ELEKTRİK ENERJİSİ ÖLÇME SİSTEMİNDE:YENİ NESİL SAYAÇLAR

a.

a

a iı iı

UCUZ, BASİT ve bütün dünya da tasarımı aynı olan elektro mekanik sayaç, bu yüzyılın en dayanıklı teknik cihazlarından biridir. Teknik olarak pratik bir alter natifi olmadığı için, bu yüzyıl boyun ca üstünlüğünü korumuştur. Ancak çok basit ve olanakla rının kısıtlı olması, elektrik kurumlarının daha güvenli ve ucuz enerji sağlama ça balarında, yönetim, teknik ve ekonomik yönlerden ye tersiz kalmıştır.

ELEKTRİK ENERJİSİ ÖLÇME SİSTEMİNDE

Y ENİ NESİL SAY AÇLAR

Bu kısıtlamalardan biri, elektrik urumlarmın, müşterilerin elektrik nerjisini kullandıkları andaki fiyatı Imelerini sağlayacak etkin bir fiyat ekanizmasını kurma çabalarında arattığı zorluktur. Bu teknik yeter izlik, kurumlan uzun periyotlarda abit tutulan tek tip tarifeleri uygula aya zorlamaktadır. Bu yüzden, pu ıt zamanlarında müşterileri az enerjiyi kullanmaya zorlamak müm kün olmamaktadır. Dolayısıyla, sü rekli ve güvenilir bir elektrik enerjisini garanti etmek için, planlama ve işlet me sırasında gereğinden fazla ye dek (sıcak yedek) tutulmakta ve üre tim, iletim ve dağıtım için kullanılan teçhizat maliyetleri azaltılamamakta dır.

Ancak, günümüzde elektrik endüstri si, büyük bir politik ve teknolojik bas kı altındadır. Rekabet ve daha çok seçim olanağı yaratarak, daha dü şük maliyetlere daha iyi servis vere bilmeyi sağlamak amacıyla, özelleş | tirme yasal hale getirilmiştir. Bu politik değişim, hem üretim ve hem de iletim teknolojileri gelişiminin du rakladığı bir döneme rastlamaktadır. Günümüzde, gelişmiş mikroelektro nik ve haberleşme teknolojilerinin kullanılmasıyla, maliyet düşürme olanakları yaratılabilir.

[ özelleştirmenin ortaya atılması, yeni

ekonomik düşünceler meydana ge

| tirmektedir. Finansman uzmanları,

üreticilerle ve müşteriler, elektrik fi

yatlarının belirsizliğini önleyecek ve

ilerdeki talebe göre yeni santral yatı

rımlarına önceden karar vermeye

imkan sağlayacak şekilde uzun süre

li sözleşmeler yaptıkları takdirde, ka

bul edilebilir ve ekonomik bir ticari

R. A. Peddle evirt: Uğur ERTAN"

sistemin oturtulabileceğini iddia edi | yorlar.

t (')IEE REVJEWOcak 1992 Önce birkaç konuya işaret etmek ge ng A.Ş%Teknik Planlama Koordinatörü rekir. Birincisi, elektrik fiyatları belir

299 M Ü H E N D İ S L İ Ğ I

siz değildir. Eğer talep (dolayısıyla fi yat), hiçbir şekilde tahmin »dilemiyor sa, bu durumda büyük ölçekli genel bir elektrik üstemi işletmesinden söz edilemiyecefti, böyle bir durumun so rumlular için bir kabus olacağı da açıktır.

İkinci olarak, bir enerji kontratına, el de edilecek kirin, yeni enerji yatırım larına aktarılmasının garanti edilece ği konusunda birşey yazılamaz. Üçüncüsü, içeriğinde üretim ve dağı tım şirketlerinin geleceğe dönük tah mintorinriefci yanılgılardan doğacak riskleri hoMŞpevue edecek bir garanti bulunduranı gerekeceğinden, uzun süreli söztsjpneter pahalıdır. Kendisi ne açık bir yarar sağlamadığı halde, bu risk payını müşterinin ödemesi gerekecektir.

