هوش مصنوعی جای خطوط برق را میگیرد؟ روایت IEA از آینده شبکهها
آژانس بینالمللی انرژی اعلام کرد هوش مصنوعی میتواند با پیشبینی، شناسایی اختلالات، تشخیص مشکلات، شبیهسازی و بهینهسازی، به اپراتورهای شبکه کمک کند تا از ظرفیت موجود شبکه بیشتر استفاده کنند و اتصال منابع جدید تولید، ذخیرهسازی و مصرف را سرعت دهند.
به گزارش برقمدیا، آژانس بینالمللی انرژی (IEA) در گزارش جدید خود با عنوان «مدرنسازی شبکهها در عصر برق» اعلام کرد شبکههای برق جهان در شرایطی قرار گرفتهاند که توسعه زیرساختهای جدید بهدلیل هزینه بالا و زمان طولانی ساخت، دیگر بهتنهایی پاسخگوی رشد تقاضای برق نیست.
این آژانس در این گزارش، دیجیتالیسازی، فناوریهای افزایشدهنده ظرفیت شبکه و هوش مصنوعی را سه ابزار مکمل برای استفاده بهتر از شبکههای موجود معرفی کرده است.
هوش مصنوعی چگونه به شبکه برق کمک میکند؟
بر اساس گزارش آژانس بینالمللی انرژی، هوش مصنوعی میتواند در بخشهای مختلف برنامهریزی و بهرهبرداری شبکه مورد استفاده قرار گیرد.
این فناوری میتواند برای پیشبینی تقاضای برق، تولید، وضعیت آبوهوا، ازدحام شبکه و فشار واردشده بر تجهیزات به کار گرفته شود.
همچنین AI میتواند خرابیها، خطرات ناشی از پوشش گیاهی، ناهنجاریهای سایبری، نوسانات شبکه و فرسودگی تجهیزات را شناسایی کند.
در مرحله بعد، این فناوری قادر است علت مشکلات و محدودیتهای شبکه را تشخیص دهد و برای اقدام اصلاحی، گزینههای مختلف را بررسی و اولویتبندی کند.
آژانس بینالمللی انرژی همچنین استفاده از هوش مصنوعی برای شبیهسازی شرایط اضطراری و بهینهسازی نحوه بهرهبرداری از شبکه را مورد توجه قرار داده است.
۳۳۰ گیگاوات ظرفیت جدید با استفاده بهتر از شبکه موجود
یکی از مهمترین یافتههای گزارش IEA این است که استفاده از فناوریهای دیجیتال و فناوریهای افزایشدهنده ظرفیت شبکه میتواند امکان اتصال تا ۳۳۰ گیگاوات ظرفیت جدید تولید، ذخیرهسازی و مصرف برق را بدون تقویت فیزیکی شبکه فراهم کند.
این ظرفیت تقریبا معادل مجموع ظرفیت نصبشده تولید برق فرانسه و کره جنوبی است.
به گفته آژانس بینالمللی انرژی، اگر قرار بود همین ظرفیت از طریق توسعه فیزیکی شبکه ایجاد شود، حدود ۱۰۰ میلیارد دلار سرمایهگذاری نیاز داشت.
در این میان، هوش مصنوعی بهتنهایی عامل ایجاد این ظرفیت نیست، بلکه در کنار فناوریهایی مانند ظرفیتدهی پویا، بهینهسازی توپولوژی شبکه و کنترل پیشرفته جریان برق به اپراتورها کمک میکند ظرفیت پنهان شبکه را شناسایی و با اطمینان بیشتری از آن استفاده کنند.
شبکه برق دیگر نمیتواند با ظرفیتهای ثابت اداره شود
یکی از تغییرات مهم مورد تأکید IEA، عبور از مدیریت سنتی شبکه بر اساس ظرفیتهای ثابت است.
برای مثال، میزان برقی که یک خط انتقال میتواند با ایمنی منتقل کند به عواملی مانند دمای محیط، سرعت باد و شرایط واقعی تجهیزات بستگی دارد.
فناوری «ظرفیتدهی پویا» میتواند این محدودیت را بهصورت لحظهای محاسبه کند. در نتیجه، زمانی که شرایط محیطی اجازه دهد، شبکه میتواند برق بیشتری را از همان خط عبور دهد.
از سوی دیگر، بهینهسازی توپولوژی میتواند با تغییر نحوه آرایش شبکه، جریان برق را از خطوط پرترافیک به مسیرهایی با ظرفیت آزادتر منتقل کند.
کنترل پیشرفته جریان برق نیز میتواند برق را به سمت مسیرهای کمبارتر هدایت کند.
AI همین حالا هم وارد شبکههای برق شده است
گزارش IEA نشان میدهد استفاده از هوش مصنوعی در صنعت برق صرفاً یک فناوری آیندهنگرانه نیست.
اپراتورهای شبکه در کشورهای مختلف هماکنون از AI در زمینههایی مانند پیشبینی، تعمیر و نگهداری، بازرسی خطوط و برنامهریزی شبکه استفاده میکنند.
