكه
بهره¬برداری و تعمیر و نگه‌داشت بررسی دستی تجهیزات، تعمیر و نگه‌داشت بر اساس زمان پایش از دور دست، قابلیت پیش¬بینی، تعمیر و نگه‌داشت بر اساس زمان و شرایط
تولید متمركز متمركز و پراكنده
كنترل جریان توان محدود فراگیر و خودكار
قابلیت اطمینان مستعد خطا و خاموشی های پشت سر هم، عمدتاً واكنشی، تضمین¬شده با ظرفیت نصب شده خودكار، حفاظت پیش‌گیرانه، جلوگیری‌كننده از خاموشی پیش از وقوع آن، تضمین شده با نظارت و كنترل
چك كردن، تست و بازیابی بعد از خطا دستی چك كردن خودكار، تست و خود بهبودی
سنسور كم متعدد و گوناگون

كاربری های شبكه های برق هوشمند
به طور كلی برای شبكه های برق هوشمند 6 كاربری اساسی تعریف می شود:
زیرساخت های اندازه گیری پیشرفته، پاسخ به تقاضا یا مدیریت سمت تقاضا، منابع تولید پراكنده و ذخیره سازی، اتوماسیون توزیع، آگاهی فراگیر از موقعیت منطقه، و حمل و نقل الكتریكی

• قرائت خودكار دستگاه های اندازه گیری / زیرساخت های اندازه گیری پیشرفته (AMR/AMI)
سرمایه¬گذاری های اخیر بیشتر روی كنتورهای هوشمند كه در سیستم توزیع برق قرار گرفته اند متمركز شده است. پروژه های آزمایشی اغلب به معرفی قرائت خودكار كنتورهای اندازه گیری در سمت توزیع می پردازند. دستگاه های AMR با دارا بودن پورت ارتباطی یك طرفه در درجه اول به منظور صدور حساب ماهیانه مشتركین نصب و راه اندازی می شوند به گونه¬ای كه دیگر نیازی به حضور فرد برای قرائت كنتور اندازه گیری هر مشترك نمی باشد. در فاز بعدی AMI ها راه اندازی می شوند كه یك مسیر ارتباطی دوطرفه بین مشترك و شركت برق ایجاد می كنند. ساختار كنتورهای سنتی با كنتورهای هوشمند جایگزین می شوند كه این امكان را برای شركت های برق مهیا می¬كند كه به جمع آوری، اندازه گیری و تجزیه و تحلیل اطلاعات مصرف انرژی به منظور مدیریت شبكه، اطلاع از خاموشی و صدور صورت حساب از طریق این ارتباط دوطرفه می پردازد. دستگاه های AMI ابزاری هستند كه می‌توانند سابقه مصرف انرژی مشترك در بازه های مختلف زمانی را جمع آوری نموده، میزان مصرف انرژی مشتركین خانگی یكسان را مقایسه كرده و اطلاعات مربوط به قیمت گذاری پویا و روش های پیشنهادی برای كاهش بار پیك را از طریق صفحه نمایش خانه به اطلاع مشترك برساند. برای دست‌یابی به اهداف معینی از قبیل بازخورد داده ها در زمانی نزدیك به زمان- واقعی، تجزیه و تحلیل كامل مدیریت انرژی نیاز به نصب و راه اندازی AMIها می باشیم.
• پاسخ به تقاضا یا مدیریت سمت تقاضا
یكی از رایج ترین مراحلی كه توسط شركت های برق در راستای ایجاد یك شبكه برق هوشمند اجرا می شود پیاده سازی پاسخ به تقاضا است. پاسخ به تقاضا، كاهش مصرف انرژی الكتریكی توسط مشتریان در واكنش به افزایش قیمت برق و /یا به اضافه باری سیستم می باشد. پاسخ به تقاضا می‌تواند به میزان قابل توجهی بارهای پیك را كاهش دهد، به عنوان مثال كمیسیون تنظیم مقررات انرژی فدرال ایالات متحده (FERC) اخیراً تخمین زده است كه میزان صرفه جویی با استفاد از كاربری پاسخ به تقاضا در ایالات متحده، حدود 41000 مگاوات (MW) در سال 2008 بوده است، كه این میزان حدود %8/5 از میزان پیك تقاضا در تابستان بود[2].
برنامه های پاسخ به تقاضا را می توان در سطوح عمده‌فروشی و خرده‌فروشی اجرا نمود. در سطح عمده فروشی به طور معمول اپراتورهای مستقل سیستم (ISO) و سازمان های برق منطقه ای و در سطح خرده فروشی شركت های برق این كاربری را اداره می‌كنند .
پاسخ به تقاضا در سطح خرده فروشی می تواند به دو صورت فعال و غیرفعال صورت پذیرد. در حالت غیرفعال، با آگاه  نمودن مشتری از قیمت گذاری پویا آنها تشویق می شوند تا به صورت داوطلبانه میزان مصرف برق خود را در زمان اوج بار كاهش دهند. در پاسخ به تقاضای فعال مشترك موافقت می نماید تا در زمان اوج بار در شبكه، تجهیزات هوشمند به صورت خودكار بی برق شوند. یكی دیگر از انواع پاسخ به تقاضا استفاده از برق منابع مولدهای پراكنده در محل مشتری به صورت offloaded است.

• منابع تولید پراكنده
یكی از آینده نگری های شبكه های برق هوشمند، یكپارچه‌سازی بهتر و یكنواخت تر منابع تولید پراكنده (DER) در شبكه می باشد. شبكه هوشمند به شما امكان داشتن انرژی را از چندین جهت می دهد، از شركت برق به خانه ، خانه به شركت های برق و یا حتی خانه به خانه، و قطعاً تنوع بیشتر در منابع انرژی به وجود خواهد آمد. منابع تولید پراكنده دربرگیرنده منابع تجدیدپذیری هستند كه در حال حاضر رشد چشمگیری داشته اند. فراتر از انرژی های تجدیدپذیر، باتری های خودروهای الكتریكی، منابع تولید همزمان برق و حرارت، منابع تغذیه دائم (UPS) نیز وجود داشته باشد. با افزایش تلرانس خطا و تشخیص حالت جزیره-ای، شبكه هوشمند ارتباطی امن تر و قابل اطمینان تر از واحدهای تولید پراكنده را با شبكه فراهم آورده است.
• اتوماسیون توزیع (DA)
اتوماسیون توزیع امكان نظارت و كنترل تجهیزات از راه دور در شبكه توزیع شركت¬های برق را فراهم می¬آورد و این امكان از طریق تصمیم¬گیری خودكار، عیب¬یابی سریع¬تر و مؤثرتر و بازیابی سیستم قابل انجام خواهد بود. اتوماسیون توزیع متشكل از سیستم¬های مركزی كنترل و نظارت، از قبیل سیستم¬های توزیع اسكادا یا سیستم‌های مدیریت توزیع می¬باشد. تجهیزات این كارایی شامل واحدهای ترمینال از راه دور، دستگاه¬های هوشمند الكترونیكی مانند قطع كننده مدار، سوئیچ ها، خازن ها و ترانسفورماتورها می‌باشد. مهم‌ترین هدف اتوماسیون توزیع، كاهش سطح ولتاژ در سمت مصرف‌كننده نهایی است. آنها هم‌چنین برای ایزوله كردن خطا نیز عمل می كنند به نحوی¬كه اثرات منفی آن بر بخش‌های دیگر از شبكه نمود ننماید. اتوماسیون توزیع قابلیت های جدیدی هم‌چون ثبت آلارم و سوئیچینگ خودكار فیدر را ارائه می دهد، كه منجر به بهبود بخشیدن در تشخیص خطا، ایزوله نمودن و بازیابی شبكه می شود، كه به نوبه خود كمك خواهد كرد كه تعداد و طول مدت خاموشی مشتری كاهش یابد.
• آگاهی فراگیر از موقعیت منطقه
نظارت جامع بر منطقه و آگاهی موقعیتی برای بهبود قابلیت اطمینان و جلوگیری از اختلال در تأمین انرژی ضروری است. آگاهی فراگیر موقعیتی منطقه، با بكارگیری مجموعه‌ای از تكنولوژی طراحی شده به منظور بهبود نظارت بر سیستم برق در سراسر مناطق جغرافیایی، اپراتورهای شبكه را با یك تصویر وسیع و پویا از عملكرد شبكه روبرو می كنند. Synchrophasorها یكی از مهم‌ترین فن آوری های جدید در اندازه گیری منطقه هستند كه در دل دیگر فن‌آوری‌های شبكه برق هوشمند گنجانده شده اند. مهم‌ترین نوع synchrophasor از واحد اندازه گیری فازور استفاده می‌كند.
واحدهای اندازه گیری فازور از فازور دقیق ولتاژ و جریان با در نظر گرفتن مرجع جهانی زمان استفاده می كند. با میزان فركانس خوانده شده و مقایسه آن از مكان‌های مختلف با برچسب زمانی و ثبت تصویر لحظه‌ای جمع شده از وضعیت تأمین برق در هر لحظه از زمان، در زمان واقعی می¬توان بر منطقه گسترده‌ای از سیستم برق نظارت داشت.

• حمل و نقل الكتریكی
توانایی تأمین برق موردنیاز وسایل نقلیه الكتریكی (از جمله PHEV ها) كه تا حد زیادی به كارآمدی مدیریت عرضه و تقاضا مربوط می شود، یك مزیت مهم شبكه برق هوشمند به حساب می آیند. خودروهای برقی تا حد زیادی بار شبكه قدرت را افزایش می دهند، با‌این‌حال شبكه های برق هوشمند امكاناتی را مهیا می سازند كه آنها را قادر می‌سازد تا با شركت های برق ارتباط برقرار نموده و زمان چرخه شارژ خود را با در نظر گرفتن هم‌زمان شرایطی چون قیمت پایین تر، تأثیر كمتر بر بار شبكه، و كاهش تولید گازهای گل‌خانه ای (هنگامی كه منابع انرژی تجدید‌پذیر در دسترس هستند) انتخاب نمایند. خودروهای برقی می توانند هنگامی-كه بار شبكه كم است خود را شارژ نموده (جذب نمودن توان اضافی) و در مواقع لزوم این میزان توان ذخیره شده را به شبكه برگردانند.

