راهکارهای جلوگیری از قطعی برق استان‌های گرم کشور

مرکز پژوهش‌های مجلس به‌دنبال خاموشی‌های گسترده‌یی که در استان سیستان و بلوچستان روی داده گزارشی تهیه کرده که در آن به علل خاموشی و راهکارهای جلوگیری از آن پرداخته است.

در گزارش این مرکز آمده است که در روزهای اخیر، مشترکان برق شاهد خاموشی‌های گسترده در سطح استان سیستان و بلوچستان بوده‌اند که این امر منجر به آثار زیانبار اقتصادی، اجتماعی و رفاهی شده است. این گزارش بر آن است که به بررسی علل بروز خاموشی در استان پرداخته و راهکارهای موثر جهت پیشگیری از بروز مجدد حوادث را ارائه می‌کند. در بخش نخست این گزارش، علل بروز خاموشی در این استان در بخش‌های تولید، انتقال و توزیع تبیین شده است. بخش دوم، نگاهی عمیق‌تر و دقیق‌تر به علل رخداد خاموشی در این استان افکنده است. در بخش سوم و بخش پایانی، به ترتیب راهکارهایی جهت بهبود وضعیت موجود و نتیجه‌گیری ارائه شده است.

به گزارش  بازتاب به نقل از تعادل ، این نهاد پژوهشی با اشاره به این نکته که علل اختلال در برق‌رسانی به مشترکان از دو منظر: 1. کمبود ظرفیت در سیستم قدرت (سطح تولید یا سطح انتقال و توزیع)؛ 2. ضعف در تاب‌آوری سیستم قدرت در سرویس‌دهی به مشترکان در شرایط غیرعادی قابل بررسی است‌، می‌افزاید: در حالت اول، سرمایه‌گذاری در امر توسعه سیستم قدرت مورد توجه قرار می‌گیرد و ناکافی بودن آن عموما به صورت تدریجی و در گذر زمان نمودار می‌شود. به‌عنوان مثال آثار زیان‌بار کاهش سرمایه‌گذاری در احداث نیروگاه در سالی مشخص، حدود 2 الی 3سال بعد به‌صورت خاموشی‌های برنامه‌ریزی شده یا برنامه‌ریزی نشده نمایان می‌شود، لکن در حالت دوم، مشکلات موجود در رعایت استانداردهای طراحی شبکه، انجام تعمیرات و نگهداری از سیستم و نوسازی ادوات فرسوده، به یک‌باره و در هنگام بروز خطا خود را نشان می‌دهد. به‌عبارت دیگر میزان تاب آوری سیستم در هنگام بروز خطا به‌دلیل مشکلات مذکور کاهش یافته و خاموشی رخ می‌دهد.

