Download "ELEKTRİK DAĞITIM SEKTÖRÜNDE SAYAÇ OTOMASYON SİSTEMİ, ENERJİ KALİTESİ ve TALEP TAHMİNİ UYGULAMALARI"
1 ELEKTRİK DAĞITIM SEKTÖRÜNDE SAYAÇ OTOMASYON SİSTEMİ, ENERJİ KALİTESİ ve TALEP TAHMİNİ UYGULAMALARI Ali CESUR Bülent KARAERİK Ünver TOKTAŞ Metin DOĞAN Görkem HERDEM Kayseri ve Civarı Elektrik T.A.Ş. ÖZET Serbestleşen elektrik piyasası şartlarına daha iyi uyum sağlamayı hedefleyen elektrik dağıtım şirketleri için kontrol ve denetim mekanizması anlamlarına gelen Sayaç Otomasyon Sistemleri (AMR-Automatic Meter Reading) vazgeçilmez bir uygulama olmaktadır. Sayaç otomasyon sistemleri personel ve ulaşım maliyetlerinin düşürülmesi, tahakkuk işlemlerinin hızlandırılması, tahsilat sürelerinin kısaltılması kaçak enerji kullanımının azaltılmasının yanında işlevsellik anlamında da tüketilen enerjinin uzaktan takibi, uzaktan kontrol etme, denetleme ve izleme gibi faydaların yanında Piyasa Mali Uzlaştırma Merkezinede veri akışı sağlayabilmektedir. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumunun yayınlamış olduğu Dağıtım Yönetmeliği, Dengeleme ve Uzlaştırma Yönetmeliği, Talep Tahminleri Yönetmeliği çerçevesinde elektrik dağıtım şirketlerinin sadece elektrik enerjisi sağlayan kuruluşlar olmak yerine bunun yanında müşterilerine sağladığı enerjinin sürekliliği, kalitesi ve hizmetin kalitesi ilede belli kriterlere uymak zorunluluğu bulunmaktadır. Piyasa faaliyetlerinde karar verme sürecinin temelini de talep tahmini oluşturmaktadır. Bu yasal zorunluluklar ve temel gereklilikler çerçevesinde, gelişen teknolojiyi yakından takip eden Kayseri ve Civarı Elektrik T.A.Ş. 18. dağıtım
2 görev bölgesinde gerçekleştirdiği Sayaç Otomasyon Sistemi ve Enerji Kalitesi İzleme Sistemi ile dağıtım sektöründe bir ilke imza atmıştır. Bu proje ile alınan enerjinin tamamı satılan enerjinin ise %70 lik bir kısmı uzaktan okunarak kontrol ve denetim altına alınmıştır. AMR kapsamına yüksek tüketimli abonelerin alınması öncelikli tercih biçimi olmakla beraber yakın gelecekte bütün aboneler tüketim ve coğrafi özelliklerine özgü teknolojik çözümler çerçevesinde sisteme dahil edilebilecektir. GİRİŞ Son yıllarda ülkemizde enerji sektöründe önemli gelişmeler ve serbestleşme yaşanmaktadır. Rekabete açık serbest bir piyasa düzenine doğru hızlı ilerlemeler olmakta ve yeni mevzuatla sektör bileşenlerinin görev ve sorumluluk sınırları somut kriterler ışığında yeniden belirlenmektedir. Elektrik piyasasındaki bu yeni oluşum süreci içerisinde elektrik dağıtım şirketlerine her açıdan pek çok sorumluluklar yüklenmekte, rekabetçi piyasa içerisinde ekonomik ve yüksek kalitede enerji ve hizmet sunabilmek amacıyla, yeni ve teknolojik yatırımlar yapmak gerekmektedir. Bu yeni yasal düzenlemeler ve EPDK nın piyasaya yön veren yönetmelikleri ışığında, KCETAŞ birçok teknolojik yatırım gerçekleştirmektedir. Bu teknolojik yatırımlardan birisi olan Sayaç Otomasyon Projesi iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada tüm TEİAŞ enerji alış noktaları ile 95 adet yüksek tüketimli müşteriler, GSM ve PSTN haberleşme teknolojisi kullanılarak, ikinci aşamada ise 380 adet yüksek tüketimli müşteri GPRS- İnternet haberleşme teknolojisi ile otomasyon kapsamına