Dağıtım Yönetimi Sistemleri

 

Yazı Dizisi-2

 

Gökhan İşbitiren

2. DMS Analitik Fonksiyonlar

DMS Analitik Fonksiyon Sistemi DMS yazılımının beynini oluşturur. Karmaşık bir yazılım ve algoritmalardan oluşan fonksiyon sistemi, operasyonları optimize eder ve karar verilmesine yardımcı olur. Bu sistem dağıtım ağındaki bütün teknik işlemlerin yürütülmesini sağlar. Bu işlemler ağ izleme ve kontrol, analiz, planlama ve eğitim olarak gruplanabilir.

Sistemde kullanılan bütün analitik fonksiyonlar dağıtım ağlarına yönelik özel algoritmalar kullanılarak geliştirilmiştir. Sistem, Ağ Model’ine ve karşılıklı olarak uyumlu fonksiyonlara dayanır ve modüler kütüphaneler şeklinde organize edilmiştir. Bu modüler organizasyon, güncellemeler, yeni fonksiyon eklemesi ya da sistemin kullanıcının yeni ihtiyaçlarına göre şekillendirilmesi işlemlerini kolaylaştırır.

2.1 Şebeke İzleme ve Kontrolü

Şebeke Modeli - DMS uygulamaları, şebekedeki istasyonları, fiderleri, dağıtım ağını ve ekipmanları kapsayan proje bölgeleri için ortak bir ağ modeline sahiptir. Bu model, DMS uygulamalarının altyapısını oluşturur, şebeke elemanlarının tanımlarını ve bu elemanlar arasındaki bağlantısallığı içerir.

Topoloji Analizörü – Dağıtım şebekelerinin topolojisiyle ilgili gerçeğe yakın öngörüler şebekelerin yönetimi için önemlidir. Topoloji analizörü fonksiyonu dağıtım şebekesinin topoloji analizlerini ve sistemin bağlanabilirliğini grafiklerle sunan bir araçtır. Ana görevleri:

Şebeke içinde belirlenmiş elemanı bulmak (trafo, kesici vs).

Şebeke elemanlarının besleme yollarını bulmak ve işaretlemek.

Şebeke elemanlarının durumlarını belirlemek ve işaretlemek.

Seçilen bir şebeke elemanından başlayarak beslemeden uzaklaşacak şekilde diğer şebeke elemanlarını bulup işaretlemek.

Seçili  fidere uygun komşu fiderleri bulmak (fidere alternatif beslemeler bulabilmek için).

Yerel ağ arama. Seçili şebeke elemanına ait fidere komşu olan birinci, ikinci vs. fiderleri bulmak.

Yük Akışı: Belirtilen şebeke ayarları, şebeke kaynağının gerilim büyüklüğü ve yükler için dağıtım şebekesinin durumunu (düğümlerdeki gerilim seviyeleri, trafolardaki ve fiderlerdeki akım değerleri, trafolardaki aktif ve reaktif güç kayıpları, vb.) hesaplar. Böylelikle kullanıcı için geliştirilmiş sistem farkındalığı sağlanır, varlıklar daha verimli kullanılabilir ve geliştirilmiş acil durum planlamaları yapılabilir.

Durum Tahmini: Şebekedeki yükler ve  durum değişkenleri (trafo ve fider bölümlerinin akım fazörleri, bütün fider bölümlerinde ve trafolardaki aktif ve reaktif güç kayıpları vb.) hakkında değerlendirme sunar. Geçmişe yönelik veriler: 1- bütün yük çeşitleri, bütün mevsimler ve 4 gün tipi (haftaiçi, Cumartesi, Pazar ve tatillerde)  için günlük yük profilleri (akım büyüklükleri ve güç faktörleri veya aktif ve reaktif güçler) 2– bütün dağıtım trafoları için azami yük (azami yük ve/veya azami güç) ve/veya bütün dağıtım trafoları üzerinden yapılan aylık elektrik enerjisi transferi.

Elektrik dağıtımında durum tahminindeki problem, dağıtım şebekesinde gerçek zamanlı verilerin yedekliliğinin 1.0’dan (0.2 – 0.3 civarında) küçük olmasıdır. Bu nedenle, “Durum Tahmini” birçok ‘gerçek olmayan gerçek zamanlı ölçüm’ tahmini yapmak ve yaratmak zorunda kalır; enerji tüketimiyle ilgili ‘tarihsel’ verilere ve ‘tipik yük diyagramları’ ve yerel ‘yük piki’ şeklinde ifade edilen göstergelere dayanan efektif bir durum tahmini algoritması [10] kullanır.

[7]’de, hesaplamalar gerçek ölçümlere ve istatistiklere dayalı farklı yük ve sezon içi sentetik yük eğrileri kullanılarak yapılmıştır. Bu yük eğrileri alçak gerilim müşteri kategorileri tanımlamak için kullanılmıştır. Sentetik yük eğrileri tanımlayarak, güvenilir bir ağ durum tahmini yapmak için gereken orta gerilim ölçüm sayısı azaltılabilir. Yapılan testlerde ortalama hata akım değerleri için yaklaşık %9 olarak bulunmuştur.

[3]’te, durum tahmini ile ilgili detaylar açıklanmış ve tahmin edilen değerin ölçülen değerden sapması farklı test durumları için gözlenmiştir. Bulunan sapma yaklaşık %10-%20 seviyelerinde olup, bu seviye DMS’in hata yönetimi ve optimizasyon ile  ilgili fonksiyonlarının iyi sonuçlar vermesi için kabul edilebilirdir.