همان‌طور كه در شكل 2 نشان داده شده است، كاربردهای جدید شبكه هوشمند دربرگیرنده گستره شبكه در حوزه‌های تولید ، انتقال و توزیع و علی الخصوص در محل مشتری است. به منظور درك بهتر از بخش های مختلف شبكه های هوشمند و نحوه ارتباط آنها، مؤسسه ملی استانداردها و تكنولوژی (NIST) در ایالات متحده آمریكا مدل مفهومی از شبكه هوشمند ارائه داده است كه یك چارچوب سطح بالا از شبكه های هوشمند را از سطح تولید تا مشتریان نشان می¬دهد [3]، و به بررسی رابطه متقابل بین بخش های شبكه هوشمند می پردازد.
تكنولوژی های شبكه های برق هوشمند
تكنولوژی های شبكه برق هوشمند نارسائی های شبكه های موجود را با ارائه اطلاعاتی عملی و توانایی های مدیریتی جدید برطرف می كند. در واقع، شبكه برق هوشمند، عملكرد و بهره وری از شبكه الكتریكی موجود را با ادغام سه فن آوری  كلیدی شامل فن آوری زیرساختهای ارتباطی دوسویه، فن آوری اطلاعات، تكنولوژی تولید توان الكتریكی افزایش میدهد. ارتباطات فراگیر از راه دور برای شركت های برق فراهم آورنده دسترسی از راه دور و كنترل اجزای شبكه است و نظارت پویا از مصرف برق و هم‌چنین پتانسیل زمان‌بندی خودكار مصرف برق را فراهم میآورد.
فن آوری اطلاعات دادههای گردآوری شده از سیستم را پردازش میكند. انتظار می¬رود فن¬آوری های نوآورانه برق هم‌چون ذخایر عظیم انرژی، انرژی های تجدیدپذیر، و خطوط DC ولتاژ بالا برای پیشبرد پایداری و كارایی مؤثر این شبكهها واقع شوند.
همان‌طور كه در شكل 1 دیده میشود، هم‌گرایی فناوری های ارتباطی و فن آوری اطلاعات با سیستم قدرت، به كمك مجموعه ای از رویكردها، فن‌آوری ها و كاربردهای جدید، بنیان یك شبكه جدید كه از قسمت ها و لایه‌های مختلف تشكیل شده است را شكل می دهد. این فن آوری های شبكه برق هوشمند كاربردهای اصلی شبكه های برق هوشمند را امكان پذیر می سازد.
شكل 1 بنیان تكنولوژی و لایه  های شبكه های هوشمند
سیستم های مخابراتی در شبكه های هوشمند
یكی از عوامل مهم در استقرار شبكه هوشمند، دسترسی به موقع به داده‌ها / اطلاعات از طریق شبكه های ارتباطی / مخابراتی مقیاس‌پذیر و فراگیر است. زیرساخت ارتباطی شبكه برق هوشمند یك شبكه چند لایه است كه به شبكه برق شبیه می باشد كه با بهره‌گیری از معماری طبقه¬ای برای تأمین انرژی از تولید‌كننده به محل‌های مصرف‌كننده مشابهت دارد. همان‌طور كه در شكل 2 نشان داده شده است این شبكه¬ها از بخشهای مختلف دسترسی، توزیع و شبكه‌های گسترده (WANs) [4] كه در تمام مناطق جغرافیایی بزرگ گسترش یافته¬اند، تشكیل شده¬است. شبكه¬های دسترسی، اجزای موجود در سطح مشتری را به یكدیگر متصل نموده و هدف اصلی از این شبكه¬ها دست‌یابی به انرژی تبدیل شده در سمت مصرف‌كننده است. شبكه‌های توزیع اطلاعات را از دستگاه¬های اندازهگیری هوشمند جمع¬آوری نموده و به نقطه تجمع انتقال می‌دهد. backhaul اطلاعات از نقاط تجمع به شبكههای برق از طریق شبكه های گسترده(WAN) انجام می¬پذیرد.
شبكه مخابراتی چند لایه در شبكه های برق هوشمند شامل شبكه مخابراتی دسترسی، توزیع و گسترده شبكههای دسترسی: شبكههایی هستند كه از اتصال اجزاء موجود در محل مشتری حاصل شده و به سه دسته طبقه¬بندی میشوند: شبكههای خانگی (HANs) شبكه‌های صنعت(IANs) و شبكه های تجاری/اداری (BANs) [5]. از ویژگی این سیستم ها می توان به مواردی هم‌چون كوچك بودن منطقه تحت پوشش، وسعت محدود و نیاز به مصرف برق كم و سهولت پیكربندی لوازم و دستگاه‌های متعدد و تعامل برای ارائه طیف گسترده ی از قابلیت هایی مانند مدیریت كل انرژی اشاره نمود.
شبكههای توزیع: شبكه های توزیع از دو نوع مختلف شبكههای همسایه (NANs) و شبكه¬های میدانی (FANs) تشكیل شدهاند. به طور معمول NANها شامل شبكه‌ای از نقاط دسترسی واقع در سراسر سیستم توزیع برق هستند و یك شبكه در میان كنتورهای هوشمند ایجاد كرده و آن‌ها را به نقاط دسترسی محلی متصل میكند. شبكههایNAN دارای قابلیت ارتباط دو سویه برای خواندن كنتورها، پاسخ به تقاضا، قیمت‌گذاری پویا و قطع از راه دور هستند.
شبكه‌های میدان (FANs) اتصال بین پست‌های توزیع برق را فراهم میآورند، و این در‌حالی است كه شبكه‌های FAN و NAN برای اتصال دستگاههای میدان، تولید پراكنده و ذخیرهسازهای برق، و تعمیركار سیار بهكار میروند. شبكه های توزیع ارتباطی نیز شامل نقاط دسترسی توزیع (DAPs) هستند كه¬ وظیفه جمعآوری اطلاعات از شبكههای NAN و FAN به مراكز كنترل برق و مركز عملیات از طریق backhaul شبكههای گسترده (WAN) را عهدهدار هستند.backhaul اطلاعات از نقاط تجمع به سمت شركت¬های برق برعهده WAN است.
شبكه¬های گسترده: شبكههای گسترده به طور كلی از دو شبكه به هم پیوسته تشكیل شده¬اند: شبكه¬های core و backhaul. شبكههای Core با نرخ بالای داده، حداقل زمان تأخیر و معمولاً با استفاده از فیبر نوری دفاتر مركزی و پستهای برق را به یكدیگر متصل می¬كند. شبكه¬های Backhaul عمدتاً از پهنای باند اتصال به شبكه های NAN و FAN برای جمع¬آوری داده از DAPها استفاده می¬كنند. آن‌ها هم‌چنین می-توانند داده‌ها را از كاربرهای متعدد از جمله سیستم اتوماسیون و كنترل توزیع، دستگاه‌های حس‌گر و ناظر، و سیستم‌های اسكادا كه در سیستم¬های توزیع برق یا شبكه‌های انتقال برق واقع شدهاند، جمعآوری میكنند. شبكههای گسترده backhaul باید قابلیت پشتیبانی ظرفیت بالای اتصال را داشته باشند و این در‌حالی است كه به طور كامل به چشم‌انداز شبكه هوشمند كه شامل ویژگی‌های اصلی هم‌چون خود بهبودی و مشاركت مصرف‌كننده است، دست یابند.
پروژههای شبكههای برق هوشمند در دنیا
شبكه های برق هوشمند به طور فراگیر در اروپا، امریكای شمالی و آسیا راه اندازی شده و یا در حال راه اندازی است در حالی‌كه در دیگر نقاط جهان روند اجرای این شبكه ها به صورت تدریجی درحال شكل گیری است. نصب و راه اندازی كاربری پاسخ به تقاضا و مدیریت سمت بار به صورت گسترده ای مورد قبول صنعت برق و نهادهای قانونگذارقرار گرفته است. سودمند بودن این مقوله برای تولیدكنندگان و مصرف‌كنندگان برق از دیدگاه ذخیره نمودن برق باعث شده است مقبولیت این كاربری رشد روزافزونی داشته باشد. امكان بهرهوری از این كاربری به نهادینه كردن سیستم های قرائت زمان- حقیقی و زیرساخت¬های اندازه گیری پیشرفته بستگی دارد.
بیشتر كشورهای اروپایی دارای یك چارچوب قانونی برای اجرا شبكههای برق هوشمند بوده و یا درحال تدوین آن میباشند[5]. در بخش عظیمی از كشورهای كانادا و آمریكا، بسترهای كنتورهای هوشمند تدوین و درحال بهره برداری است و این كشورها درحال استفاده از كاربری پاسخ به تقاضا هستند[6]. در كشورهای اقیانوسیه پروژه¬های آزمایشی در زمینه نصب و راه¬اندازی AMI و پاسخ به تقاضا اجرا گردیده است[7] درحالی كه بخش عظیمی از سرمایه¬گذاری بر روی پروژه¬های تولید پراكنده در كشورهای هم‌چون استرالیا تمركز یافته است.
در آسیا، كشورهایی هم‌چون چین، كره جنوبی كاربری¬های AMI و پاسخ به تقاضا را بهره¬برداری كرده اند در حالی‌كه كشورهایی نظیر پاكستان، سنگاپور ، هند و تركیه [8] به صورت پروژه¬های آزمایشی كاربری های مذكور را به اجرا گذاشته¬اند و در نظر دارند تا در آینده¬ای نزدیك بهره¬برداری كامل از این كاربری ها را در دستور كار خود قرار دهند.
وضعیت توسعه شبكه برق هوشمند در ایران
همانند سایر كشورها، سرمایه گذاری در شبكه برق هوشمند بیشتر به سمت نصب كنتورهای سیستم های توزیع جذب شده است. بر اساس مصوبات هیئت دولت، اجرای سیستم هوشمند بر عهده وزارت نیرو گمارده شده است و ناظر و طراح اصلی كاربری های شبكههای برق هوشمند با شركت توانیر می باشد. شركت توانیر مسئولیت طراحی شبكه را به سازمان بهرهوری انرژی ایران (سابا) واگذار نموده و قرارداد مهندسی مشاور این پروژه با شركت موننكو در سال 2009 میلادی امضاء شده است. شركت موننكو یك چارچوب ابتدایی و طرح اولیه كار برای سیستم های برق هوشمند تهیه كرده است. نتیجه این مطالعات به اجرای پروژههای متعدد آزمایشی در سراسر كشور منجر شده است كه تمركز این پروژهها بر روی كاربریهای AMR/AMI می باشد. شركت توانیر كه به عنوان ناظر بر طرح شناخته میشود می بایست پروژه های آزمایشی را با توجه به مشخصات ارائه شده از سوی مشاور طرح، تست و ارزیابی نماید. طبق نتایج به دست آمده از مطالعات انجام شده می-بایست در طی چند سال آینده كاربریهای AMR/AMI در ایران بسترسازی شود[9]و[10].

منابع:
[1] H. Farhangi, “The Path of the Smart Grid, “IEEE Power and Energy, vol. 8, no. 1, pp. 18-28, 2010.
[2] Assessment of Demand Response and Advanced Metering, http://www.ferc.gov/legal/staff-reports/12-08-demandresponse.pdf.
[3] The National Institute of Standards and Technology (NIST) Smart Grid Conceptual Model, http://smartgrid.ieee.org/ieee-smart-grid/smart-grid-conceptual-model.

[4]A. Ghassemi, S. Bavarian, and L. Lampe, “Cognitive Radio for Smart Grid Communications “, IEEE International Conference on Smart Grid Communications (SMARTGRIDCOMM), pp. 297-302, October 2010.
[5] European Smart Metering Landscape Report, SmartRegions Deliverable 2.1, February 2011, www.smartregions.net.
[6] Smart Metering Implementation Programme: Prospectus, The UK’s Department of Energy and Climate Change, July 2010.
[7] Department of Primary Industries, Energy, Smart Meters,http://www.new.dpi.vic.gov.au/energy/projects-research-and-development/smart-meters.
[8] http://www.elektromed.com.tr/pdfdosya/corporate.pdf.
[9] http://hooshmand.saba.org.ir/home-en.html.
[10] http://hooshmand.saba.org.ir/techfeature-en.htm