alınmıştır. Ayrıca yine birinci aşamada tüm TEİAŞ enerji alış noktaları ile 45 adet yüksek tüketimli müşterilerin enerji kalitesi verileri, PSTN ve GSM haberleşme teknolojileri kullanılarak uzaktan takip ve denetim altına alınmıştır. Sistem bünyesinde bulunan Talep Tahmini Yazılımı ile Sayaç Otomasyon Sistemi veritabanına dayalı olarak TEİAŞ enerji alış noktaları ve yüksek tüketimli müşterilerin tüketim ve güç tahminleri yapılabilmektedir. Proje kapsamında kullanılan sayaçlar EPDK nın Elektrik Piyasasında Kullanılacak Sayaçlar Hakkındaki Tebliğinde belirtilen şartları sağlamakta ayrıca yük profili verebilmekte, sayaçta oluşan hertürlü olaylar (ön kapak, klemens kapağı açıldı, faz sırası hatası, gerilim yok, akım yok vs.) bilgilerini algılayarak gerçek zaman saati ile kayıt edebilmektedir. Ayrıca sayaçlar
3 güç kalitesine yönelik olarak herfaz için gerilim, akım, gerilim ve akım faz açısı, güç faktörü, frekans, her faz için akım ve gerilime ilişkin toplam harmonik distorsiyonu gibi ölçümleride yaparak zaman etiketi ile kayıt etmektedir. Sayaçlar üzerinde kayıt edilen bütün bilgiler sahadan GPRS-İnternet, GSM ve PSTN haberleşme teknolojileri kullanılarak şirketimiz hizmet binasında kontrol merkezinde oluşturulan veritabanına kaydedilmektedir. Kontrol merkezine gelen bütün veriler burada mantıksal açıdan analiz edilerek, Şirket bünyesinde çalışan farklı modülerle paylaşılmaktadır. Bu sayede sayacın olduğu yere personel gönderilmeden sayaçların uzaktan okunması ve otomatik faturalama, saha elemanlarını yönlendirebilecek iş emirlerinin otomatik olarak üretilmesi gibi işler gerçekleştirilmektedir. Ayrıca sistem sayesinde müşterilerin tüketimlerine ait yük profilleri hazırlanmakta, yük profili ve faturalama bilgileri internet ortamından müşterilerin kullanımına açılmaktadır. Bu bilgiler ışıgında geleceğe yönelik olarak kısa ve uzun vadede talep tahminleri yapılmaktadır. İleriye dönük yatırımlar için maliyet analizi yapılabilmekte ve böylece doğru yatırımların yapılmasına katkı sağlanmaktadır. Enerji kalitesi cihazları ile dağıtım yönetmeliği esaslarına uygun olarak fliker, voltaj çökmesi-yükselmesi, kısa-uzun süreli kesintiler, transient (birkaç milisaniyeden daha kısa süren ani voltaj çökmesi ), voltaj dengesizlikleri (simetrik bileşenler), her faza ilişkin akım ve gerilim harmonikleri, frekans, güç faktörü (cos φ) gibi ölçüm sonuçlarını EN standartlarına uygun olarak analiz ederek raporlar ve grafikler alınmaktadır. SAYAÇ OTOMASYON SİSTEMİ TOPOLOJİSİ Sayaç Otomasyon Projesi içerisinde kullanılan sayaçlar ve yazılım sayaç okuma sistemlerinde en yaygın kullanılan IEC haberleşme protokolünü kullanmaktadır. Ayrıca sistem içerisinde PSTN, GSM ve GSM/GPRS modemler kullanılmakta olup, bütün modemler şeffaf haberleşme yapabilmektedir. Bu sayede sahada bulunan sayaçların marka, model ve haberleşme protokolünden bağımsız olarak haberleşilebilmektedir. Sistemde bulunan herbir ölçüm noktası ile haberleşme sıklığı istenilen şekilde ayarlanabilmektedir. Herhangi bir sayaçtan daha az yada daha fazla bilgi okunması, daha sık yada daha seyrek okunması için gereken değişiklikler kontrol merkezinden kolayca ayarlanabilmektedir.