این مرکز در گزارش خود آورده است که ‌پیش از ورود به بحث در باب نقش هر یک از بخش‌های زنجیره تامین برق (تولید، انتقال و توزیع)، لازم است شرایط آب و هوایی در این استان در هنگام بروز خاموشی‌های اخیر بررسی شود. زیرا شرایط آب و هوایی علاوه بر اینکه موجب تغییر شرایط زندگی می‌شود، روی عملکرد سیستم تامین برق و احتمال رخداد حادثه اثر مستقیم دارد. مرکز پژوهش‌های مجلس با اشاره به وضعیت دمایی استان از تاریخ 6/3/1396 الی 12/3/1396 می‌افزاید: دامنه دمای استان در هفته نشان داده شده در جدول از بیشترین دما با 7/51 درجه سانتی‌گراد تا کمترین دما با 4/16 درجه سانتی‌گراد تغییرات در سطح استان داشته است که دمای حداکثر را شهرستان راسک و دمای حداقل را زاهدان پشت سر گذاشته است. این درحالی است که در ایام مشابه سال گذشته، رکورد بیشترین دما برابر 47 درجه برای زهک و کمترین دما را با 18 درجه سانتی‌گراد در زاهدان تجربه کرده است. یکی از علل اهمیت دما برای صنعت برق، افزایش مصرف انرژی الکتریکی به سبب ورود بار سرمایشی به شبکه است. برآوردهای کشوری نشان می‌دهد که تغییرات دما بین 14 الی 24 درجه سانتی‌گراد بر بار شبکه اثری نداشته و در تابستان در دمای بین 25 تا 40 درجه سانتی‌گراد میزان افزایش بار به ازای هریک درجه افزایش دما متوسط معادل 450 مگاوات و در دمای بالاتر از 40درجه به‌دلیل اشباع سرماسازها کمتر از 300مگاوات است و اختلال در سرویس‌دهی به مشترکان برق استان سیستان و بلوچستان در روزهای اخیر ناشی از کمبود توان تولیدی نبوده است. زیرا اولا تمام نیروگاه‌های استان شامل نیروگاه‌های کنارک، ایرانشهر، زاهدان و بمپور با آمادگی کامل درحال تولید بوده اند؛ ثانیا در صورت نیاز، کمبود توان از طریق خط 400 کیلوولت بیرجند – زاهدان و 230 کیلوولت بمپور – کهنوج قابل تامین بوده است. تامین نیاز مصرف این استان در زمان اوج بار در اواخر تیرماه 1395 تاییدی بر این مدعاست، زیرا دمای برخی شهرهای استان در زمان مذکور تقریبا مشابه وضعیت دمایی به هنگام بروز خاموشی اخیر بوده است. شایان ذکر است که در سال 1395 در زمان اوج مصرف شبکه، استان مزبور 1199 مگاوات نیاز مصرف داشته که 285 مگاوات آن از طریق شرکت‌های برق منطقه‌یی خراسان) معادل 194 مگاوات)، کرمان (معادل 75مگاوات) و هرمزگان (معادل 16مگاوات) تامین شده و مابقی از طریق نیروگاه‌های موجود در استان تامین شده است. ازاین‌رو، هرچند ظرفیت نیروگاه‌های استان کمتر از نیاز مصرف اوج بار استان است، امکان تامین توان از استان‌های همجوار وجود دارد، لذا با توجه به شرایط دمایی، آمادگی نیروگاه‌ها و وجود امکان تبادل برق با مناطق همجوار می‌توان گفت که این استان با کمبود توان مواجه نیست.

این نهاد پژوهشی با تاکید بر این نکته که اختلال در سرویس دهی به مشترکان متاثر از مجموعه‌یی از عوامل است که باید در بخش‌های مختلف زنجیره تامین انرژی الکتریکی آن را مورد بررسی قرار داد می‌نویسد: با عنایت به اینکه بخش تولید و انتقال شبکه قدرت قادر به تامین نیاز مصرف این استان از طریق استان‌های همجوار است، رخداد خاموشی در این استان را باید در سطح شبکه توزیع مورد بررسی قرار داد. خاموشی‌های اخیر در استان سیستان و بلوچستان ناشی از عوامل فنی و غیرفنی موجود در شبکه توزیع بوده است.

