Dünyanın ilk dinamik şebeke kontrol merkezi

Yeni bir karma enerji yapısına geçiş, enerji şebekesini daha dinamik hale getiriyor. Siemens, mevcut kontrol merkezi teknolojisinin ek fonksiyonları ne ölçüde kapsayabileceğini ve hangi noktada yepyeni yapılara ve mimarilere ihtiyaç duyulacağını belirlemek üzere tasarlanan büyük bir araştırma projesini koordine etti.

ünümüzde enerji şebekeleri, yenilenebilir enerji kaynaklarından gelen dalgalı yoğunluklar ve HVDC (yüksek gerilimli doğru akım) iletimi gibi yeni ve son derece dinamik dağıtım sistemlerinden dolayı, 20 yıl önceye kıyasla çok daha dinamik. Kontrol merkezleri, şebekeyi daha verimli bir şekilde kontrol edebilmek için yeni destek sistemlerine ihtiyaç duyuyor. Siemens, üç üniversite ve iki Fraunhofer enstitüsü ile iş birliği içinde ve devlet desteğiyle son üç yıldır yürüttüğü DynaGridCenter projesinde bu sistemleri geliştirdi ve test etti. Siemens Enerji Yönetimi Bölümü Enerji Şebekelerinin İşletilmesi ve Korunması Danışmanlık Birimi Yöneticisi Rainer Krebs, süreçten son derece memnun ve “Böylece, enerji geçişini yönetebileceğiz” diyor. Araştırma sonuçlarının gelecekte Almanya’da güvenilir ve verimli bir elektrik şebekesi oluşturulmasına önemli ölçüde katkıda bulunacağından Krebs’in hiç şüphesi yok. Bu aynı zamanda dinamik kontrol merkezinin, Ağustos 2018’de Almanya hükümeti tarafından sunulan Enerji Şebekesi Eylem Planı’nın ana bileşenlerinden biri olmasını da sağlayacak. Günümüzde temel sorun, henüz verimli bir şekilde entegre edilemeyen yenilenebilir enerji kaynaklarından gelen aşırı kapasitelerin ve daha küçük elektrik üreticilerinden gelen beslemenin yol açtığı dalgalanmaların, enerji şebekesinde eşit olmayan yük dağılımına neden olması. Bu da, kontrol merkezlerinde şebekeyi izleyen ve uzaktan kontrol eden, geliştirilmiş bir kontrol ve regülasyon teknolojisini zorunlu kılıyor. Krebs, şu ana kadar geliştirilmiş olan programları, araç destek sistemlerine benzetiyor: “Her sistem zaten kendi başına şebeke güvenilirliğini artırıyor, ancak bu sistemleri birleştirmek, bizi geleceğin dinamik kontrol merkezine ulaştıracak.” Araştırılan sistemlerin önümüzdeki birkaç yıl içinde aşamalı olarak sunulması planlanıyor.

Enerji şebekeleri için geliştirilmiş izleme

Şebekeyi daha yakından izlemeye yönelik teknolojiler halihazırda uygulanıyor. Fazör ölçüm birimleri (PMU) olarak adlandırılan birimler, her 20 milisaniyede bir akımın ve voltajın yüksekliğini ve faz açısını aktarıyor. Bu sayede, oldukça dinamik bir bileşen ekleyerek daha öncesinde saniyeler içinde iletilen ölçülmüş verileri tamamlıyorlar. Şebekedeki PMU’lar ortak bir zaman kaynağına senkronize ediliyor ve bu da PMU’ların doğrudan birbirleriyle karşılaştırılmasını sağlıyor. Böylece şebekedeki istenmeyen titreşimler ve çok hızlı geçici etkiler ortaya çıkarılıyor. Yeni destek sistemleri, Ilmenau Teknik Üniversitesi’ndeki bir laboratuvar şebeke kontrol merkezinde test edilecek. Bu merkez, Magdeburg’daki Otto-von-Guericke Üniversitesi tarafından işletilen simüle edilmiş bir elektrik şebekesine bağlı. Krebs, “Şimdiye kadar, şebekede kesintilere yol açabilecek bu tehlikeli, dinamik süreçler yalnızca tedbirlerle önlenebiliyordu” diyor. Bunu yapabilmek için şebeke operatörleri, tıkanmaları önlemek üzere enerji santrallerinin zaman çizelgelerine müdahale ediyor. Bu yeniden dağıtım işlemi ise yılda 1 milyar Euro’ya mal oluyor. Oysa hatları optimum şekilde kullanmak ve yalnızca aşırı yüklenmeleri düzeltmek için müdahale etmek daha kolay ve daha da önemlisi, düşük maliyetli bir işlem. Yeni izleme ve kontrol programları, öncelikle aşırı yüklenmelerin oluşturduğu tehlikeli durumları görünür hale getiriyor, ikinci olarak da gerekli önlemleri insanlardan çok daha hızlı şekilde başlatabiliyor. 

Geleceğin şebekesi sergileniyor

Krebs, araştırma projesinin geleceğin enerji şebekelerinin işleyişine yönelik birçok yeni bilgi kazandırdığını belirtiyor. Simüle edilen iletim hatlarından biri, Almanya’nın kuzey kıyısı açıklarından güneye uzanan rüzgar santralleri gibi uzun mesafelerde elektrik taşımak üzere kullanılan bir HVDC hattı. Örneğin, laboratuvarda simülasyonu yapılmış güç şebekesindeki HVDC hattının entegrasyonu ve regülasyonu bile beklenenden daha zor olmuş. Araştırma ağı tarafından geliştirilen tüm yeni destek sistemleri, Ilmenau Üniversitesi’nin kontrol merkezinde sergileniyor. InnoSys2030 adlı bir takip projesi, sistemlerin gerçek güç şebekelerinde çalışıp çalışmadıklarını kanıtlayacak. Diğer bir takip projesi ise enerji şebekelerinin dinamik dijital ikizi için yürütülecek.