4 Sahada bulunan sayaçlarda oluşan yük profilleri, sayaç olay kayıtları ve enerji kalitesi ölçüm değerleri günlük okuma, faturalamaya esas değerler ise ayda birkez okunacak şekilde konfigüre edilmiştir. Bu veriler Şekil 1 deki topolojik yapıdada gösterildiği gibi 108 noktada PSTN modemler vasıtasıyla PSTN hatlar üzerinden (Şekil 2), 13 noktada GSM modemler aracılığı ile GSM kanalı üzerinden (Şekil 3) ve 380 noktada da GSM/GPRS modemleri vasıtası ile GSM kanalı üzerinden GPRS-İnternet haberleşme teknolojisi (Şekil 4) kullanılarak kontrol merkezine ulaşmaktadır. Kontrol Merkezinin güvenliği Firewall ve gelişmiş antivirüs yazılımları ile sağlanmaktadır. Uzak kullanıcılar internet üzerinden yerel kullanıcılar ise LAN üzerinden sisteme erişebilmektedir. Şekil 1: KCETAŞ Sayaç Otomasyonu Genel Topolojik Yapısı
5 Şekil 2:PSTN İle Haberleşme Şekil 3: GSM İle Haberleşme Şekil 4:GPRS İle Haberleşme, FARKLI HABERLEŞME TEKNOLOJİLERİNİN İŞLETME MALİYETLERİNİN ve HABERLEŞME BAŞARIM ORANLARININ KIYASLANMASI PSTN, GSM ve GPRS-İnternet haberleşme teknolojilerinin işletme maliyetleri açısından kıyaslandığında en ekonomik çözümün GPRS-İnternet teknolojisi olduğu tesbit edilmiştir. Haberleşme başarımı olarak ise GSM heberleşmenin, GPRS-İnternet
6 tekniğine yakın olmakla beraber bir miktar farkla daha iyi performans gösterdiği görülmektedir. Bunun temel sebeplerinden biride GSM şirketlerinin şebekelerinde sese öncelik tanımasından kaynaklanmaktadır. Şekil 5 te bir ölçüm noktası için üç farklı haberleşme metoduna göre, aylık sayaç okuma maliyetleri ile haberleşme başarım oranları görülmektedir. GPRS İNTERNET GSM PSTN AYLIK HABERLEŞME MALİYETİ (YTL) HABERLEŞME BAŞARIM ORANLARI (%) Şekil 5:Farklı Haberleşme Teknolojilerinin Maliyet ve Başarım Kıyaslaması KCETAŞ SAYAÇ OTOMASYON SİSTEMİNİN GENEL ÖZELLİKLERİ Sayaçlarda oluşan faturalama, olay, yük profili ve enerji kalitesi bilgilerinin 500 ölçüm noktasından toplanması Haberleşme teknolojisi olarak 3 farklı (GSM, PSTN, GPRS-İnternet) tekniğin kullanılması Verilerin yerel veritabanında (oracle) saklanması Verilerin e-iş projesi kapsamında farklı modülerle paylaşılması, diger modüllerden ihtiyaç duyulan bilgilerin alınması (entegrasyon) Verilerin internet üzerinden uzak kullanıcılara LAN üzerinden yerel kullanıcılara ulaştırılması
7 Verilerin Dengeleme ve Uzlaştırma Merkezine gönderilebilmesi Sistemin aynı anda birden çok kullanıcı tarfından kullanılabilmesi Farklı marka sayaçlarla haberleşilebilmesi İstenirse farklı tür enerji sayaçlarından (gaz, su, vs) değişik verilerin işlenebilmesi Verilerin değiştirilebilir ve yapılmış değişikliklerin izlenebilir olması Hızlı veri aktarımı yapılabilmesi (excel, ascii, vs.) Sistemdeki bütün sayaçların senkronize edilebilmesi Portföye yeni bir abone eklenebilmesi, varolan bir abonenin portföyden çıkartılabilmesi, Her ölçüm noktasından