برای نمونه، اپراتور فرانسوی RTE از AI برای بررسی شرایط اضطراری شبکه استفاده کرده و سرعت این فرآیند حدود ۲۰ برابر بیشتر از ارزیابی دستی گزارش شده است.
در هند نیز یک پلتفرم مبتنی بر AI برای پاکسازی دادههای قدیمی شبکه و ایجاد نقشههای پویا به کار گرفته شده که در مناطقی با کمبود دادههای قدیمی، سرعت برنامهریزی شبکه را حدود ۸۰ درصد افزایش داده است.
در بریتانیا نیز استفاده از AI برای پیشبینی تولید خورشیدی از سوی NESO، صرفهجویی سالانه حدود ۳۰ میلیون پوند در هزینه ذخیره رزرو برق را برآورد کرده است.
اما کنترل لحظهای شبکه هنوز خط قرمز است
با وجود ظرفیت بالای AI، IEA تأکید میکند که استفاده از این فناوری برای کنترل لحظهای و ایمنی شبکه هنوز با احتیاط زیادی انجام میشود.
دلیل این موضوع صرفاً دقت مدلهای هوش مصنوعی نیست. زمانی که تصمیم AI مستقیماً بر عملکرد شبکه و امنیت آن اثر میگذارد، موضوعاتی مانند قابلیت توضیح نتایج، امکان ممیزی، امنیت سایبری، مسئولیتپذیری و وجود سیستمهای پشتیبان قطعی اهمیت پیدا میکنند.
بر اساس دادههای جمعآوریشده از ۲۵ اپراتور شبکه در مطالعه IEA، حدود ۷۰ درصد اپراتورهای مورد بررسی استفاده گستردهای از AI برای تعمیر و نگهداری دارند، اما سهم اپراتورهایی که از AI در عملیات لحظهای شبکه استفاده میکنند تنها ۲۳ درصد است. IEA تأکید میکند این نمونه کوچک است و نتایج آن را نباید از نظر آماری نماینده کل صنعت جهان دانست.
از پیشبینی تا «تصمیمگیری» با AI
گام بعدی در توسعه هوش مصنوعی در شبکه، استفاده از AIهای عاملمحور (Agentic AI) است.
این سیستمها بهجای انجام یک وظیفه مشخص، میتوانند یک هدف را در چند مرحله دنبال کنند؛ برای مثال شرایط شبکه را بررسی کنند، گزینههای مختلف را شبیهسازی کنند و مجموعهای از اقدامات اصلاحی را برای تأیید اپراتور پیشنهاد دهند.
با این حال، IEA میگوید این فناوریها هنوز عمدتاً در مرحله اثبات مفهوم یا پروژههای آزمایشی قرار دارند و جایگزین نظارت انسانی نشدهاند.
از سوی دیگر گزارش IEA به یک رابطه دوطرفه میان AI و صنعت برق اشاره میکند.
از یک طرف، هوش مصنوعی میتواند به بهینهسازی شبکه و افزایش بهرهوری آن کمک کند؛ اما از طرف دیگر، دیتاسنترهایی که زیرساخت هوش مصنوعی را تأمین میکنند، به یکی از منابع رو به رشد تقاضای برق تبدیل شدهاند و میتوانند در مناطقی که شبکه با محدودیت مواجه است، به افزایش ازدحام شبکه منجر شوند.
بنابراین مسئله فقط این نیست که چگونه از AI برای مدیریت برق استفاده کنیم؛ بلکه صنعت برق باید برای تأمین برق مورد نیاز توسعه خودِ هوش مصنوعی نیز آماده باشد.
رشد انفجاری پژوهشهای AI در شبکه برق
روند پژوهش نیز نشان میدهد توجه به این حوزه بهسرعت در حال افزایش است.
بر اساس دادههای IEA و اداره ثبت اختراع اروپا، تعداد خانوادههای بینالمللی ثبت اختراع مرتبط با هوش مصنوعی در شبکههای برق در پنج سال منتهی به ۲۰۲۲ بیش از ۵۰۰ درصد رشد کرده و AI اکنون فعالترین حوزه ثبت اختراع در میان فناوریهای دیجیتال توانمندساز شبکه به شمار میرود.
گزارش جدید آژانس بینالمللی انرژی در نهایت یک تغییر نگاه را پیشنهاد میکند:
برای افزایش ظرفیت شبکه برق، همیشه لازم نیست ابتدا خط جدید ساخت.
بخشی از ظرفیت شبکههای موجود در زمانها و نقاط مختلف بلااستفاده میماند و با داده بهتر، پایش لحظهای، فناوریهای افزایشدهنده ظرفیت و هوش مصنوعی میتوان بخشی از این ظرفیت را آزاد کرد.
البته IEA تأکید میکند این فناوریها جایگزین توسعه فیزیکی شبکه نیستند و جهان همچنان به ساخت خطوط و زیرساختهای جدید نیاز دارد؛ اما استفاده هوشمندانهتر از شبکه موجود میتواند در فاصله زمانی میان افزایش تقاضا و ساختهشدن زیرساختهای جدید، ظرفیت بیشتری در اختیار سیستم برق قرار دهد.