بنا بر این گزارش، یکی از تفاوت‌های اصلی شرایط آب و هوایی استان در زمان حداکثر نیاز مصرف سال 1395 و زمان خاموشی اخیر، شدت وزش باد استان است. در روزهای اخیر سرعت وزش باد در این استان بین 70 تا 90 کیلومتر در ساعت بوده و گاه به بیش از 90 کیلومتر بر ساعت رسیده است. این نکته شایان ذکر است که بروز خرابی در خطوط هوایی شبکه توزیع به‌شدت متاثر از سرعت وزش باد است. وزش باد شدید در استان منجر به برخورد درختان با شبکه برق فشار متوسط و ضعیف شده است. همچنین گرمای ناشی از پرباری خطوط و بالطبع افزایش دما و طول هادی در کنار گرمای ناشی از تابش مستقیم نور آفتاب از یکسو و شدت وزش باد شدید ازسویی دیگر، منجر به بروز اتصال کوتاه و همچنین پارگی سیم‌ها شده است. در چنین شرایطی، سیستم‌های حفاظتی برای جلوگیری از آسیب رساندن به تجهیزات استان فعال شده و اختلال و خاموشی در این استان را پدید آورده است. بنابراین عامل فنی قطع برق در استان بروز حوادث ناشی از وزش باد و اتصالی در سیم‌های شبکه توزیع بوده است. به علاوه افزایش بار سرمایشی، به دلیل افزایش بی‌سابقه دما در این استان، در روزهای اخیر ازدیاد بار روی شبکه توزیع و افت ولتاژ در این استان را سبب شده است. حداکثر افت ولتاژ بلندمدت برای شبکه فشار متوسط 5درصد و برای شبکه فشار ضعیف 10درصد است. در صورت فراتر رفتن افت ولتاژ از مقدار استاندارد اعمال خاموشی ازسوی بهره‌بردار شبکه، به‌عنوان یک عامل غیرفنی قطع برق، اجتناب‌ناپذیر می‌شود. زیرا طولانی شدن مدت زمان افت ولتاژ شبکه آثار زیان باری روی وسایل برقی مشترکان به‌ویژه وسایل موتوردار می‌شود. گرم شدن بیش از حد موتورها و بروز خستگی عایقی در آنها و در نتیجه کاهش عمر آنها، کاهش کیفیت محصول تولیدی و در نتیجه هدررفت مواد اولیه، کاهش میزان راندمان تجهیزات و در نتیجه افزایش اتلاف انرژی و در نهایت پرداخت بهای برق بابت استفاده ناکارآمد از برق، نمونه‌هایی از آسیب‌های ناشی از افت ولتاژ بلندمدت است.

علل خاموشی در استان

این بازوی پژوهشی مجلس در ادامه گزارش خود می‌‌آورد که پیشتر به علل رخداد خاموشی از دو زاویه فنی و غیرفنی پرداخته شد. این علل نیز معلول عواملی است که عنایت به آنها برای یافتن راه‌حل‌های موثر در برون رفت از وضع پیش آمده الزامی است. هر دو دسته علل یاد شده ریشه در چگونگی توزیع جمعیت در استان سیستان و بلوچستان دارد. جدول 1 نشان‌دهنده چگونگی توزیع جمعیت در این استان در مقایسه با دیگر استان‌هاست. این جدول نشان می‌دهد این شرکت توزیع با یکی از پراکنده‌ترین مشترکین در سطح استان روبه‌روست. پهناور بودن این استان از یکسو و کمی نفوس و پراکندگی جمعیت در سطح این استان سبب شده است این استان دارنده یکی از بلندترین شبکه‌های توزیع کشور باشد. به‌طور قطع طولانی بودن شبکه توزیع در کنار شدت غیرعادی وزش بادهای 120 روزه حاکی از باال بودن احتمال بروز خطاهای مکانیکی و در نتیجه اختلال در برق‌رسانی به مشترکان است.

ازسویی دیگر طولانی بودن شبکه، زیاد بودن افت ولتاژ بلندمدت در این استان را رقم زده است. افت ولتاژ در شبکه‌های توزیع متاثر از عواملی چون، نوع هادی، طول شبکه، بار شبکه و غیره است. جدول 2 سهم طول شبکه شرکت‌های توزیع از کل شبکه‌های توزیع کشور و مقدار حداکثر نیاز مصرف همزمان را نشان می‌دهد. مشخصات مربوط به طول و حداکثر نیاز مصرف استان سیستان و بلوچستان در مقایسه با استان‌هایی چون خراسان رضوی، اصفهان، فارس و تهران تقریبا مشابه است، لکن هنگام حداکثر نیاز مصرف هیچ یک از استان‌های مزبور با پدیده افت ولتاژ به‌شدتی (زمان و مقدار افت ولتاژ)که در این استان رخ می‌دهد، روبه‌رو نمی‌شوند. این امر حکایت از کمبود سرمایه‌گذاری و ضرورت توجه به آن در سطح شبکه توزیع استان دارد.