تاثير ميدانهاي الكترومغناطيسي بر انسان

امروزه مصرف انرژي در صنعت برق رو به افزايش است و اثرات مخربي بر روي سلامتي و ايمني انسان داشته است. تاثيرات ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي بر روي سلامت و بهداشت انسان از مضرات اين صنعت مي‌باشد. ما در زندگي روزمره در محيط كار و خانه و مدرسه در معرض ميدان الكتريكي و مغناطيسي هستيم. ميدانهاي مغناطيسي و الكتريكي به وسيله خطوط نيرو، سيمهاي الكتريكي و تجهيزات الكتريكي توليد مي شود و خطوط نامرئي نيرو هستند كه در اطراف هر وسيله وجود دارند و قدرت آن با افزايش ولتاژ افزايش مي‌يابد. ميدان الكترومغناطيسي از وسايل برقي مثل كامپيوتر شخصي، فر برقي، تلويزيون، يخچال و غيره و نيز خطوط انتقال نيروي برق با ولتاژ زياد حاصل مي شود. ميدان الكترومغناطيسي بر روي سيستمهاي عصبي و رشد و تكامل و ترميم سلولها اختلالاتي ايجاد مي‌كند و موجب پيدايش امراض ناشناخته مانند انواع سرطانها، طومورهاي مغزي و ناباروري در انسان مي‌شود همچنين افرادي كه به دفعات و به مدت طولاني در معرض چنين ميدانهايي قرار مي‌گيرند و نيز افراد شاغل در صنايع برق و تلفن، تعميركاران تلويزيون و جوشكاران آسيب پذيرتر مي‌باشندپس بايد با نصب دستگاههاي كنترل سرطانزايي در محيط كار و شناسايي منابع توليد الكترومغناطيسي، رعايت نكات ايمني در محيط كار و در صورت امكان استفاده از تجهيزاتي كه داراي حداقل ميزان انتشار امواج الكترومغناطيسي است محيطي مناسب براي كار و فعاليت ايجاد نماييم.
● مقدمه
امروزه توليد سرانه برق و روند رو به رشد آن يكي از شاخصهاي مهم نشان دهنده پيشرفت صنعتي، اقتصادي و افزايش رفاه كشور مي‌باشد.
با توجه به اهميت طرحهاي صنعتي در توسعه پايدار، صنعت برق نيز مشابه ديگر صنايع با توجه به افزايش شتاب توليد و مصرف انرژي برق در ۲۰ سال گذشته نقش به سزايي در آلودگي محيط زيست و سلامت و بهداشت انسان داشته است و بايستي اثرات نيروگاههاي حرارتي از نظر آلودگي آبي و گازي، جامد و آلودگيهاي صوتي و ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي ناشي از فعاليت نيروگاهها بر روي موجودات زنده به خصوص انسان مورد بررسي قرارگيرد.
درون تمام ارگانيزمهاي زنده، جريان الكتريكي و ميدانهاي الكتريكي با منشا داخلي وجود دارد كه در مكانيسمهاي پيچيده كنترل فيزيولوژيكي نظير اختلال در سيستمهاي عصبي، عضلاني، فعاليت ممبران سلولي و رشد وتكامل و ترميم بافتها نقش دارند. لذا لازم است ويژگيهاي مصنوعي آثار احتمالي آنها در سيستمهاي بيولوژيكي مورد بررسي قرار گيرند. ميدانهاي الكترومغناطيسي (EMF) ابتدا موجب سرگيجه، وزوز گوش، ضعف و خستگي و تار شدن ديد چشم و خواب آلودگي هنگام كار و همچنين پيدايش امراض ناشناخته، تغيير تركيبات خون، اختلال در سيستمهاي عصبي عضلاني، (نوروماسكولار)، دگرگوني ژنتيكي، بروز سرطانهايي چون لنفوم، لوسمي، طومورهاي مغزي، سرطان غدد بزاقي و اختلال در باروري در زنان و مردان مي‌شود.
ما در زندگي روزمره در محيط كار و خانه و مدرسه در معرض ميدان الكترومغناطيسي و الكتريكي هستيم و اين ميدان الكتريكي حاصل از توليد، انتقال و استفاده از الكتريسيته است. مطالعاتي در رابطه با سلامتي انسان در مورد كساني كه در معرض ميدان مغناطيسي و انواع سرطانها از نوع لوكمي و سرطان مغز صورت گرفته است.
تعدادي از محققان در مورد ارتباط قرار گرفتن در معرض ميدان مغناطيسي و سرطان ترديد دارند. زيرا تفسير آن از نظر بيولوژيكي مشكل است و نتايج تحقيقات متفاوت به نظر مي‌رسد و با هم هماهنگي ندارند. بسياري از محققان توافق بر اين دارند كه نياز به اطلاعات بيشتري در خصوص تاثيرات ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي بر سلامت انسان داريم.
هدف از اين مجموعه فراهم آوردن اطلاعاتي در مورد تاثيرات ميدانهاي الكترومغناطيسي در محيط كار و درك علمي نگرانيها و ترديدهايي است كه در اين مورد وجود دارد.
● ميدان الكترومغناطيسي
ميدان الكترومغناطيسي به وسيله خطوط نيرو، سيمهاي برق و تجهيزات الكتريكي توليد مي‌شود. تاكيد اين مجموعه در مورد ارتباط ميدان مغناطيسي با توليد و انتقال كاربرد نيروي الكتريكي است. ميدانهاي مغناطيسي خطوط نامرئي نيرو هستند كه در اطراف هر وسيله الكتريكي وجود دارند. ميدان الكتريكي با ولتاژ توليد مي‌شود و قدرت آن با افزايش ولتاژ افزايش مي‌يابد. واحد قدرت الكتريكي بر حسب متر بر ولت مي‌باشد.
ميدان مغناطيسي نتيجه شدت جريان در سيمها يا وسايل الكتريكي مي‌باشد و قدرت آن با افزايش ولتاژ افزايش مي‌يابد. ميدان مغناطيسي بر حسب گوس يا تسلا اندازه‌گيري مي‌شود. از طرف ديگر ميدان الكتريكي حتي وقتي كه تجهيزات الكتريكي خاموش مي شود برقرار است و مدت زيادي با منبع
جريان برق ارتباط خود را حفظ مي‌كند. ميدان الكتريكي با عبور كردن از موادي كه هادي الكتريسيته هستند كاهش مي‌يابد. به عبارت ديگر ميدانهاي مغناطيسي از بسياري مواد عبور مي‌كنند و بنابراين جلوگيري از عبور آن بسيار مشكل است. با وجود اين كه ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي در اطراف وسايل الكتريكي و خطوط نيرو وجود دارند. تحقيقات اخير بر روي پتانسيل اثرات ميدانهاي مغناطيسي بر سلامت انسان متمركز گرديده‌اند. با وجود اين كه بعضي مطالعات اپيدمولوژيك ارتباط افزايش خطر ابتلا به سرطان را با در معرض ميدان مغناطيسي قرار گرفتن گزارش نموده‌اند اما ارتباط مشابهي در مورد ميدانهاي الكتريكي گزارش نشده است.
توسعه سريع علم و تكنولوژي، موجودات زنده را تحت تابش طيف وسيعي از ميدانهاي الكترومغناطيسي قرار داده است. پيشرفت فناوري و صنعت برق انسانها را در تماس با ميدان الكترومغناطيسي حاصل از وسايل برقي از جمله كامپيوتر شخصي، فر برقي، تلويزيون، يخچال و … نيز خطوط انتقال نيروي با ولتاژ زياد قرار داده است.
● اثرات ميدانهاي الكترومغناطيسي بر انسان
اپيدمولوژي، مطالعه بر روي احتمال شيوع بيماريها در جمعيتهاي انساني است و اينگونه تحقيقات غالبا عيني هستند تا تجربه‌اي و اين بدان معناست كه اينگونه يك اپيدميولوژيست نمي تواند تمامي فاكتورهايي را كه موجب بروز بيماري مي‌شود كنترل كند و يا در آزمايشگاه تحقيق كند اگرچه تحقيقات آزمايشگاهي در اطراف محيط انساني و حيواني كاملا در مورد انسان صدق نمي‌كند. اپيدميولوژيستها مي‌توانند عوامل به وجود آورنده سرطان را مشخص كنند كه شامل دود سيگار است و اين در حالي است كه در مورد ميدانهاي الكترومغناطيسي ارتباطي بين معاشرت و اپيدمولوژي وجود ندارد. بعضي دانشمندان كه در اين مورد مطالعه كرده‌اند ارتباط موجود بين ميدانهاي الكترومغناطيسي و سرطانهاي خاص را وقتي كه خطر كم باشد و يا اصلا نباشد مشكل تفسير مي‌كنند حتي اگر احتمال ابتلا به سرطان ناشي از ميدانهاي الكترومغناطيس بسيار اندك باشد بايد آن را جدي تلقي نمود. زيرا در ميان تعداد كثير افرادي كه در معرض ميدانهاي الكترومغناطيس هستند حتي يك احتمال ناچيز هم مي‌تواند باعث افزايش سرطان در سطح گسترده شود.
● ارتباط سرطان با مشاغل صنعت برق
از سال ۱۹۸۲ تعدادي از اپيدميولوژيستها مطالعات و آزمايشاتي در اين مورد انجام داده‌اند و گزارشي از بررسي بيماري لوكمي روي افراد كه در معرض ميدان الكترومغناطيس بوده‌اند با افرادي كه در مشاغل ديگر كار كرده‌اند ارائه داده‌اند. در ايالات متحده اين بيماري در بزرگسالان از هر ۱۰۰۰۰۰ نفر ۱۰مورد در سال مشاهده مي‌شود و اين مطالعات شامل افرادي مي‌شود كه مستقيما با وسايل الكترومغناطيسي سر و كار دارند مثل مهندسان برق و يا افراد شاغل در خطوط تلفن و تلويزيون و تعميرات راديويي، اپراتورهاي ايستگاه برق، الكتريسيته و جوشكار. مطالعات ديگر ارتباط بين شيوع سرطان مغز و يا مرگ و مير در مشاغل مشابه را نشان مي‌دهد. اين تحقيقات اولين بار توسط دكتر Samuel Milham در سال ۱۹۸۲ كامل شده است. همچنين مطالعاتي در مورد ارتباط سرطان سينه و قرار داشتن در معرض ميدان الكترومغناطيسي صورت گرفته است. سرطان سينه در مردان نادر است اما متاسفانه در زنان بسيار رايج است. در ايالات متحده سرطان سينه از هر ۱۰۰۰ نفر بيش از يك مورد در سال مشاهده شده است. در يك مركز تحقيقاتي دانشگاهي در كاروليناي شمالي ميزان مرگ زناني كه در معرض ميدانهاي الكترومغناطيسي قرار داشته‌اند در اثر ابتلا به سرطان سينه بيشتر از زناني بوده است كه در چنين مشاغلي كار نكرده‌اند. اما با توجه به اين كه عوامل ديگري مثل فاكتور سن در تولد اولين نوزاد و باروري و تاريخچه ارثي در ايجاد اين نوع سرطان مؤثر مي‌باشند، لذا باعث اختلال در اين تحقيق شده است و با در نظر گرفتن اين مشكلات و نداشتن اطلاعات كافي پي بردن به عامل اصلي ايجاد اين بيماري غير ممكن به نظر رسيد و مطالعات ديگري كه در ايالات متحده و كشورهاي ديگر انجام شده است نشان ميدهد كه حتي زناني كه در خانه كار مي كنند و در معرض ميدان الكترومغناطيسي بالايي قرار دارند با خطرپيشرفت سرطان سينه مواجه بوده‌اند.
● ساير امراض ناشي از ميدانهاي الكترومغناطيسي
بيماري آلزايمر (Alzheimer) نوعي بيماري است كه در افراد سن بالا بروز مي‌كند و باعث ضعف تمركز و اختلال در يادآوري خاطرات مي‌شود. مطالعه و تحقيقاتي كه در سال ۱۹۹۵ در فنلاند و كاليفرنيا انجام گرديده نشان مي دهد كارگراني كه بيشتر در معرض ميدان الكترومغناطيس قرار گرفته بودند بيشتر به اين بيماري مبتلا شده‌اند. طبق گزارش دكتر Stephanie London و همكاران در سال ۱۹۹۴ به اين نتيجه رسيده‌اند كه افراد شاغل در صنايع برق و تلفن نسبت به افراد شاغل در ديگر صنايع بيشتر در معرض ميدانهاي الكترومغناطيس قرار دارند.
● اثرات بيولوژيكي ميدانهاي الكترومغناطيس
اين مجموعه اطلاعاتي در مورد تاثيرات ميدانهاي الكترومغناطيسي بر روي حيوانات و تقسيم سلولي به ما مي‌دهد و تاثيرات بيولوژيكي شامل تغييراتي در اعمال سلولها و بافتها و تغييراتي در فعاليت مغز استخوان انسان و ضربان قلب مي‌شود. اين قبيل مطالعات بر روي حيوانات آزمايشگاهي و حيوانات اهلي و نيز انسان بررسي شده است. طول موج، مدت در معرض امواج بودن، فاصله نسج با موج در تكثير سلولي و جزئيات تكثير مورد بررسي قرار گرفته است و باعث اختلال در تكثير سلولي در مرحله DNA سازي و نيز باعث افزايش بروز نقص مادرزادي و اختلال باروري و موتاسيونهاي مختلف مي‌شود و اين اختلال با مدت مجاورت با ميدان الكترومغناطيسي و نوع موج متناسب بوده است.

ايمني در شبكه هاي عمومي

احتياطهايي در مورد سيم هاي برق و ساير تجهيزات كه در معابر عمومي قرار دارند

1- در معابر عمومي به علايم هشدار دهنده كه روي تابلو هاي برق و تابلو هاي سيار كه كارگران نصب كرده اند توجه و مراقبت نماييد .

2- از دستكاري به جعبه هاي انشعاب و باز كردن درب آنها و ساير تجهيزات برقي مثل تابلو هاي برق ، پايه هاي فلزي روشنايي ، دريچه ترمينال آنها و امثالهم خودداري نماييد.

3- در صورتيكه حفاري جهت كابل برق احداث شده و يا كارگران مشغول به كار هستند مراقبت نماييد تا خطري متوجه شما نباشد. ضمنا مسير حفاري كه تا چند روز پر نمي شود به منطقه برق خود اطلاع دهيد.

4- در صورت مشاهده هر گونه اتفاق غير منتظره در رابطه با تجهيزات برقي مثل تير شكستگي ، آتش سوزي در تجهيزات برقي ، سيم پارگي و … مراتب را فورا به اداره حوادث منطقه خود اطلاع دهيد.

5- در هواي باراني و مرطوب ، تنه درختان و تيرهاي برق بخصوص تيرهاي فلزي را لمس نكنيد.

6- از بچه مراقبت نماييد كه به دريچه باز شده پايه هاي روشنايي فلزي نزديك و دستكاري نكنند.

7- در جاهاييكه تيرهاي سيماني برق روي هم انباشته شده و خطر لغزش تيرها وجود دارد ، بچه ها را محافظت نماييد.

8- سيم هاي لخت كه از روي تيرهاي برق به سطح پايين يا زمين افتاده هرگز دست نزنيد.

9- مراقبت نماييد ، اشياء فلزي مثل آنتن تلويزيون به سيم هاي برق نزديك نشود.

10- اشياء فلزي را در ساختمان يا معابر به سيم هاي برق نزديك نكنيد.

11- ماشين خود را مقابل پست هاي زميني پارك نكنيد.

12- در صورتيكه اختلالي در برق منزل داريد ، هرگز تجهيزات برقي بيرون مثل جعبه انشعاب ها را باز و اقدام به تعميير نكنيد و هرگز از تعميركار الكتريكي نخواهيد اين كار را انجام دهد.

13- ماشين هاي مخصوص مثل جرثقيل و كاميون و كمپرسي در موقع عبور يا مانور به شبكه برق نزديك و ايجاد خطر شود.بايستي اين مورد را توجه نماييد.

14- در رانندگي دقت نماييد بخصوص در شبها كه وسيله خودرو به تجهيزات برقي اصابت نكند.

15- لوله هاي فلزي محافظ كابل جعبه انشعاب و ساير متعلقات را هرگز دست نزنيد.

16- چراغ هاي خاموش روشنايي را در اسرع وقت به نگهباني منطقه اطلاع دهيد.

17- از شبكه هاي برق اقدام به گرفتن برق غير مجاز نكنيد و ساير تخلفات مشاهده شده را به نگهباني منطقه اطلاع دهيد.

18- اگر افرادي در ارتباط با برق مراجعه نماييد ، كارت شناسايي در خواست و مراقبت نماييد كه افراد مشكوك نباشند.

19- در موقع نصب يا جمع آوري تير برق و ترانس برق كه جرثقيل و كارگران مشغول به كار هستند، خطر باز شدن زنجير و ساير خطرات وجود دارد شديدا محوطه خطر را در نظر داشته باشيد.

20- ممكن است بر اثر بي احتياطي كارگران برق در لحظاتي درب ورودي تجهيزات برقي باز باشد. مراقبت نماييدكه بچه ها و بزرگترها داخل پست نشوند و تجهيزات برقي را دست نزنند.

21- در پشت بام ها مراقبت نماييد در هنگام برف روبي يا ساير موارد مواد به روي سيم هاي برق ريخته نشود ضمن اينكه در رطوبت، پارو و مواد عايق نيز هادي شده و خطر برقگرفتگي و حادثه وجود دارد.

22- تير هاي چوبي كه آغشته به مواد سمي هستند ، اگر تراشه آن در دست بچه ها بعلت مختلف فرو رود خطرات عفونت دارد ، مراقبت نماييد.

23- درختاني كه درگير با شبكه هستند بخصوص درختان ميوه مثل توت ، براي بچه ها و جوانان كه بالاي درخت رفته اند در مواقعي امكان خطر دارد ، مراقب باشيد.

24- هرگز روي تير هاي برق و يا درب پست ها و ساير تابلو ها ، اعلانات نصب نكنيد اين مسئله بسيار خطرناك است بخصوص نصب آگهي ها روي تير هاي برق كه خطر برقگرفتگي وجود دارد .
تا بحال چندين حادثه منجر به فوت در اين قبيل موارد مشاهده شده است .

25- كارگران در معابر براي اتصال كابل هاي زمين از قير مذاب استفاده مي نمايند . خطرات قير مذاب بسيار جدي است . به بچه ها و جوانان احتياط با برخورد به اين موارد را ياد آوري كنيد.

دستورات ايمني و حفاظت برقكاران

1- برقكاران موظفند هنگام كار تمام اشياء فلزي از قبيل ساعت ، انگشتر ، گردنبند و … را از خود دور نمايند.

2- در گروههاي دو نفره ، انجام كار همزمان در ارتفاع و يا روي تابلو براي بيش از يكنفرممنوع مي باشد و فرد دوم بايد مراقب بر چگونگي اجراي صحيح كار باشد.

3- قطع و وصل مدار بصورت غير استاندارد و به هرگونه روش شخصي ممنوع مي باشد .

4- در مدت زمان انجام كار گروه تعميرات روي تجهيزات الكتريكي ، بايستي وسيله نقليه گروه در محل كار آماده باشد.

5- در محيط كار بايد نوربه حد كافي موجود باشد.

6-در شرايط جوي غير عادي (رعد و برق) انجام كار روي خطوط برقدار ممنوع است.

7- هر گونه تغيير در لوازم ايمني استاندارد شده ممنوع مي باشد.

8- در صورت نياز به كار نفر دوم روي يك پايه ، صعود و فرود تا استقرار نفر اول ممنوع است.

9- در صورتيكه شبكه به طريقي احداث شده باشد كه انجام كار بصورت برقدار ميسر نباشد لازم است قبل از هر گونه عمليات روي شبكه مورد نظر فرم قطع و وصل مدار دريافت گردد.

10- افراد اجرايي بايستي از لوازم ايمني و ابزار كار سالم استفاده نمايند .

11- هنگام كار حضور سرپرست گروه در محل كار الزامي است .

12- افراد گروه اجرايي موظف مي باشند ضمن استفاده از لوازم ايمني و ابزار كار موارد زير را رعايت نمايند
الف : تميز و سالم نگهداشتن لوازم ايمني و ابزار كار (افراد مي بايستي لوازم ايمني و ابزار كار را سالم و تميز نگهداشته و از بكار بردن لوازم ايمني و ابزار كار معيوب خودداري نمايند.)
ب : حمل و كاربرد صحيح لوازم (افراد مي بايستي لوازم و ابزار كار را بطور صحيح بكار گرفته و در حمل آن رعايت احتياط را بعمل آورده و از انداختن آنها به اطراف خود داري نمايند.)

13- در صورت استفاده از خودرو ، موتورسيكلت ، ماشين آلات و ماشين آلات سنگين ، رعايت مقررات ايمني و خاص آن الزامي است .

