Akıllı Şebekelerde Koruma; Günümüzde artmakta olan enerji ihtiyacına paralel olarak mevcut şebekelere yeni istasyonlar ve yeni tüketiciler eklenmektedir.
20.yy’dan bu yana hemen hemen aynı prensiple çalışan şebekelere 21.yy’a ait ağ ve bilgisayar teknolojileri eklenerek geleceğin şebekeleri Akıllı Şebekeler (Smart Grids) oluşturulmaktadır.
Bir akıllı şebekenin bileşenleri ve teknolojileri, Amerika Enerji Departmanı (DOE) ’na göre bazı yapıları içermelidir.
Bu yapılar akıllı üretim, akıllı dağıtım, akıllı sayaçlar, bütünleştirilmiş haberleşme ve ileri kontrol metotlarından oluşmaktadır.
Hali hazırda kullanılmakta olan geleneksel şebekelerde birçok sorunla karşılaşılmaktadır.
Bu sorunlardan en başlıcaları hata tespitlerinin manuel olarak yapılıyor olması, bağımsız gerilim regülasyonu, optimize edilmemiş güç akışı ve kısmi güç yönetimidir.
Akıllı şebekelerin kullanılması ile gerçek zamanlı hata tespiti ve uzaktan kumandalı anahtarlamalar, gerçek zamanlı güç yönetimi ve kayıpları azaltmak amacıyla dinamik simülasyonlar gerçekleştirimektedir.
Modern şebeke altyapıları birbirine bağlı şekilde dizayn edilmiştir. Herhangi bir noktadaki değişim çok kısa sürede geniş bir alanı etkileyebilmektedir ve bu etki şebekeye çok daha fazla hasar verebilmektedir.
Bu sorunu çözmek için yetersiz hale gelen altyapının oluşturduğu dezavantajlar ortadan kaldırılmalı ve geliştirilmiş şebeke çözümleri sunulmalıdır.
Akıllı Şebekelerde Koruma – Şebeke Arızaları
Şebekede meydana gelmesi muhtemel arızaları algılama ve anında müdahale için güvenilir bir haberleşme sistemine ihtiyaç duyulmaktadır.
Sistemin güvenilirlik, etkinlik ve verimliliğini arttırmak için haberleşme sistemi de aynı şekilde güvenilir ve etkin bir şekilde çalışmalıdır.
Akıllı şebekelerin en önemli alt başlıklarından birisi olan haberleşmenin güç sistemlerine dahil edilmesi sonucunda arzu edilen güvenilir şebekeler elde edilecektir.
Akıllı şebekelerin bize sunduğu diğer bir avantaj ise sayaç okuma sistemleridir. 2008 yılında Amerika Birleşik Devletleri’ndeki ev tüketicileri için %6 oranında olan akıllı sayaçların 2012 yılında %89 seviyesinde olması öngörülmektedir.
Akıllı sayaçların yaygınlaşması ile birlikte tüketicilerin talep ettiği enerji daha detaylı bir şekilde analiz edilebilecek ve akıllı fiyatlandırma yapılabilecektir.
Akıllı şebekelerin en önemli getirilerinden birisi ise sistemde meydana gelebilecek hatalar esnasında ortaya çıkmaktadır.
Tepki süresi çok hızlı olan sistemlerin kullanımı ile birlikte bir noktadaki hatanın şebekenin kalan kısmını etkilemesinin önüne geçilecektir.
Yüksek hızlı koruma ve uzaktan kontrol ile istenilen güvenilir sonuçlar elde edilecektir.
Akıllı şebekelerde hata yeri tespiti yapıldıktan sonra enerjinin sürekliliğini sağlama ve tüketiciyi enerjisiz bırakmama amacı ile çeşitli çözümler sunulmaktadır.
Şebeke Koruma Sistemleri
Akıllı şebekelerde koruma alt başlığı sistemde meydana gelebilecek hataları öngörme temeli üzerine kurulmaktadır.
Sistemde bulunan elemanlar önceden simüle edilerek çalışma koşulları ve yüklenme koşullarına göre koruma algoritmarları geliştirilmektedir.
Hava durumu, ani yüklenme gibi olayların analizi ile sistemlerin yapılandırılması gerçekleştirilmektedir.
Sistem simülasyonları bu aşamada büyük önem taşımaktadır. Kurulan şebeke modellerinde oluşması muhtemel hata durumları incelenerek çözümler geliştirilmektedir.
Bu hata olayları kısa devre ve aşırı akım gibi şebekede oluşması muhtemel arızaları içermekte buna ek olarak hata anından sonra tüketicinin enerjisiz kalmasını önlemek adına çalışmalar yapılmaktadır.
Gelecekte akıllı şebekelerin kullanıma geçip yayılması ile birlikte enerji kesintisi problemi ortadan kalkacaktır.
Bu aşamada yapılan çalışmalar temel niteliği taşımaktadır. Sisteme entegre olacak alternatif enerji kaynakları ve dağıtık üretim tesisleri(Distributed Generation) ile birlikte şebekede kayıplar azalacaktır.
Alternatif enerji kaynakları ve dağıtık üretim tesislerinin modellemesi ile birlikte koruma sisteminin gerçekleştirilmesi gelecekte kullanılacak olan akıllı şebeke altyapısını oluşturacak ve daha yeşil enerji elde edip kullanımına olanak tanıyacaktır.
Elektrik Mühendisi