alınan bilgilerin seçilebilmesi, filtre edilebilmesi, yük profili ölçüm ve raporlama peryotlarının istenilen zaman dilimine ayarlanabilmesi, Sisteme uzaktan yönetim ve bakım yapılabilmesi KCETAŞ Sayaç Otomasyon Sisteminin sahip olduğu özelliklerdir. [5,6] SONUÇ Elektrik Dağıtım Sektöründe faaliyet gösteren KCETAŞ, Dağıtım Yönetmeliği ile yüklenen sorumlulukları yerine getirmek, yüksek tüketimli müşteriler ve TEİAŞ enerji alış noktalarını kontrol altında tutmak için GPRS-İnternet haberleşme teknolojisi kullanılarak ölçüm altyapısını yenilemiştir. Sayaç Otomasyon Sisteminde kullanılan sayaçların IEC haberleşme protokolünü kullanması, modemlerin şeffaf haberleşme sağlayabilmesi, düşük işletme maliyetli GPRS-İnternet haberleşme teknolojisinin kullanılması, tüm piyasada bulunan farklı marka ve model sayaçlarla haberleşen esnek ve raporlama modülüne sahip AMR yazılımı kullanılması en uygun çözümdür. Bu çerçevede kurulan KCETAŞ Sayaç Otomasyon Sistemi ve Enerji Kalitesi İzleme Sistemi faturalama maliyetlerinin azaltılması, abone yönetim maliyetlerinin azaltılması, tahakkuk işlemlerinin hızlandırılması, kişi insiyatifinin ortadan kaldırılarak personel hatalarının sistemi etkilemesinin önüne geçilmesi, etkin bir denetleme mekanizması ile kaçak enerji kullanımının azaltılması, enerji kalitesinin tesbiti ile şebekenin kaliteli enerji kriterlerine uygunluğunun sağlanması için gerekli çalışmaların yapılabilmesi gibi birçok açıdan fayda
8 temin etmektedir. Bu doğrultuda EPDK nın yönetmeliklerine uygun oluşturulan veriler istenildiğinde EPDK ya sunulmak üzere sistemimizde arşivlenmektedir. Bunun yanında piyasa faaliyetlerine karar verme sürecinin temelini AMR sistemi ile oluşturulan veritabanına dayalı olarak yapılan talep tahmini oluşturmaktadır. Talep tahminleri kısa (günlük, haftalık, aylık), orta (mevsimlik, yıllık) ve uzun (birkaç yıllık) vadeli olarak yapılmakta olup, uzun vadeli talep tahmini strateji ve yatırım planlamada esas teşkil ederken, orta vadeli talep tahmini ikili anlaşmalar tesis ederken, kısa vadeli talep tahminleri dengesizlik pozisyonlarının yönetilmesi ve ilave kısa vadeli ikili anlaşmalar yapılması ve gün öncesi veya gerçek zamanlı dengeleme piyasasında verilecek tekliflerin hazırlanmasında ana girdiyi oluşturmak  amacıyla kullanıma sunulmuştur. KAYNAKLAR 1.EPDK, Elektrik Piyasası Dağıtım Yönetmeliği 2.EPDK, Elektrik Piyasasında Kullanılacak Sayaçlar Hakkında Tebliğ 3.Güneş, C., Sandalkhan, B., Elektrik Piyasasında Ticari Uygulamalar, Ankara Aralık EPDK, Elektrik Piyasası Dengeleme ve Uzlaştırma Yönetmeliği 5.KCETAŞ 2005 Yılı Yıllık Faaliyet Raporu 6.KCETAŞ AMR Teknik Şartnamesi
Eskiden sadece sayaçların başına gidilerek gerçekleştirilebilen ve endeks değerlerinin kaydedilmesinden ibaret olan sayaç okuma işlemleri günümüz teknolojisinin sunduğu imkanlar neticesinde çok farklı