14- در صورت استفاده از موتور سيكلت بايستي از كلاه ايمني استفاده شود .

15- خودرو اتفاقات بايد مجهز به بي سيم ، آژير ، چراغ گردان ، پرژكتور ، كپسول اطفاء حريق ، فلاشر و كمربند ايمني باشد

16- در صورت استفاده از نردبان مقررات ايمني و خاص مربوطه الزامي است .

17- در صورت نياز به نردبان با ارتفاع بيش از سه متر ، ضمن مهار نمودن نردبان به پايه و بصورت عمودي نفر دوم همكاريهاي لازم را به عمل آورد.

18- مجريان موظف مي باشند قبل از اجراي كار و بعد از آن موضوع قطع و وصل نمودن برق مدار را به اطلاع مشتركين برسانند.

19- چنانچه وضعيت شبكه به طريقي باشد كه براي افراد اجرايي ، اهالي و يا تاسيسات خطر آفرين باشد بايستي شبكه بلافاصله از نزديكترين محل قطع گردد .

20- برقكار گروه اتفاقات هنگام عزيمت به ماموريت حق رانندگي خودرو اتفاقات را ندارد.

21- در صورت كار با شبكه بي برق ، پس از جدا نمودن شبكه از منبع تغذيه و قطع كليد راه انداز معابر و آزمايشات بي برقي مدار بايستي طرفين محل كار اتصال زمين گردد.

22- آزمايش الكتريكي بمنظور حصول اطمينان از بي برق بودن مدار با استفاده از ولت سنج ضمن رعايت فاصله مجاز

23- بستن دستگاه اتصال زمين موقت در طرفين محل كار و در معرض ديد مجري بطريقي كه تا پايان كار نيازي به جابجايي آن نباشد

24- تخليه الكتريكي مدار

25- قبل از وصل نمودن برق مدار اطمينان حاصل شود كه مدار سالم و افراد مشغول كار نمي باشند.

26- كارگران نبايد از سيم مهار ، ميخ ها ، تسمه ها ، سيم ها و امثال آن كه ممكن است استحكام كافي نداشته باشد آويزان شوند.

 27- دستكش عايق لاستيكي را بدون روكش چرمي نبايد بكار برد .

28- قبل از نصب يا برچيدن هادي يا كابل ، نيرويي كه بعدا به تيرها و يا تاسيسات مشلبه وارد خواهد شد بايد مورد نظر قرار گيرد و اقدام لازم جهت جلوگيري از انهدام اجزاء يا اشيا حامل نيرو به عمل آيد .

29- طنابهايي كه در نزديكي خطوط برقدار مورد استفاده قرار مي گيرند بايد از جنس غير هادي باشند

اثرات عبور جريان برق از بدن و برق گرفتگي

در اين مبحث ابتدا به تعاريف مقدماتي مسائلي نظير برق، شدت جريان، فشار الكتريكي و فركانس و اثراتي را كه روي مقاومت بدن انسان دارند و همچنين عوامل ديگري كه امكان برق گرفتگي را افزايش مي دهند، مي پردازيم.
ولتاژ:
در يك تعريف برق را چنين مي توان تعريف كرد: حركت الكترون ها كه توسط ژنراتورها و مولدها توليد مي شود را برق مي نامند و براي جابجايي برق از سيم و يا كابل استفاده مي شود و در خطوط توزيع از سيم هاي مسي و در خطوط فوق توزيع از سيم لينكس و در خطوط انتقال در سطح ولتاژ 230 كيلوولت از سيم كاناري و در نهايت در خطوط 400 كيلوولت از سيم كرلو استفاده مي شود، ممكن است از سيم هاي ديگر استفاده شود. اما مهمترين و شناخته شده ترين آنها همان سيم هاي ذكر شده مي باشد و تا كنون آخرين ولتاژي كه در ايران استفاده شده است ولتاژ 400 كيلوولت است و در كشورهاي پيشرفته مانند روسيه و كانادا تا ولتاژ 1000 كيلوولت هم مورد استفاده مي شود و در يك تقسيم بندي كلي ولتاژهاي كاربردي در چهار دسته مطرح مي شوند كه عبارتند از: برق فشار ضعيف 0-400 ولت
برق فشار متوسط 400-20000 ولت
برق فشار قوي ( فوق توزيع)63000 ولت
برق فشار قوي (انتقال)230000 تا 400000 ولت
نكات ايمني هنگام كار با تأسيسات برقي با ساير تأسيسات غير برقي ( مانند تأسيسات مكانيكي ) بطور كلي فرق مي كند. زيرا تأسيسات غير برقي در هنگام حادثه، علائمي از خود نشان مي دهند كه شخص مي تواند متوجه حادثه گردد. مانند صداي خرابي موتور، بوي گاز، خروج بخار و غيره، اما برق را نمي توان با چشم ديد و نه بوئيدن و يا شنيدن صدايش پي بوجود حادثه برد و فقط بوسيله دستگاه اندازه گيري مي توان فهميد كه وسيله اي برقدار است و يا نه، به همين علت شخص برقكار بايد مراقبت هاي ويژه اي را رعايت نمايد و كاملاً هوشيار باشد.
مقاومت بدن انسان:
مقاومت الكتريكي بدن انسان ثابت نيست و بر اثر عوامل فردي و شرايط محيط كار ممكن است به نسبت 1 تا 100 برابر تغيير نمايد، مهمترين عواملي كه در تغيير اين مقاومت مؤثر است عبارتند از:
الف- حالت روحي فرد: خستگي، گرسنگي، تشنگي، بي خوابي، عصبانيت، خنده، غم و بيماري از عواملي است كه مقاومت بدن را مي تواند به حد زيادي كم و تغيير نمايد.
ب- سطح تماس و فشار تماس:
هر چه سطح و فشار تماس بيشتر باشد مقاومت بدن كمتر مي گردد، البته عوامل ديگري غير از آنچه ذكر شده وجود دارد كه مي تواند مقاومت بدن را كمتر كند، از جمله وقتي كه بدن مرطوب و عرق كرده است مقاومت آن تا حد زيادي كم مي شود كه در اين صورت خطر برق گرفتگي را چندين برابر افزايش مي دهد.
بيشترين مقاومت بدن در قسمت پوست است، بطوريكه مقاومت پوست هاي خشك و سالم گاهي حتي تا چند صد هزار اُهم نيز مي رسد، از آنجائيكه جريان برق براي عبور از بدن ناچار است از پوست داخل و خارج شود هر گونه اقدامي كه در جهت بالا بردن مقاومت محل ورود و خروج جريان صورت گيرد خطر برق گرفتگي را كاهش مي دهد.
دستكش و كفش براي كسي كه تأسيسات برقي سرو كار دارد بسيار حائز اهميت است بعلت اينكه دستكش و كفش باعث افزايش مقاومت در برابر عبور جريان مي گردد.
جريان الكتريكي:
جريان الكتريكي كه از بدن انسان مي گذرد، بستگي به دو عامل دارد اول اينكه مقاومت بدن و دوم فشار الكتريكي يا همان ولتاژ كه بدن را تحت تأثيرات قرار مي دهد و عامل اصلي براي شوك و نهايتاً مرگ انسان مي باشد، در صورتيكه بتوانيم بنحوي از ورود و خروج جريان از بدن انسان جلوگيري نمائيم خطر برق گرفتگي ايجاد نخواهد شد و اين كار با استفاده از وسايل ايمني مانند دستكش عايق، كفش، فرش لاستيكي عايق و غيره امكان پذير خواهد بود.
جريان الكتريكي را مي توان به دو دسته تقسيم كرد.
الف: جريان مستقيم   و   ب:جريان متناوب
جريان مستقيم:
جرياني است كه داراي دو قطب متمايز مثبت و منفي مي باشد و جهت آن همواره ثابت است (بنا به فرض از قطب مثبت به طرف قطب منفي ) به عنوان مثال اين نوع جريان توسط پيل يا باطري توليد مي شود و يا توسط دستگاهي يكسو ساز كه جريان متناوب را به مستقيم تبديل مي نمايد.
مقاومتي كه بدن انسان در مقابل جريان مستقيم از خود نشان مي دهد بسيار بيشتر از جريان متناوب است، بطوريكه انسان مي تواند تا 80 ميلي آمپر جريان مستقيم را از بدن خود عبور دهد، بدون اينكه اثر مهمي در سيستم تنفسي و يا قلب بوجود آورد البته خطر ديگري كه جريان مستقيم دارد الكتروليز (تجزيه) سريع خون است كه مي تواند موجب مرگ مي شود.
ب: جريان متناوب:
جرياني است كه در هر لحظه جهت و در نتيجه قطب هاي آن عوض مي شود همانطوريكه قبلاً گفته شد بدن در مقابل جريان متناوب، ‌مقاومت كمتري از خود نشان مي دهد و بر خلاف جريان مستقيم كه تا 80 ملي آمپر خطر جدي پيش نمي آمد دراين نوع جريان در25 ميلي آمپر خطربرق گرفتگي وجود دارد نكته اي كه در اينجا قابل بيان است اين است كه مسير عبور جريان برق و مدت عبور جريان نيز در برق گرفتگي و پايين آوردن مقاومت بدن شخص مؤثر است. تجربيات نشان داده است كه هر چه مدت عبور جريان برق از بدن بيشتر باشد مقاومت بدن كمتر مي گردد يعني مقاومتي كه بدن درمقابل عبور جريان درلحظات اول از خود نشان مي دهد، بسيار بيشتر از گذشت چند لحظه مي باشد. همچنين مسير عبور جريان نيز بسيار مهم است زيرا ممكن است از محلي عبور نمايد كه موجب از كار انداختن سيستم تنفسي يا اختلال در كار قلب يا حتي هر دو گردد چند نمونه از حالت هاي مختلفي كه جريان برق ممكن است از بدن عبور كند به قرار زير است.
1- از يك دست به يك پا
2- از دست راست به پاها
3- از دست چپ به پاها
4- از پا به پا
5- از دست به دست
خطرناكترين حالت وقتي است كه جريان از يك دست وارد و از دست ديگر خارج شود، زيرا در اين هنگام جريان برق از قلب و ريه مي گذرد و مي تواند باعث از كار افتادن آنها و در نتيجه منجر به مرگ شود.
فركانس:
تعداد دفعاتي كه جهت جريان متناوب عوض مي شود را فركانس مي گويند بعنوان مثال گفته مي شود فركانس برق شهر 50 هرتز است (HZ50( يعني اينكه جهت جريان در هر ثانيه 50 مرتبه در سيم تغيير جهت مي دهد ، بر خلاف برداشت و تصور ، مقاومت بدن با ازدياد فركانس كم نمي شود ، تجربه ثابت كرده كه فركانس 50 تا 400 هرتز مهلكترين فركانس مي باشد و فركانس هاي بيشتر فقط موجب سوختگي در محل گرديده است اگر چه فركانس هاي كمتر از 50 هرتز خطر مرگ را كاهش مي دهد ولي استفاده از آن باعث اتلاف مقادير زيادي انرژي در خطوط مي گردد كه از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نيست.
در جدول زير نتيجه آزمايشاتي را كه بر روي سگها با فركانس هاي مختلف صورت گرفته جهت اطلاع آورده شده است .
فركانس بر حسب هرتز فشار الكتريكي بر حسب ولت تعداد سگ هاي مورد آزمايش درصد مرگ

فركانس بر حسب هرتز فشار الكتريكي بر حسب ولت تعداد سگ هاي مورد آزمايش درصد مرگ
    50           120-117        10  100
    100    120-117        21    45
    125    121-100        10   20 
    150    125-120        10    0

و همچنين جدول مقاومت نقاط مختلف بدن انسان در زير آورده شده است.

              مقاومت بر حسب اهم
بيشتر از 220ولت 220 ولت 127ولت  كمتر از 65 ولت مسير جريان در بدن
     650    800  2500     3200  كف دست تا شانه
     800 1200   2800     3600   شانه تا پا
   1200  1600   3400    4400 مسير كف دست تا پاهاو مسير كف دست راست تا كف دست چپ