Yük tahmininin performansının analiz şekli [8]’de açıklanmıştır. Bu analizde tarihsel verilerin doğruluğunun önemi özellikle vurgulanmış ve sonuçlarda gözlenmiştir. Testler sonucu, yapılan tahminlerin ölçülen değerlerden sapması ortalama %14 olarak bulunmuştur. Aynı testler bir ay sonra, şebekeden veriler toplandıktan ve sisteme tarihsel veri olarak girildikten sonra yapılmış ve yeni sapmanın %5 olarak bulunmasıyla performans artışı gözlenmiştir [8], [9].

Performans Endeksleri: İhlallerin tespiti, alarm durumları, şebeke performans raporu (güç enjeksiyonu, kayıpları, tüketimi, gerilim durumu ve sapması, aşırı yüklemeler vb.) performans endekslerini oluşturur.

Performans endeksleri ve enerji kayıpları sayesinde tüm şebekedeki güç ve enerji kayıplarını değerlendirmek veya her güç fonksiyonunun etkisini ayrı ayrı analiz etmek mümkündür [5].

Arıza Belirleme: Arızanın hangi fider bölümünde ya da bölümlerinde olduğunu hızlı bir şekilde tahmin edip belirleyebilir. Sistemdeki arızalı bölge bulunurken arıza tespit ekipmanları kullanılır (arıza bulucu, arıza kaydedici, röle vb.). Bu fonksiyon sayesinde kesintiler sırasında gelişmiş bir ekip verimliliği sağlanır ve SAIDI/CAIDI (sistem/müşteri ortalama kesinti süresi endeksi) azaltılır.

Arıza İzolasyonu:  Fider üzerindeki arızalı bölümün konumu ve izolasyonu için teknisyenlere önerilerde bulunur. Bu fonksiyonun sonucu uzaktan ve manuel olarak kontrol edilebilen kesicilerin anahtarlama operasyonlarıdır.

Tekrar Enerjilendirme:  Arıza tespiti ve izolasyonundan sonra enerjisiz kalan fider kısmının tekrar beslenmesi  için en uygun anahtarlama işlemi planını sunar.

[10]’da belirtildiği gibi kesintinin ortalama süresinin azaltılmasının faydası gerçek zamanlı modda ‘Hata Yönetimi’nin kullanılmasıyla ortaya çıkar. Bu çalışmada, DMS kullanan ancak düşük seviyede otomasyon kullanan çeşitli kuruluşlarda yapılan testlerde  kesinti süresindeki azalmanın 25 dakika; bunun da bu testlere göre toplam zamanda %50’lik azalma olduğu açıklanmıştır. Daha yüksek seviyede otomasyon kullanan şirketler için bu rakamlar yaklaşık 1-2 dakikalara kadar düşecektir. Yukarıda bahsedilen avantajların bir önemli sonucu da dağıtılmamış enerjinin azalmasıdır. Pratikte 25 dakika zaman tasarrufu, düşük seviye otomasyonlu şebekeler için, [10]’daki hesaplamalara göre 1.25 milyon dolarlık bir paraya karşılık gelir.

Anahtarlama Yönetimi: Bir anahtarlama dizisi, dağıtım sisteminin operasyon durumu değiştirilirken kullanıcı tarafından yürütülecek (manuel ya da otomatik olarak) anahtarlamanın önceden tanımlanmış listesidir. Anahtarlama Yönetim fonksiyonu yapılacak operasyonların manuel ya da otomatik oluşturulması, görüntülenmesi, analizi, anahtarlama emirlerinin modifikasyonu, arşivlenmesi ve yazdırılması gibi fonksiyonları sağlar.

‘Anahtarlama Yönetimi’ uygulaması gerçerli yapılandırmadan hedef yapılandırmaya geçilebilmesi için gereken en uygun anahtarlama operasyonunun belirlenmesi için kullanılır [10].

Yük Altında Anahtarlama analitik fonksiyonu yük altında ağı yeniden yapılandırma sürecinin simülasyonunu sağlar. Bu tip yeniden yapılandırmalar fider tedarik yolunun bir yönden diğerine (komşu fider ya da başka bir tedarik trafosu), iki fiderde de kesinti olmayacak şekilde, değiştirilmesini içerir.

‘Yük Altında Anahtarlama’ uygulaması belirli anahtarlama uygulamaları geçişlerinin yük altında mümkün olup olmadığını test etmek için kullanılır [10].

Yük Atma analitik fonksiyonu acil durumlarda kesilebilir yükün azaltılması ve/veya dağıtım sistemlerindeki ağ parçalarının bağlantısının kesilmesi ve bu şartlar yok olduktan sonra yükün yeniden yapılandırılması içindir. Eğer yükü kesilebilir yük grubundaysa dağıtım ağındaki her radyal orta gerilim fiderinin yükü tek bir komutla azaltılabilir. Yükün azaltılmasından sonra fonksiyon ağın işlemden etkilenen kısımlarını belirler ve istenilen zamanda geri  yükleme modeli  oluşturur. Bu uygulama Hindistan [17], Pakistan [18], ABD [19] ve diğer ülkelerde enerji kullanımının arttığı zamanlarda çokça uygulanmaktadır.

Geçici Elemanlar: Teknikerlerin veritabanında değişiklik yapmadan ve DMS’i yeniden başlatmadan ağ yapısına geçici değişiklik uygulamalarına olanak sağlar. Geçici değişiklikler ağ üzerinde sürekli bir hale gelebilir (hattın kesilmesi, yedek geçici besleme hattı, hatalı bölümün topraklanması, geçici jeneratörler vb.) veya problem çözüldükten sonra kaldırılabilir.



Bundan sonraki yazımızda  “Şebeke Analizi, Operasyon Planlaması ve Optimizasyonu, Şebeke Gelişim Planlaması ” anlatılacaktır