بنابر این گزارش، پراکندگی مشترکان برق در سطح استان (چهار مشترک بر کیلومترمربع) سبب شده است که این استان 6/4درصد از کل شبکه فشار متوسط و ضعیف را دارا باشد و در زمره طولانی‌ترین دارندگان شبکه فشار ضعیف و متوسط در کشور قرار گیرد. این امر موجب افزایش هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری از شبکه توزیع در این استان شده است. جدول 3 هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری به ازای هر مشترک در شرکت‌های توزیع را برحسب هزینه‌های مرتبط در استان گیلان نشان می‌دهد. همان‌طور که ملاحظه می‌شود با افزایش تعداد مشترکان در واحد سطح، هزینه‌های شرکت افزایش می‌یابد. علت آن است که با افزایش تراکم مشترک در استان هزینه بین مشترکان بیشتری سرشکن می‌شود.

راهکارها و پیشنهادها

این مرکز در مورد راهکارها می‌نویسد: راهکارهای متعددی برای مقابله با آثار زیانبار عوامل طبیعی و فنی بروز خاموشی در شبکه‌های توزیع کشور پیشنهاد شده است. باید توجه داشت که اجرایی کردن هر یک از راه‌حل‌های موجود نیازمند صرف حداقل یک سال زمان و سرمایه‌گذاری کافی است. در ادامه، به اختصار راه‌حل‌هایی که می‌توان برای بهبود وضعیت استان سیستان و بلوچستان اتخاذ شود، ارائه شده است. شایان ذکر است، بررسی میزان اثربخشی هر یک از راه‌حل‌ها، مزایا و معایب آنها و همچنین یافتن کارآمدترین راه‌حل نیازمند تلاشی جداگانه است.

یکپارچه‌سازی بخش حاکمیتی برق

درحال حاضر تولید، انتقال و توزیع برق در استان‌ها دارای متولی‌های مجزا هستند. این امر سبب شده است تصمیم‌گیری‌های مقتضی جهت تامین برق مناطق نیز جداگانه باشد. همچنین در هنگام بروز نابسامانی در تامین برق مشترکان مردم با تشتت پاسخ‌های داده شده از سوی مسوولان روبه‌رو می‌شوند. طبعا در چنین شرایطی نباید انتظار شفافیت در باب علل رخداد نابسامانی‌های پیش آمده داشت. طبق صدر اصل چهل وچهارم قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران، تامین برق به عهده دولت است. بدیهی است، در قالب این تعریف در هر استان باید نماینده دولت برای تامین این سرویس وجود داشته باشد که در قبال استاندار و مردم پاسخگوی مستقیم باشد. وجود این مسوول در هر استان مغایرتی با واگذاری بخش تصدیگری دولت در امور برق بخش خصوصی ندارد.

مدیریت یکپارچه برای تولید، انتقال و توزیع برق هر استان می‌تواند جوابگوی مشترکان و استاندار باشد. نبود یک متولی برای پاسخگویی باعث اعزام وزیر نیرو به استان می‌شود که کاملا غیرعادی به‌نظر می‌رسد. بنابراین بهتر است وزارت نیرو به جای ایجاد شرکت‌های دولتی و گسترش سازمان‌های دولتی و در نتیجه افزایش بهای تمام شده برق نسبت به یکپارچه‌سازی بخش حاکمیتی برق طبق صدر اصل چهل وچهارم اقدام کند.