جدول فوق نشان مي دهد كه در ولتاژ هاي پايين مقاومت بدن بيشتر از ولتاژهاي بالاست و با بالا رفتن ولتاژ مقاومت بدن تنزل مي كند لازم به توضيح است مقاومت بدن بعد از مرگ حدود 60% افزايش مي يابد خطرات و صدماتي كه برق به بدن انسان وارد مي كند دو نوع است.
الف: صدمات داخلي ب:صدمات خارجي
الف- صدمات داخلي : صدماتي است كه بر اثر عبور جريان از بدن تأثير روي مغز و قلب و يا سيستم تنفسي ايجاد مي كند ، صدمات داخلي بسيار مهم است و موجب قطع تنفس، قطع تپش قلب و يا هر دو با هم مي شود در اين حالت اگر سريعاًٌ از طريق تنفس مصنوعي و يا ماساژ قلبي و يا ديگر راه ها ( بستگي به نوع صدمه ) به شخص مصدوم كمك نشود احتمال مرگ بسيار بالا خواهد بود بطوري كه اگر در دقيقه اول به او كمك شود 90 درصد احيا و پس از 6 دقيقه 10 درصد و بعد از گذشت 12 دقيقه احتمال حيات و بازگشت به زندگي بسيار كم خواهد شد.
ب- صدمات خارجي: صدمات خارجي به دو صورت امكان پذير خواهد بود.
1. پاشيدن جرقه به شخص، در اين حالت بدون اينكه بدن شخص در معرض عبور جريان قرار گيرد بر اثر پاشيدن جرقه سوختگي هايي در سطح پوست بوجود مي آيد كه گاه ممكن است خطرناك و كشنده باشد.
2. رعايت نكردن فاصله مجاز: در اين حالت شخص مستقيماً در معرض عبور جريان برق قرار مي گيرد بدين گونه كه با رعايت نكردن فاصلة مجاز بين خود و خطوط و تجهيزات فشار قوي و نزديك شدن به آنها جريان شديدي در حدود چندين آمپر همراه با قوس الكتريكي از بدن مي گذرد و عكس العمل آني و فوري ايجاد مي نمايد كه اين عكس العمل باعث تكان و پرتاب شديد شخص حادثه ديده شده و در نتيجه قطع عبور جريان برق از بدن مي گردد.
اين نوع برق گرفتگي به دليل اينكه به مدت بسيار كمي جريان برق از بدن شخص عبور مي كند صدمات داخلي را بوجود نمي آورد ولي سبب سوختگي هاي بسيار شديد كه ممكن است مرگ را به همراه داشته باشد موجب خواهد شد.
فاز قرمز: اگر فردي دچار برق گرفتگي شد به طريقي كه مسير عبور جريان قلب باشد. يعني از يك دست وارد و از دست ديگر خارج شود همزمان با انقباض بطن چپ باشد فرد برق گرفته در اين زمان كه 02/0 ثانيه است، مي ميرد كه اين حالت را در اصطلاح فني پزشكي فاز قرمز مي گويند.
برق گرفتگي يك نوع شك الكتريكي مي باشد. بعبارت ساده تر يك نوع اتصالي است كه جهت روشن شدن مطلب به انواع اتصالي مي پردازيم:
1- فاز به زمين : در اين حالت كه حدود 90% حوادث چه از نظر شبكه و چه از نظر برق گرفتگي شامل مي شود را در بر مي گيرد، فرد يا ارتباط مستقيم با فاز و نول شبكه قرار گرفته و يا ارتباط مستقيم به فاز و زمين قرار مي گيرد.
2- فاز به فاز: در اين حالت فرد ارتباط به دو فاز پيدا مي نمايد، در مورد شبكه، عبور پرندگان با بال هاي بلند از بين دو فاز مي تواند حوادثي را براي تأسيسات داشته باشد.
3- دو فاز به زمين: در اين حالت ضمن ارتباط شخص به دو فاز جريان از طريق زمين هم برقرار مي گردد يا به عبارتي تخليه الكتريكي به زمين انجام مي شود. در ارتباط با حوادث تأسيسات، زماني كه يك حيوان مانند گربه بين دو فاز قرار گرفته و ارتباط با زمين هم دارد موجب قطع و حوادث در تأسيسات برقي مي گردد.
4- سه فاز با هم: اين حالت زماني اتفاقي مي افتد كه فرد روي سه فاز قرار بگيرد، ‌در ارتباط با حوادث تأسيسات اين حالت را به هنگام افتادن شاخه درخت روي سه فاز در شبكه خواهيم داشت و باعث قطع جريان برق مي گردد.
پس مي توان نتيجه گرفت زماني كه شخصي را برق مي گيرد براي او يكي از چهار حالت ذكر شده اتفاق مي افتد و در منازل بيشترين اتفاق برق گرفتگي حالت اول است ( فاز به زمين ) زيرا كه كنتور تك فاز تشكيل شده از يك فاز و يك نول و حالت هاي 2 الي4 براي كساني كه دركارگاه يا تأسيسات فشار قوي مانند خطوط انتقال و پستهاي برق مشغول فعاليت مي باشند ممكن است پيش بيايد.

منبع :سايت خبري وزارت نيرو

نقش فناوري اطلاعات در توليد و ساخت

در جهان صنعتي امروز، به توليد به عنوان يك سلاح رقابتي نگريسته مي شود و سازمانهاي توليدي در محيطي قرار گرفته اند كه از ويژگيهاي آن مي توان به افزايش فشارهاي رقابتي، تنوع در محصولات، تغيير در انتظارات اجتماعي و افزايش سطح توقع مشتريان اشاره كرد. محصولات در حالي كه بايد بسيار كيفي باشند، تنها زمان كوتاهي در بازار مي مانند و بايد جاي خود را به محصولاتي بدهند كه با آخرين ذائقه، سليقه و يا نياز مشتريان سازگار هستند. بي توجهي به خواست مشتري و يا قصور در تحويل به موقع ممكن است بسيار گران تمام شود. شرايط فوق سبب گرديده تا موضوع اطلاعات براي سازمانهاي توليدي از اهميت زيادي برخوردار شود. از طرف ديگر، آخرين بررسيها حاكي از آن است كه استراتژي رقابتي مبتني بر بازار خود نيز به تدريج در حال گذر است وچشم انداز استراتژيك رقابت در آينده مبتني بر منابع خواهد بود. به عبارت ديگر در حالي كه شركتها امروزه موفقيت را در تبعيت و استفاده درست از قوانين، فرصتها و شرايط ديكته شده توسط بازار مي دانند، استراتژي مبتني بر منابع بر اين موضوع تاكيد دارد كه منفعت و موفقيت بيشتر با اتكا بر مزيتها و منابع منحصر به فرد و قابل اطمينان شركت و سرمايه گذاري به منظور توسعه و حفاظت از آنها حاصل خواهد شد.

 

در جهان صنعتي امروز، به توليد به عنوان يك سلاح رقابتي نگريسته مي شود و سازمانهاي توليدي در محيطي قرار گرفته اند كه از ويژگيهاي آن مي توان به افزايش فشارهاي رقابتي، تنوع در محصولات، تغيير در انتظارات اجتماعي و افزايش سطح توقع مشتريان اشاره كرد. محصولات در حالي كه بايد بسيار كيفي باشند، تنها زمان كوتاهي در بازار مي مانند و بايد جاي خود را به محصولاتي بدهند كه با آخرين ذائقه، سليقه و يا نياز مشتريان سازگار هستند. بي توجهي به خواست مشتري و يا قصور در تحويل به موقع ممكن است بسيار گران تمام شود. شرايط فوق سبب گرديده تا موضوع اطلاعات براي سازمانهاي توليدي از اهميت زيادي برخوردار شود. از طرف ديگر، آخرين بررسيها حاكي از آن است كه استراتژي رقابتي مبتني بر بازار خود نيز به تدريج در حال گذر است وچشم انداز استراتژيك رقابت در آينده مبتني بر منابع خواهد بود. به عبارت ديگر در حالي كه شركتها امروزه موفقيت را در تبعيت و استفاده درست از قوانين، فرصتها و شرايط ديكته شده توسط بازار مي دانند، استراتژي مبتني بر منابع بر اين موضوع تاكيد دارد كه منفعت و موفقيت بيشتر با اتكا بر مزيتها و منابع منحصر به فرد و قابل اطمينان شركت و سرمايه گذاري به منظور توسعه و حفاظت از آنها حاصل خواهد شد.

البته منابع توليدي مورد نظر تنها شامل سرمايه، زمين، ماشين آلات و تجهيزات نمي شوند، بلكه بناي توليد نسل آينده بر تاكيد و توجه به اطلاعات، مديريت دانش و توجه ويژه به مسئله آموزش افراد خواهد بود.
وضعيت به وجود آمده و تحولات صورت گرفته مذكور در حوزه فعاليتهاي توليدي، اگرچه خود حاصل به كارگيري گسترده و همه جانبه فناوريهاي اطلاعاتي در اين حوزه است، ولي در عين حال باعث توجه مضاعف سازمانها و شركتهاي توليدي به مقوله اطلاعات و فناوريهاي مرتبط با آن شده است. اين تحقيق با هدف تبيين موضوع فوق صورت گرفته است و سعي دارد تا نقش و تاثير فناوري اطلاعات در وضعيت كنوني توليد و ساخت كالاها را به تصوير بكشد. اهميت اين بررسي از آنجا ناشي مي شود كه چند سالي است در كشور، افزايش تعداد واحدهاي توليدي و به تبع آن تحقق نسبي فضاي رقابتي باعث گرديده تا توجه توليدكنندگان و شركتهاي صنعتي به كيفيت محصولات، افزايش سهم بازار و مسئله صادرات معطوف گردد. از همين رو به نظر مــي رسد دانستن تحولات صورت گرفته در بخشهاي توليدي جوامع پيشرفته مي تواند در تعيين و شناخت بهتر مسيري كه سازمانهاي توليدي و صنعتي كشور براي ارتقاي توان رقابتي خود بايد طي كنند موثر واقع شود. در اين مقاله شرح داده خواهد شد كه چگونه توسعــه هاي اخير در حوزه فناوري اطلاعات به ويژه هوش مصنوعي و سيستم هاي خبره، وضعيت توليد در جوامع صنعتي را دگرگون ساخته است.

فناوري اطلاعات
عصر فعلي را برخي عصر اطلاعات لقب داده اند. اين نامگذاري شايد به اين دليل باشد كه امروزه اطلاعات به جزء تفكيك ناپذير زندگي بشر تبديل شده است. اگرچه اطلاعات از ديرباز در زندگي بشر تاثير بسزايي داشته و انسان براي تصميم گيريها و طي طريق همواره محتاج به آن بوده است ولي آنچه كه امروزه اهميت آن را صدچندان كرده، شرايط نوين زندگي و افزايش سهم اطلاعات در آن است.

اختراع رايانه، امكان پردازش سريع و ذخيره حجم انبوهي از داده ها را فراهم آورد و پيشرفتهاي بعدي در زمينه ارتباط بين رايانه ها و امكان تبادل داده بين آنها، تبادل و انتقال اطلاعات را در سطح وسيعي ممكن ساخت. اين رويدادها به همراه ساير پيشرفتهاي صورت گرفته در زمينه الكترونيك و ارتباطات اعم از ميكروالكترونيك، نيمه هاديها، ماهواره و روباتيك به وقوع انقلابي در زمينه نحوه جمع آوري، پردازش، ذخيره سازي، فراخواني و ارائه اطلاعات منجر گرديد كه شكل گيري فناوري اطلاعات حاصل اين رويداد بود.

براساس تعريف، فناوريهاي اطلاعاتي مجموعه اي از ابزارها، تجهيزات، دانش و مهارتهاست كه از آنها در گردآوري، ذخيـــــره سازي، پردازش و انتقال اطلاعات (اعم از متن، تصوير، صوت و…) استفاده مي شود.
در اين ميان نقش ابزارهاي رايانه اي و مخابراتي به وضوح مشخص است. اين فناوري به سرعت در حال رشد است و فعاليتها و سرمايه گذاريهاي انجام شده در اين زمينه به ويژه پس از ظهور پديده اينترنت، بسيار چشمگير است. دامنه علوم مرتبط با آن بسيار گسترده و وسيع بوده و مباحثي نظير علوم رايانه و مهندسي نرم افزار، مخابرات، هوش مصنوعي، سيستم هاي اطلاعاتي مديريتي، سيستم هاي پشتيباني تصميم، مهندسي دانش، فناوري چندرسانه اي، مديريت اطلاعات، امنيت داده و اطلاعات، داد و ستد و ارتباطات انسان – رايانه، ارتباطات گروهي مبتني بر رايانه، روباتيك و پايگاههاي اطلاعاتي اينترنتي را شامل مي شود.

پرتوهاي اين فناوري نوين بسياري از زواياي زندگي انسان را فرا گرفته است و بسياري از علوم و موضوعها را تحت تاثير خود قرار داده است.

امروزه موارد استفاده فناوري اطلاعات را مي توان در آموزش، مديريت و سازمان، پزشكي، تجارت، امور نظامي، توليد و صنعت، تحقيقات، حمل و نقل، كنترل ترافيك و صنعت نشر به وضوح مشاهده كرد.

اتوماسيون
جستجو به منظور يافتن راهي بهتر براي توليد قطعات، همواره عامل محرك و اساسي در خودكارسازي يا اتوماسيون بوده است. تعويض نيروي كار انساني با ماشين را مي توان ابتدايي ترين مرحله خودكارسازي توليد دانست كه حدوداً در سال 1775 ميلادي به وقوع پيوست و انقلاب صنعتي نقش موثري در رابطه با آن داشت. دستگاه تراش و نقاله ها نمونه هايي از مكانيزاسيون ايجاد شده بودند. روند اتوماسيون، در سال 1952 با ساخت اولين ماشين NC در دانشگاهMIT وارد مرحله جديدي شد كه مشخصه بارز آن عبارت بود از جايگزيني كنترل انساني با كنترل خودكار ماشين. نوعي از اتوماسيون قابل برنامه ريزي بود كه عمليات آن به وسيله اعداد و نشانه ها كنترل مي شد.
مجموعه اي از اعداد، يك برنامه را شكل مي دادند كه ماشين را براي توليد قطعه هدايت مي كرد. در نتيجه، در اين نوع ماشين ها براي توليد محصول جديد، به جاي اينكه ماشين تعويض گردد، تنها برنامه آن تعويض مي شد كه اين موضوع به بالارفتن سطح انعطاف پذيري منجر گرديد. با ورود اين فناوري به كارخانجات در دهه هاي 1950 و 1960، كنترل دستي جاي خود را به كنترل عددي داد و به دنبال آن با ورود رايانه به عرصه توليد، اين نوع كنترل نيز با كنترل كامپيوتري (CNC) جايگزين گرديد و به تدريج استفاده از اتوماسيون نرم متداول گشت(1). البته خودكارسازي، تنها محدود به فرايند توليدي نمي شد و بخشهاي اداري و مالي كارخانجات را نيز در بر مي گرفت. درحقيقت سيستم هايي مانند پرداخت حقوق و دستمزد و صدور فاكتور از جمله نخستين كاربردهاي رايانه در صنايع هستند. نمونه مهم ديگر در اين زمينه، سيستم برنامه ريزي احتياجات مواد (MATERIAL REQUIREMENT PLANNING
) بود كه به منظور خودكارسازي عمليات برنامــه ريزي احتياجات مواد طراحي گرديد. از آنجا كه تمامي پيشرفتهاي يادشده در اين مرحله از اتوماسيون، تنها حول يك ماشين يا عمليات خاص صورت پذيرفت، واژهاتوماسيون نقطه ايبراي آن در نظر گرفته شد. در اين نوع اتوماسيون، مواردي از كاربردهاي ابتدايي فناوري اطلاعات به چشم مي خورد.

در دهه 70، با ظهور رايانه هاي ارزانتر و كارآتر و پيشرفتهاي الكترونيكي و مخابراتي، اتوماسيون هاي نقطه اي نيز به تدريج گسترش يافته و با پيوستن به يكديگر تبديل به اتوماسيون هاي گسترده تري به نام جزاير اتوماسيون شدند. جزاير اتوماسيون نشانگر مجموعه اي از زيرسيستم هاي يكپارچه خودكار شده در كارخانه هستند. سيستم هاي توليد انعطاف پذير، سيستم مديريت توليد، سيستم هاي يكپارچه جابجايي و انبارسازي مواد و سيستم هاي CAM وCAD نمونه هايي از جزاير اتوماسيون ايجاد شده هستند. انگيزه غايي، همانا خواست انسان براي افزايش هرچه بيشتر اتوماسيون در سيستم توليدي به منظور دستيابي به بهره وري بالاتر است.

باادامه فعاليت و تحقيق بر روي جزاير اتوماسيون، اين جزاير نيز به مرور توسعه پيدا كرده و شروع به همپوشاني و رقابت با يكديگر كردند.
اين مسئله به همراه جايگزيني تدريجي انديشه سيستمـي و كل نگر به جاي انديشه جزء نگرانه، همچنين پيشرفتهـاي صورت گرفته در زمينه فناوري اطلاعات باعث شد تا برخي به فكر يكپارچه سازي كليـه عمليات توليدي با يكديگر بيفتند و به اين ترتيب موضـوع «توليد يكپارچه رايانه اي» COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING = CIM) مطرح گرديد.

توليد يكپارچه رايانه اي اگرچه پايان تلاشهاي محققان در خودكارسازي امور توليدي و صنعتي نيست اما از آنجا كه نمايانگر خودكارسازي و يكپارچه سازي كليه فعاليتهاي مرتبط با توليد به وسيله به كارگيري رايانه ها، روبات ها و شبكه هاي ارتباطي در درون يك كارخانه است داراي اهميت بسيار زيادي است.
توليد يكپارچه رايانه اي
توليديكپارچه رايانه اي نوعي فناوري است كه مي تواند به هر صنعت وابسته شده و توسط آن صنعت هدايت شود، بدين معني كه هر صنعت برحسب مجموعه تجارب، نيازمنديها و موقعيتهاي خاص خود، شرايطي ويژه براي توليد يكپارچه رايانه اي فراهم مي آورد. از اين رو، تعاريف و توصيفهاي متفاوتي براي آن وجود دارد. در زير نمونه هايي از توصيف هاي صورت گرفته ارائه شده است.

سيستم يكپارچه رايانه اي شامل رايانه اي كردن فراگير و سيستماتيك فرايند توليدي است. چنين سيستم هايي بااستفاده از پايگاه داده هاي مشترك، فعاليتهايي همچون طراحي به كمك رايانه، ساخت به كمك رايانه، مهندسي به كمك رايانه، انجام تست ها، تعميرات و مونتاژ را يكپارچه مي سازند.
(اسپريت، كميسيون انجمن هاي اروپايي 1982) سيستم توليد يكپارچه رايانه اي عبارتست از به كارگيري يكپارچه اتوماسيون بر پايه رايانه و سيستم هاي پشتيباني تصميم گيري به منظور مديريت فعاليتهاي سيستم توليدي، از طراحي محصول تا فرايند توليدي و نهايتاً توزيع به انضمام مديريت توليد و موجودي و مديريت منابع مالي.
(هارن و براون 1984) سيستـم توليد يكپارچه رايانـه اي، پردازنـده هاي مواد و اطلاعات است كه سه زير سيستم اصلي آنها عبارتند از: سيستم فيزيكي كارخانه، سيستم تصميم و سيستم اطلاعاتي.

(ماير 1990) توليد يكپارچه رايانه اي عبارت است از علم و هنر خودكارسازي بااستفاده از يكپارچگي حاصل از فناوري اطلاعات در فرآيندهاي توليدي. (يومانز و همكاران 1986)
با كمي دقت در توصيفها و ديدگاههاي مذكـور در مورد توليـد يكپارچه رايانـه اي مـــي توان به نقش و اهميت اطلاعـات و فناوريهاي اطلاعاتي در تحقق سيستم توليد يكپارچـه رايانه اي پي برد. به بيان ديگر، مي توان گفت كه اين سيستم در طي روند توسعه فناوري اطلاعات به مانند فعاليت مهمي در كنار آن ظاهر گرديده و گسترش يافته است.
براي بررسي نقش فناوري اطلاعات در اين سيستم بهتر است كه ابتدا ديدگاه مذكور كمي شفاف تر شود. همانگونه كه هارن، براون و شيونان در كتابشان اشاره مي كنند، درك مسئله اين سيستم بستگي به زمينه تجربي و ديدگاه اشخاص نسبت به آن دارد. از اين رو است كه نگرشها و ديدگاههاي متفاوتي در رابطه با آن وجود دارد كه آنها در اثر خود به برخي از آنها اشاره كرده اند. آنچه در اينجا به عنوان ملاك در نظر گرفته مي شود، ديدگاهي است كه خودهارن و همكارانش در مورد اين سيستم ارائه كرده اند. اين ديدگاه كه در شكل يك نشان داده شده است به لحاظ جامعيت و نگرش سيستمي، مناسبترين ديدگاه از بين ديدگاههاي موجود به نظر مي رسد .
طوط ارتباطي نشانگر يكپارچگي مجموعه عمليات و نيز نشاندهنده مدار بسته بازخورد اطلاعات هستند. به طور خلاصـه، مـي توان گفت كه توليد يكپارچه رايانه اي به معني يكپارچگي جزاير اتوماسيون مرتبط با عمليات اداري – مالي، پشتيباني مهندسي، مديريت توليد و عمليات مربوط به سطح اجرايي است. اين فرايند به وسيله ارتباطات رايانه اي و تسهيلات ذخيره سازي داده ها انجام مي شود.

CAD و فناوري اطلاعات: در گذشته طراحي قطعات و محصولات به صورت دستي و بااستفـاده از ميزهاي بزرگ و ابزارهاي نقشــــه كشي انجام مي گرفت و نقشه ها غالباً برروي كاغذ ترسيم مي شدند. به همين سبب طراحيها عموماً وقت گير و پردردسر بودند. همچنين در صورت ترسيم اشتباه و يا تغيير طرح، اصلاح و رسم مجدد نقشه ها زمان زيادي را به خود اختصاص مي داد. اين مسئله در مواردي كه محصول از قطعات متعدد و پيچيده برخوردار بود نمود بيشتري داشت. نگهداري نقشه ها و مراقبت از آنها نيز مسئله ديگري بود كه هم فضاي زيادي را مي طلبيد و هم زمان قابل توجهي را براي كدگذاريبايگاني و بازيابي مجدد به خود اختصاص مي داد. بااين همه اين نقشه ها تنها نمايانگر شكل و وضعيت هندسي و مكاني قطعات نسبت به يكديگر آن هم به صورت دو بعدي بودند.

به تدريج با بكارگيري رايانـه در امر نقشــه كشي و ايجاد و توسعه نرم افزارهاي CAD ، تحولي در امور طراحي به قوع پيوست. كاهش خطاهاي طراحي و توليد، ايجاد تناسب ميان نقشه و روشهاي توليد، تشخيص آسان روابط اجزاي قطعه در مرحله تحليل، تسهيل در آمــاده سازي مستندات و بهبود يا افزايش استانداردهاي طراحي از مزاياي طراحي به كمك رايانه بودند.

امروزه باافزايش توان رايانه ها در ذخيره و پردازش داده و همچنين پيشرفتهاي صورت گرفته در زمينه فناوريهاي اطلاعاتي به ويژه هوش مصنوعي، امكانات و قابليتهاي سيستـــم هاي CAD به طور چشمگيري افزايش يافته است. نرم افزارهاي پيشرفتهCAD امروزي، امكان ايجاد مدلهاي توپر سه بعدي را براي طراح فراهم آورده اند. اين نرم افزارها با بهره برداري وسيع از تكنيــك هاي هوش مصنوعي و به لطف سيستم هاي خبره تعبيه شده در آنها، قابليت تجزيه و تحليل طرحها را نيز دارا هستند. به عنوان مثال آنها قادرند جرم طرح، حجم طرح و مركز ثقل قطعات را محاسبه و تعيين كنند.
مي توانند محل برخورد يا فصل مشترك قطعات مونتاژي را بررسي كنند و خواص مكانيكي قطعات نظير تنش و يا جريان گرمايي را مورد تجزيه و تحليل قرار دهند. برخي از اين نرم افزارها مي توانند حركت قطعات را نيز مورد مطالعه قرار دهند و برخي ديگر قادرند نقاط و زمانهاي بازرسي قطعه را تعيين سازند. آنها حتي پايگاه اطلاعاتي مورد نياز توليد محصول را به وجود مي آورند. پايگاه مذكور شامل تمام اطلاعات مربوط به محصول از ديد طراحي، از اطلاعات هندسي، ليست مواد و قطعات، مشخصات مواد و غيره گرفته تا اطلاعات اضافي مورد نياز براي توليد مي شود. سيستم هاي قدرتمندCAD
فعلي، همچنين قابليت تبادل اطلاعات با سيستم هاي بانك اطلاعاتي و انتقال داده ها به ساير نرم افزارهاي توليدي را نيز دارا هستند كه اين ويژگي، كارآيي آنها را به نحو چشمگيري افزايش داده است.

فناوري اطلاعات در طراحي فرآيند به كمك رايانه: يكي ديگر از جزاير اتوماسيون ايجاد شده در زمينه توليد، سيستم طراحي فرآيند به كمك رايانه (COMPUTER-AIDED PROCESS PLANNING=CAPP) است. اين سيستم هـا بـه منظور انجام خودكار طراحي فرايند توليد قطعاتي كه در گذشته توسط متخصصان روشهاي توليـدي انجام مي گرفت ايجاد گرديده اند. اين سيستم ها از نظر يكپارچـــــه سازي اهميت بسياري دارند چرا كه يكي از نقاط كليدي در ايجاد ارتباط ميانCAD و CAM به شمار مي روند. خروجيهاي يك سيستم طراحي فرآيند عبارتند از: انتخاب عمليات مناسب و تعيين توالي عمليات مزبور بر روي قطعه، انتخاب ماشين آلات ضروري براي اجراي عمليات، تعيين ابزارآلات و فيكسچرها و همچنين دستورالعملهاي اجرايي براي تنظيم دستگاه، مسير حركت ابزارها، پارامترهاي عمليات نظير سرعت، مدت، ميزان بار و… البته بايد خاطرنشان ساخت از آنجا كه برنامه ريزي و طرح ريزي فرايند ساخت قطعات بسيار متكي به تجربه و قضاوت برنامه ريزان است، خودكارسازي كليه فعاليتهاي يادشده، كاري بس دشوار بوده و غالب سيستم هاي موجود طراحي فرآيند، توان اجراي تمامي فعاليتهـاي فوق را ندارند، بلكه در اكثـر موارد تنهـا مــــي توانند خدمات پشتيباني تصميم گيري ارائه كنند.

نقش فناوري اطلاعات در سيستم طراحي فرآيند نيز بسيار مشهود است. به طور كلي در توسعه اين نوع سيستم ها دو رويكرد مطرح است: 1 – رويكرد بهبودي يا متنوع؛ 2 – رويكرد مولد يا بنيادي.

در رويكرد بهبودي كه اساس آن استفاده از فناوري گروهي و ابزارهاي دسته بندي و كدگذاري است، از يك قطعه مركب اصلي براي نشان دادن دامنه اشكال توليدي در يك خانواده استفاده مي شود. هرگاه كه سيستم قطعه جديدي را به عنوان عضوي از يك خانواده خاص شناسايي كرد، طرح ريزي فرآيند قطعه مركب آن خانواده را به گونه اي اصلاح مي نمايد كه بتواند طرح فرآيند آن قطعه جديد را ايجاد كند. سيستـم در اين رويكرد، براي تعيين شكل قطعـات از تكنيك هاي طبقـه بندي قطعات استفاده كرده و آنها را با اشكال متناظـر در قطعات اصلي مطابقت مـــي دهد.

در رويكرد بنيادي، طرح فرآيند براساس اطلاعات موجود در پايگاه داده هاي توليد ايجاد مي شود. در اين رويكرد، سيستم طراحي فرآيند در شكل سيستـم هاي دانش – پايه و هوش مصنوعي و در برخي موارد نيز به صورت يك سيستمDSS عمل كرده و با دريافت اطلاعات جزئيات قطعه موردنظر، انواع عمليات توليدي در دسترس و توانايي آنها برحسب دقت و تلرانس، تجربه مربوط به قطعات پيشين و… اقدام به طراحي فرآيند مناسب جهت قطعه مي كند.
تلاش براي رايانه اي كردن خبرگي و منطق قضاوت مورد نياز در عملكرد طرح ريزي فرآيند قطعات همچنان ادامه دارد.
برنامه ريزي منابع توليد و فناوري اطلاعات: سيستم مديريت توليد (MRP II) به دليل يكپارچگي كه در عمليات مختلف توليدي به وجود مي آورد، يكي از جزاير مهم اتوماسيون محسوب مي شود. اين سيستم كه صورت تكامل يافته برنامه ريزي منابع توليد است ، سيستم نسبتاً كاملي است كه رويكردي يكپارچه را براي مديريت منابع توليدي ارائه مي دهد و شامل توابع عملياتي و مدولهاي متعددي نظير سربرنامه توليد(MASTER PRODUCTION SCHEDULE=MBS
) ، برنامـــه ريزي سرانگشتي ظرفيت، برنامه ريزي احتياجات ظرفيت، كنترل فعاليت توليد، خريد و مدولهاي مالي مي شود. شكل (2) ساختار سيستم مذكور را نشان مي دهد.

سيستم مديريت توليـد را مي توان يك سيستم يكپارچه ارتباطي و پشتيباني تصميــــم گيري دانست كه كليه فعاليتهاي توليدي – تجاري را پشتيباني مي كند. از جمله مهمترين عللي كه به استفاده گسترده از اين سيستم به عنوان يك تكنيك مديريت توليد منجر گرديده است، استفاده آن از قابليتهاي رايانه براي ذخيره سازي و دستيابي به حجم بالايي از اطلاعات است كه اين امر خود براي هر شركت ضروري مي نمايد. علاوه براين& سيستم مديريت توليد به ايجاد هماهنگي و يكپارچگي ميان فعاليتها و قسمتهاي مختلف مانند مهندسي توليد و مواد در واحد توليدي كمك مي كند.