به‌کارگیری تولید پراکنده و پنل‌های خورشیدی

تولید پراکنده عبارت از واحدهای تولید برق کوچکی است که در محل یا نزدیکی محل مصرف به کار گرفته می‌شود. یکی از دلایل استفاده از تولیدات پراکنده مقابله با افت ولتاژ و کاهش ازدیاد بار روی شبکه توزیع بوده است با عنایت به گازرسانی به استان، استفاده از مولدهای تولید پراکنده گازسوز میسر خواهد بود. ازسویی دیگر استفاده از پنل‌های خورشیدی خانگی از نیاز به توان دریافتی از شبکه توزیع می‌کاهد و در نتیجه وضعیت افت ولتاژ در شبکه را بهبود می‌بخشد. شایان ذکر است، همزمانی برق تولیدی پنل‌های خورشیدی و اوج مصرف در روز، نشان‌دهنده اثربخش بودن این راه‌حل در کاهش بار شبکه در هنگام اوج مصرف است.

ارتقای شبکه توزیع استان

منظور از ارتقای شبکه توزیع، نوسازی تجهیزات، افزایش ظرفیت پست‌های توزیع، تغییر در پیکربندی شبکه، به کارگیری رگلاتور ولتاژ برای فیدرها، خازن‌گذاری در شبکه و غیره است. شرایط بهره‌برداری نظیر ازدیاد بار، فرسودگی تاسیسات و تجهیزات را به دنبال داشته است. لذا باید به تامین اعتبار جهت نوسازی و افزایش ظرفیت پست‌های توزیع این استان توجه ویژهای شود. تغییر در پیکربندی شبکه با هدف کمینه نمودن افت ولتاژ در نقاط مختلف شبکه راه‌حلی ابتکاری است که وابسته به متغیرهایی چون روند توسعه شهری، میزان اعتبار موجود و… است. همچنین به کارگیری رگلاتور ولتاژ و خازن‌گذاری در شبکه توزیع این استان راهکار دیگری جهت بهبود وضعیت ولتاژ در این استان است.

تبدیل شبکه توزیع هوایی به شبکه توزیع زمینی

شبکه‌های توزیع زمینی نسبت به حوادث طبیعی) توفان، سقوط اشیا و… (تاب‌آوری بیشتری داشته و وزش توفان منجر به بروز اتصالی در آنها نمی‌شود. به علاوه، به دلیل ثبات نسبی دمای زمین، ظرفیت بارگذاری آنها در شرایط اوج گرما کاهش نمی‌یابد. شایان ذکر است شبکه‌های توزیع زمینی در برابر آسیب‌های ناشی از انسان) دزدی و… نیز آسیب‌پذیری بسیار اندکی دارند.

نتیجه‌گیری

خاموشی روزهای اخیر در استان سیستان و بلوچستان که هزینه‌های اقتصادی و اجتماعی فراوانی را سبب شده است عمدتا ریشه در بخش توزیع شبکه برق استان دارد، زیرا ظرفیت سیستم تولید و انتقال کفایت لازم را داراست. افت ولتاژ و ازدیاد بار روی تاسیسات شبکه توزیع به علت افزایش بی‌سابقه دما در این استان از یکسو و شدت وزش باد و بروز خطا در شبکه ازسویی دیگر علل خاموشی‌های گسترده‌ای در این استان بوده است. راهکارهایی در این خصوص پیشنهاد شده است تا از پدیدار آمدن آسیب‌های مشابه در آینده جلوگیری شود. این راه‌حل‌ها شامل تغییر ساختار و یکپارچه‌سازی بخش حاکمیتی برق، بررسی لزوم دستورالعمل تعمیرات و نگهداری، تبدیل خطوط هوایی به خطوط زمینی، به کارگیری از تولیدات پراکنده و پنل‌های خورشیدی خانگی و توسعه شبکه توزیع انرژی است. انتخاب راه‌حل وابسته به متغیرهایی چون میزان اثربخشی مطلوب، زمان، اختصاص اعتبار و غیره است که این خود نیازمند تلاش جداگانه‌یی است. ازسویی دیگر دولت باید شرایط متفاوت این استان نسبت به دیگر استان‌ها و آثاری که روی هزینه اجرای پروژه‌ها دارد را بپذیرد و تمام توان خود را برای ارائه راه‌حل‌های مختص این استان به‌کار گیرد.