سيستـم هايMRP II به تدريج از سيستـــم هاي ذخيره داده ها به صورت فايل، به سيستم هاي مديريت پايگاه داده تبديل شده و به طور خاص به سيستم هاي پايگاه داده هاي ارتباطي گرايش يافتــه اند. به عبارت ديگر، داده ها بايد به گونه اي ذخيره گردند كه از طرفي از ذخيره سازي زائد آنها در جاهاي مختلف اجتناب شود و از طرفي ديگر دستيابي به هر حالت دلخواه (اعم از جستجو يا گزارش) را تسهيل سازند. پايگاه داده هاي توليد مورد نياز اين سيستم شامل اطلاعات اصلي قطعات (نظير شماره قطعه، شرح، واحد شمارش، سياست اندازه انباشته، موقعيت در انبار و…) اطلاعات موجودي، ليست مواد، اطلاعات مسير (مجموعه عمليات ساخت يا مونتاژ قطعه)، اطلاعات مراكز كاري (ظرفيت، هزينه و…) و اطلاعات ابزارآلات مي شود.
باتوجه به حجم زياد داده هاي مورد نياز سيستـم هاي MRP II و درنظرگرفتن اين نكته كه كارآيي اين سيستم ها بستگي زيـادي به صحت و به روز بـــودن داده هاي مذكور دارد، لذا مي توان گفت كه ايجاد مكانيسم هايي جهت جمع آوري اتوماتيك داده هاي يادشده مي تواند ميزان استفاده از اين سيستم ها و همچنين كارآيي آنها را به نحو چشمگيري افزايش دهد. اين موضوعي است كه مورد توجه پژوهشگران مسائل توليدي واقع شده است به گونه اي كه امروزه سيستم هاي خودكار جمع آوري داده ها با سيستم هاي رديابي مواد در MRP II
مرتبط گشته و در نتيجه يك سيستم بلادرنگ براي دسترسي آني به اطلاعات قطعات در جريان ساخت فراهم گرديده است.
فناوري اطلاعات و كنترل كيفيت: به طور سنتي وظيفه كنترل كيفيت با بهره گيري از روشهاي بازرسي دستي و رويه هاي نمونه برداري آماري انجام مي گرفته است. روشهاي دستي عمومـــاً وقت گيـر بوده و به پرسنل ماهر و صرف دقت بسيار نياز داشت. در ضمن به دليل نمونه برداري امكان ارائه محصول معيوب به بازار نيز وجود داشت. همچنين در روشهاي مذكور غالباً قطعه از مجاورت ماشين برداشته شده و به ناحيه جداگانه اي منتقل مي شد كه اين امر بعضاً موجب بروز تاخير و يا ايجاد گلوگاه در زمان بندي توليد مي گرديد.
آنچه در حال حاضر به عنوان كنترل كيفيت به كمك رايانه مطرح است، استفاده از قابليتهاي رايانه، حساسه ها، سيستم هاي بينائي مصنوعي، تكنيك هاي هوش مصنوعي و سيستم هاي خبره در بازرسي و تست قطعات است.
فناوري اطلاعات در ساير جزاير اتوماسيون: با نگاهي به وضعيت جزاير اتوماسيون مي توان دريافت كه نقش فناوري اطلاعات در آنها شبيه به يكديگر بوده و بيشتر در رابطه با نياز آنها به حجم زياد اطلاعات و استفاده از قابليت ذخيره و پردازش داده ها توسط رايانه هاي پيشرفته و همچنين تلاش در جهت به كارگيري اتوماسيون تصميم گيري به وسيله سيستم هاي خبره و ساير تكنيك هاي هوش مصنوعي است. در مورد ساير جزاير اتوماسيون نيز وضع به همين صورت است.

سيستم انباشت و برداشت خودكار كه به آن انبار اتوماتيك نيز گفته مي شود سيستمي است كه مواد را بااستفاده از جرثقيل هاي تحت كنترل رايانه انبار كرده و در موقع لزوم فراخواني مي كند. سيستم مزبور هر پالت دريافتي را نوعاً بااستفاده از سيستم باركد شناسايي كرد، يك موقعيت خالي و مناسب در قفسه ها را براي آن انتخاب مي كند و جرثقيل را در مسيري كه به موقعيت مزبور منتهي مي شود هدايت مي كند. همچنين زماني كه درخواستي براي فراخواني يك پالت انبار شده مي رسد، رايانه موقعيت آن را شناسايي كرده و جرثقيل را براي برداشتن پالت مورد نظر به آن موقعيت هدايت مي كند.
روبات ها از ديگر مصاديق و كاربردهاي سيستم هاي دانش پايه و خبره هستند. روبات صنعتي يك ماشين همه منظوره و برنامه پذير است كه ويژگيهاي خاصي از انسان را داراست. از روبات ها در كارهايي نظير انتقال و جابجايي مواد، جوشكاري، روكش كاري، مونتاژ قطعات و بازرسي استفاده مي شود. امروزه تلاش زيادي در جهت هوشمندسازي روبات ها و افزايش توان آنها در شناخت تغييرات محيطــي (و به تبع آن انجام واكنش مناسب) صـورت مي گيرد.ماير معتقد است كه يك روبات هوشمند بايد قادر به حس كردن (ديدن و لمس كردن)، فكركردن (تصميم سازي) و فعاليت كردن (حركت و كنترل كردن) باشد. او كاربرد هوش مصنوعي در رابطه با مسائل روبات ها را در چهار موضوع مهم مي داند كه عبارتند از: طراحي، انتخاب روبات، نحوه استقرار فضاي كار، برنامه ريزي و نگهداري و تعميرات.
سيستم هايCAM نيز از اهميت ويژه اي در توليد برخوردارند. يك سيستم CAM شامل برنامه ريزي، برنامه ريزي توليد، ماشين كاري، مونتاژ، و نگهداري و تعميرات است كه در زمينه ماشين كاري و مونتاژ از فناوري هوش مصنوعي و روبات ها به طور چشمگيري استفاده مي شود.
هر يك از جزاير اتوماسيون به انبوهي از داده ها و اطلاعات نيازمند است كه در قالب پايگاههاي داده در اين سيستم ها ساختاردهي شده و در موقع لزوم فراخوانده مي شوند. اطلاعات مورد نياز برخي از اين جزاير در كتاب «يومانز» تشريح شده است(2).
فناوري اطلاعات و ارتباط جزاير اتوماسيون: يكي از مزاياي توليد يكپارچه رايانه اي اين است كه در آن، آگاهي فزاينده اي در مورد نياز به طراحي براي توليد و مونتاژ وجود دارد. به عبارت ديگر، سعي مي شود كه طراحي محصول به گونه اي انجام گيرد كه امكان ساخت و مونتاژ آن با دستگاهها و تجهيزات موجود وجود داشته و حتي المقدور به سهولت انجام شود.
همچنين در صورت يكپارچگي اطلاعاتي اگر در قسمتي از داده ها و برنامه ها تغييراتي رخ دهد، پيامد آن در سرتاسر سيستم اعمال شده و سيستم باتوجه به شرايط جديد بهينه مي گردد. در مجموع، يكپارچگي، كارآيي سيستم را افزايش داده و زمان پيشبرد قطعه را به ميزان قابل توجهي كاهش خواهد داد. اما در اين ميان مشكلي وجود دارد. از آنجا كه جزاير اتوماسيون به طور جداگانه شكل گرفته و هريك براي حل مشكل خاص و يا خودكارسازي فرايند مشخصي توسعه يافته اند ايجاد ارتباط بين آنها دشوار و پر دردسر است. عدم وجود ساختار يكسان و مورد توافق باعث گرديده كه فروشندگان اينگونه سيستم ها، محصولاتشان را به راههاي مختلف آماده كنند و در نتيجه شركتهاي توليدي با دشورايهاي بزرگي براي يكپارچه كردن محصولات خريداري شده از فروشندگان مختلف روبرو شوند.
در ايجاد ارتباط ميان جزاير اتوماسيون، ميلر و همكارانش سه نوع يكپارچه سازي را ضروري شمرده اند: يكپارچگي فني، يكپارچگي رويه و يكپارچگي در هدف. يكپارچگي فني به ايجاد ارتباط الكترونيك ميان مناطق مختلف عملياتي مي پردازد.
يكپارچگي رويه هنگامي به دست مي آيد كه يك نگرش يكسان در مورد چگونگي تعبير و تفسير اطلاعات بر گروههاي مختلف عملياتي حاكم باشد. در نتيجه، اين گروهها كه اطلاعات را ميان يكديگر مبادله مي كنند، توانايي استفاده از رويه هاي مشترك و مناسب را خواهند داشت. در نهايت، يكپارچگي در هدف زماني به دست مي آيد كه نواحي مختلف عملياتي (يا جزاير اتوماسيون) از داده ها و اطلاعات مشترك جهت نيل به اهداف عمومي مشترك استفاده كنند.
موضوع قابل توجه ديگر در اين زمينه، نحوه ارتباط جزاير اتوماسيون با مديريت توليد است اين ارتباط توسط كنترل فعاليت توليد صورت مي گيرد.
در بين تلاشهايي كه در جهت ايجاد يك رويه استاندارد براي ساخت سيستم هاي توليد يكپارچه رايانه اي انجام گرفته پروژه اروپايي برنامه استراتژيك اروپايي براي تحقيق و توسعه در فناوري اطلاعات يكي از موارد جالب توجه است. هدف اساسي اين پروژه كه پايه كتاب يومانز و همكارانش (1985) را تشكيل مي داد ارائه ساختاري براي سيستم هاي توليد يكپارچه رايانه اي در اروپا بود. بدين منظور آنها در مطالعه خود ابتدا سعي در تقسيم و مدوله كردن كل توليد يكپارچه رايانه اي در زير سيستم هاي مجزاي عملياتي و شرح حداقل مشخصات و مسئوليت هر زيرسيستم و تعيين انواع داده هاي ورودي و خروجي آنها كرده و پس از آن، نحوه ارتباط بين زيرسيستم ها و روابط آنها با يكديگر را مورد بحث قرار داده اند. آنها موضوعهايي همچون حفاظت شبكه، قابليت اطمينان، سازمانهاي سخت افزاري، پروتكل ها و نگهداري و تعميرات را موارد حائز اهميت در حوزه ارتباطات در شبكه دانسته اند.
يومانز و همكارانش همچنين انواع ارتباطات در سيستم توليد يكپارچه رايانه اي را به سه دسته كلي ارتباطات در فاز طراحي، ارتباطات در مرحله ساخت و ارتباط اين دو قسمت با يكديگر تقسيـم و هريك را به طور جداگانه تشريح كرده اند. به عنوان نمونه آنها در ارتباطات طي مرحله ساخت، سه نوع شبكه منطقي(3) تعريف مي كنند:

شبكه كنترل براي راندن و به جريان انداختن ماشين ها، روبات ها؛
شبكه نظارت براي محافظت و اطمينان از صحت عملكرد زير سيستم ها؛
شبكه مديريت براي بهينه سازي عمليات خط توليد.
لازم به ذكر است از آنجا كه ايجاد ساختار متنوعي از سيستم توليد يكپارچه رايانه اي به گونه اي كه تمامي نيازمنديهاي كليه شاخه هاي صنايع توليدي را پوشش دهد غير ممكن است، دامنه مدل آنها محدود به فعاليتهايي شد كه مستقيماً مربوط به طراحي و توليد محصولات و قطعات ماشين كاري شده در بخش مهندسي مكانيك بودند.
در اين جا مجدداً يادآوري مي شود كه ميزان يكپارچگي و سطح اتوماسيون در صنايع مختلف متفاوت بوده و هر شركت توليدي به فراخور پيچيدگي و شرائط حاكم بر آن و در نظر گرفتن موقعيتها و نيازهايش در اين مسير گام برداشته است. از همين رو، فعاليتهاي تحقيق و توسعه در زمينه خودكارسازي توليد و كارآمدتر و هوشمندتر كردن جزاير اتوماسيون هنوز هم ادامه دارد و قابليتها و توانمنديهاي هريك از اين جزاير با توجه به توسعه روزافزون فناوري اطلاعات و كاهش دائمي هزينه فناوري رايانه، در حال تغيير، تكامل و پيشرفت است.
جمع بندي
در اين مقاله ابتدا با بيان تاريخچه اي از روند اتوماسيون توليدي، وضعيت فعلي توليد در شركتهاي پيشرو به تصوير كشيده شد. در اين رابطه با اشاره به موضوع سيستم توليد يكپارچه رايانه اي و ساختار آن، پيشرفتهاي صورت گرفته در امور مختلف توليدي اعم از طراحي، برنامه ريزي فرايند، ساخت، كنترل كيفيت، مديريت توليد و ايجاد جزاير اتوماسيون و همچنين نقش فناوري اطلاعات در موارد مذكور تشريح گرديد. پس از آن نيز به موضوع ارتباط بين جزاير اتوماسيون و اهميت آن از ديد فناوري اطلاعات پرداخته شد. در قسمتهاي مذكور شرح داده شد كه چگونه تكنيك هاي هوش مصنوعي، سيستم هاي پشتيباني تصميم و سيستم هاي خبره موجب روانــي در كارها و خودكارسازي فرايندها شده اند. در مورد تاثير ساير فناوريهاي اطلاعاتي در محيط نوين توليدي نيز مطالبي ارائه شد. در مجموع مي توان گفت كه فناوري اطلاعات، روشهاي جديد كار را به همراه داشته و باعث كاهش هزينه ها، بهبود كيفيت انجام امور توليدي و افزايش سرعت توليد شده است.
منبع : http://www.imi.ir

شبكه هوشمند برق

 شبكه هاي هوشمند توزيع نيرو، شبكه هاي به هم پيوسته دو سويه اي مي باشند كه در آن اطلاعات نقش بنيادي در فرايند توزيع انرژي ايفا مي نمايد.

توزيع هوشمند نيرو سامانه هاي مبتني بر تركيب فناوري اطلاعات و ارتباطات با توانمندي هاي پردازشي رايانه ها و سيستم هاي الكتريكي مي باشد. ارتقا سيستم هاي كنوني سخت افزاري غير هوشمند به شبكه هاي دو سويه توزيع شده كارآمد و اقتصادي كه در آن بهره وري سرمايه گذاري هاي انجام شده در صنعت برق به طرز چشمگيري بالا مي رود، از اهداف اصلي هوشمند سازي شبكه مي باشد. بالا رفتن ضريب اطمينان و پايداري شبكه از اهداف ديگر

بكارگيري اين فناوري مي باشد. بطور خلاصه نيازمندي هاي زير لزوم تغييرات بنيادي را باعث گرديده است:
 
- شبكه توزيع خودبازياب “Self Healing Grids
·   شبكه اي با ضريب اطمينان بالا و داشتن امنيت ذاتي در كليه سطوح
·   كنترل غير متمركز و فراگير با استفاده از گسترده از حسگرها و لوازم اندازه گيري
 
- شبكه توزيع نيروي برق كم هزينه “Economical Grids
·   استفاده بهينه از دارايي هاي با ارزش با بكارگيري مفهوم پاسخ به درخواست “Demand Response
·   توزيع غير سلسله مراتبي توليد نيروي برق و بهرگيري از توليد پراكنده نوعاً توسط مصرف كنندگان
·   اتوماسيون گسترده و كاهش دخالت عامل انساني
 
- شبكه توزيع نيروي برق دوستدار محيط زيست
·   تجميع و متنوع نمودن منابع انرژي
·   مديريت آلاينده ها و دي اكسيد كربن
 
در سامانه توزيع هوشمند نيروي برق “Smart Grid” نه تنها داده ها به صورت دوسويه از شبكه به مشترك و بالعكس منتقل مي گردد، بلكه جريان انرژي نيز دو سويه مي گردد و شبكه مي تواند بالقوه متشكل از هزاران توليد كننده و فروشنده خرد برق Electricity Retailer باشد. اين فروشندگان از طريق منابع تجديدپذير انرژي “Reusable Energy Sources” (RES) مانند سلول هاي خورشيدي، گرماي زمين و يا از طريق ذخيره انرژي در ساعات و يا ايام كم بار (و البته ارزان) و فروش آن در ساعات پربار (و صد البته گران) وارد بازار خرده فروشي برق شوند. لذا در SG با دو شبكه جديد آشنا مي شويم:
·   ريز شبكه توزيع برق Micro grids
· شركت توزيع برق مجازي“Virtual Utility” (و يا بازار مجازي برق) “Virtual Electricity Market 
بازار مجازي برق در واقع مفهومي مشابه مدل اينترنتي است كه در آن انرژي از هر منبعي صرفنظر از شيوه توليد، خواه ژنراتورهاي سنتي يا منابع تجديدپذير انرژي باشند، عرضه و در هر نقطه دلخواهي در شبكه به مصرف مي رسد. بديهي است تحقق چنين آرماني بدون بهره گيري از فناوري هاي پيشرفته اطلاعات و ارتباطات (ICT) ميسر نمي گردد.

 

نصب و راه اندازي سنسورهاي هوشمند بر روي تمام عناصر كليدي شبكه توزيع و برقراري شبكه ارتباط دو سويه، ادغام و هماهنگسازي سامانه AMI با ساير نرم افزارهاي كاربردي مركز (OfficeBack-end)، درگاهPortal” خدمات رساني مشتركين (OfficeFront-end) و سامانه هاEnterprise Resource Planning و خدمات صوتي به مشتركين، نصب سيستم هاي نرم افزاري تشخيص خرابي بلادرنگ، تنظيم بار، قطع و وصل جريان برق بصورت انبوه در عين حال انتخابي، همسويي و ادغام با شبكه هاي كنترل بلادرنگ توزيع و فوق توزيع مانند SCADA و تبادل اطلاعات در راستاي تعامل كامل در شبكه از جمله فعاليت هاي اصلي جهت برپايي شبكه كامل توزيع هوشمند نيروي برق مي باشد. بكارگيري و خريد انرژي از توليدكنندگان خرد نوعاً مبتني بر انرژي هاي تجديد پذير و منابع ذخيره فراگير (مانند انرژي ذخيره شده در خودروهاي الكتريكي در ساعات اوج مصرف) و نيروگاه هاي تركيبي نيرو و گرماCombined Heat and Powerو برقراري ارتباط دو سويه داده اي و انرژي با اين توليد كنندگان از مصاديق ديگر شبكه هوشمند خواهد بود.

 

شبكه هاي هوشمند توزيع برق(smart grid)

امروزه صنعت برق، نه تنها با فراهم كردن منابع جهت برآورده سازي انرژي مورد تقاضا صنايع مواجه هستند، بلكه از طرفي حداقل سازي و كاهش اثراتي كه بشر بر روي محيط در ارتباط با توليد اين انرژي دارد نيز يكي ديگر از موارد مورد توجه مي باشد و Smart Gridراه حلي براي اين چالش است كه سود و بازدهي بسيار زيادي دارد. براي سمت مصرف كنندهSmart Gridبدين معني است كه آنها مي توانند بروي مصرف خود مديريت هوشمندانه انجام دهند تا در ساعات پيك كه قيمت انرژي گران مي باشد، هزينه كمتري بپردازند و براي كارشناسان محيط زيست، اين شبكه بمعني استفاده از تكنولوژي جهت كمك به حل تغييرات مضر آب و هوايي و اجتناب از توليد گازهاي كربن بيش از اندازه مي باشد و براي همكاران صنعت برق پيك سايي و تصميم گيري هوشمندانه و ارائه اطلاعات دقيق از وضعيت شبكه است.

شبكه هاي هوشمند توزيع انرژي الكتريكي يكي از جديدترين تكنولوژي هاي روز دنيا و حاصل سعي و تلاش متخصصين جهت مدرنيزه نمودن شبكه هاي توزيع و ورود به قرن ديجيتال است . اصلي ترين هدف ، تأمين برق مطمئن و پاسخگوئي به نيازهاي رو به رشد مشتريان با كمترين خسارت به محيط زيست است . اولين شبكه هوشمند جهان در مارس 2008 معرفي گرديد و شهر بالدر ايالت كلرادو آمريكا موفق به دريافت عنوان اولين شهر با شبكه توزيع برق هوشمند گرديد هدف طراحان با بكارگيري تكونولوژي هوشمند حول سه محور اصلي مشتركين ، تجهيزات و ارتباطات مي باشد . تكنولوژي هوشمند توانايي ايجاد تغييرات اساسي در توليد ، انتقال ، توزيع و استفاده از انرژي الكتريكي به همراه منافع اقتصادي و محيطي دارد كه در نهايت به برآورده نمودن نيازهاي مشتريان و در دسترس بودن برق مطمئن و پايدار ختم مي شود . از طرف ديگر سيستم مي تواند با استفاده از اطلاعات جمع آوري نموده در مواقع بحراني ، تصميم گيري نمايد و از خاموشي هاي ناخواسته جلوگيري كند

مزاياي شبكه هاي هوشمند
به طور خلاصه مزاياي شبكه هاي هوشمند به شرح ذيل است :
- پيك سايي كه نتيجه اصلي بكارگيري شبكه هوشمند به همراه تكنولوژي هاي پيشرفته در پست هاي توزيع و منازل مشتركين است .
- كاهش مصرف سوخت هاي فسيلي كه در نتيجه كاهش پيك و تلفات انرژي به همراه كاهش افت خطوط توزيع بدست مي آيد .
- كاهش در تعداد مشتركين كه خاموشي دارند، اين امر نتيجه مهم توانايي پيش بيني كردن و يا به صورت بالقوه جلوگيري كردن از قطع برق و پاسخ موثر در صورت قطع برق جهت رفع عيب است .
- كاهش سرمايه گذاري مورد نياز براي پروژه هاي توزيع و انتقال به جهت بهبود بالانس بار و كاهش در بار پيك بدليل مديريت پيشرفته ديماند
- كاهش هزينه ها كه منتج از قطع و وصل از راه دورمشتركين مي باشد

كاهش زمان خاموشي مشتركين
جلوگيري از قطع برق مشتركين، فاكتور اصلي رضايت مندي مشتركين است .شبكه توزيع هوشمند به سرعت وسايلي را كه احتمالاً موجب خطا در شبكه توزيع مي شوند را شناسايي و از مدار خارج مي كند و همچنين جريان نشتي را به سرعت مشخص مي كند و مكانهايي كه نياز به حضور نيرو جهت اصلاح شبكه را دارند به سرعت اعلام مي كند. استفاده از نرم افزارهاي پيشرفته اندازه گيري سريعاً مشتركين را كه خارج از سرويس هستند ،را مشخص مي كند . فراهم نمودن چنين اطلاعاتي براي پرسنل اتفاقات كه در محل خاموشي هستند، بسيار ذي قيمت بوده و بازده عملكردرا بسيار بالا مي برد .

شبكه هاي توزيع هوشمند با استفاده از راه حل هاي ذيل زمان خاموشي مشتركين را كاهش مي دهند

- تنظيم مجدد سيستم با كمك گرفتن از سوئيچ هاي اتوماتيك هوشمند كه هماهنگ با پست هاي هوشمند هستند .
- تشخيص از راه دور فالت
- تعيين اندازه و محل بار خارج شده از مدار از راه دور و بصورتReal Time
- كنترل از راه دور توليدات پراكنده انرژي و تجميع آنها جهت استفاده
- تشخيص از راه دور قطع و وصل شبكه

منافع شبكه توزيع هوشمند براي مشتركين

با توجه به طبيعت متغير انرژي هاي تجديد پذير كه عموماً نيروي باد مي باشد، مشتركين جهت انتخاب نياز به اطلاعات ميزان توليد آن و در دسترس بودن آن دارند، تا با توجه به درآمدشان و اولويت هاي زيست محيطي انتخاب صحيح انجام دهند كه اين امر نياز به آموزش و توانمند ساختن مشتركين و آماده سازي بستر فرهنگي دارد، لذا بايستي در اين زمينه نيز سرمايه گذاري مناسبي انجام شود. نرم افزارهاي قيمت گذاري بلادرنگ به مديريت تقاضا كمك مي كنند، تا هر زمان كه برق گران است قيمت خرده فروشي را افزايش دهند و هنگامي كه قيمت برق پايين است قيمت خرده فروشي را كاهش دهند .
به هر حال ، مردم با اين گونه نرم افزارها آشنايي ندارند ولي اكنون سيستمي طراحي شده است كه مصرف انرژي مشترك را بر اساس تنظيمات خود (كه توسط مشترك انجام شده است) بر اساس قيمت و زمان كنترل مي كند . اين سيستم ها مشتركيني را كه نگران محيط زيست خود هستند قادر به كنترل منبع توليد انرژي مي كند و مي توانند از آن نوع انرژي استفاده كنند كه آسيب كمتري به محيط زيست وارد مي كند .

كاهش 2.5 درصدي در مصرف انرژي ، آزاد سازي گازco2 را به ميزان يك ميليون تن كاهش ميدهد.
كاهش هزينهBilling و هزينه سرويس دهي به مشتركين نرم افزارهاي پيشرفته اندازه گيري قادر به خواندن اتوماتيك كنتورها با دقت بالا و بهبود بخشيدن به كارائي مراكز Call centerهستند. موارد ذيل قابل پيش بيني و تحقق هستند
كاهش هزينه هاي مرتبط با افزايش بازده قرائت كنتورها
- %50 كاهش در نيروي انساني كه نياز به قرائت دوره اي كنتورها بوده است .
كاهش تماسها باCall center يك ميليون دلار منافع ساليانه
منافع سالانه حاصل از جلوگيري سرقت انرژي 10 تا 20 ميليون دلار
قطع و وصل از راه دور 5 تا 10 ميليون دلار منافع حاصل از عدم مراجعه تكنيسين

تلفات خطوط انتقال و توزيع كه حاصل از امپدانس هادي ها و عملكرد شبكه كم بازده است كه در حال حاضر بين 8 تا14 درصد است، با كاهش اين تلفات ، نيروگاهها مي توانند در سطح توليد پايين تر قرار گيرد و در نتيجه آلودگي كمترمي شود . شبكه توزيع هوشمند، ما را قادر به محاسبه و حداقل سازي تلفات خطوط با بوجود آوردن بالانس بهينه بين ولتاژ و فركانس و توان راكتيو مي سازد.
كاهش 20 درصدي تلفات خطوط انتقال ميزان توليد را500000 تن در سال كاهش مي دهد .

شبكه توزيع هوشمند از روشهاي زير براي كاهش تلفات سيستم استفاده مي كند :

در مدار قرار دادن بانك هاي خازني از راه دور براي كاهش جريان مورد نياز براي توان راكتيو
اندازه گيري ضريب توان مشتركين در ترانس هاي توزيع
بالانس بار با استفاده از اتوماسيون توزيع
كنترل و به مدار آوردن منابع انرژي توليد پراكنده(DG)

بهينه سازي سرمايه

شبكه توزيع هوشمند ما را قادر به آگاهي از سلامت و اطمينان شبكه مي نمايد . جمع آوري و انتقال داده ها سيستمي را بوجود مي آورد كه قادر است تصميم گيري اتوماتيك انجام دهد . نتيجه اين عمل، قابليت بهره برداري بهينه از سرمايه است كه دلايل آن عبارتند از :
اجتناب از خرابي ها با تعويض به موقع كابل ها ، تجهيزات ،پست ها و ترانس هاي توزيع
تنظيم ديناميكي ترانس ها براي كمك به تعويق سرمايه گذاري در اين زمينه
افزايش عمر تجهيزات توليد كه از سرمايه گذاري مجدد جهت توليد انرژي مورد نياز جلوگيري مي كند .

 
نتايجي كه از راه اندازي شهر نمونه بدست آمده است به شرح ذيل است :
* كاهش سرمايه مورد نياز در زير ساخت هاي توزيع و پست ها حدود 1200000 دلار در سال
* كاهش هزينه هاي نگهداري ترانس هاي توزيع حدود 30000000 دلار در سال
* كاهش هزينه نگهداري ترانسهاي فشار ضعيف به ميزان 1000000 دلار در سال

پروژه پيشنهادي جهت اجرايSmart Grid

با توجه به بررسي هاي بعمل آمده توسط كارشناسان جهت پياده سازي اين شبكه ، فازبندي پروژه به شكل زير پيشنهاد گرديد :
فاز اول شامل نصب تجهيزات اوليه جهت تست موردي و ايجاد منطقه نمونه – فاز دوم توسعه فاز اول و شروع به كار سيستم

فاز اول
- نصب تجهيزات جهت منطقه نمونه شامل تعويض 15000 كنتور (خانگي ، صنعتي و روشنايي معابر) ، بهينه سازي 2 پست توزيع و 5 فيدر منشعب از آن
- راه اندازي پرتال جهت مديريت مصرف انرژي و اطلاعات كامل مصرف

فاز دوم
- نصب تجهيزات شبكه توزيع و انتقال باقيمانده ( 2 پست توزيع ، 20 فيدر و 35000 مشترك)
- نصب تجهيزات اتوماسيون در منازل
- فعال سازي پرتال جهت استفاده تمام مشتركين
- استفاده از توليدات پراكنده شامل باد ، خورشيد ، اتومبيلهاي برقي و مديريت آنها

منبع :http://elecamp.org

تبلیغات اینترنتی / پاپ اپ / اگهی اینترنتی / اگهی رایگان / لیزر / لیزر حرارتی / عکس / بازی / عروس / دکتر / مشاور املاک /