Nihayet, bayie karmaşık bir sözleş me sistemi, üretici ve dağıtıcılarla müşteriler arasında doğabilecek söz leşme sorunlarından başka üreticile rin enerji satmaya ilişkin yasal istek leri ile ilgili sorunları çözmek için, ayni ölçüde karmaşık, pahalı ve bü rokratik bir uzlaşma sistemini de be raberinde getirecektir. Bu yönetimsel sorunların ingiltere'de müşteriye ge tirdiği ek Maliyet, yılda 25 milyon sterlin'4ir.

mu' olarak adlandırılmıştır. Cal mu'nun son durumdaki bazı karakte ristikleri ekteki tabloda verilmiştir.

Bir kontrol mühendisinin üretim üze rinde, toplam fiyat' önceliğine ve fi yat mekanizmasıyla yönlendirilen ta lep sınır seviyesine göre kontrol sağlamasıyla, enerjinin süreklilik ve güvenilirliğini artırmak, daha küçük planlama ve işletme emniyet payla rıyla çalışmayı sağlayabilir. Böylece, klasik anlamda bir geri besleme (fe edback) mekanizması oluşur. Bu du ruma, gerçek enerji maliyetinin sü rekli olarak, örneğin bir radyo yayını ile, müşteriye duyurulmasıyla ulaşıla bilir. Böylece, müşterilerle devamlı bir etkileşim sağlanır. Böyle bir işlet me yönteminin geçerliliği, 'Calmu' de neme çalışmaları sırasında BBC nin uzun dalga istasyonu kullanılarak ka nıtlanmıştır. Elektronik sayaç, her fi yat seviyesine ilişkin enerjiyi ölçüp kaydedebilmesi yanında, fiyat mesaj larını algılayıp saklama yeteneğine de sahiptir. Böylece, kontrol teknikle rini geliştirmeyi sağlayacak olan, müşterilerin fiyata olan duyarlığı sap tanabilir.

Sistemin kontrolunda fiyat mekaniz masını kullanmak, toplam üretim maliyetlerini düşürdüğü gibi, sistem kararlılığını iyileştirmeye de yardımcı olur. Elde edilen ekonomik yarar iki yönlüdür. Birincisi, üretim sürecinin daha verimli hale gelmesidir. Kullanı lan günlük enerji bedeli yaklaşık 13 milyon sterlin olduğuna göre, % 2 3 dolayında tahmini bir tasarruf sağ lansa, bunun yıllık anlamı 95 140 milyon sterlin demektir. İkinci olarak, gerçek ekonomik fiyat sunulduğu için, müşterinin enerjiyi nasıl ve ne zaman kullanacağı konusunda titizlik göstermesi, dolayısıyla enerjinin çok daha ekonomik kullanılması sağla nacaktır.

Yılda 800 milyon sterlin maliyet geti ren, iletim ve dağıtımdaki aktif kayıp lar, sistemdeki reaktif enerjinin daha iyi kontrol edilmesiyle azaltılabilir. Bunu sağlamanın en basit yolu, şu anda endüstriyle yapılan sözleşme lerde uygulandığı gibi, müşteriye ya pılan satışlarda enerji birimini, kVVh'dan kVVAh'a değiştirmektir. Bu durumda her müşteri, kendi güç fak törünü kontrol edecektir. Böylece,

CALMU 3

Amaçlanan politika hedeflerine ula şabilmek için, enerji kaynağının yön lendirici olduğu bir sistemden, mali yetlerin, fiyat mekanizmasına bağlı olarak, kaynakla talep arasındaki di namik etkileşimle belirleneceği bir sisteme geçerek, enerji çevrimi ve rimliliğini artırmak gerekecektir. Ayrı ca, bazı ara servislerin kurulması, iş letme maiyetlerini azaltacağı gibi müşteriye daha iyi ve geniş kapsamlı servis verilmesini de sağlayabilir.

Bu değişikliklerin yapılabilmesi, müş teri ile satıcı arasındaki iletişime bağ ladır. İyi bir iletişimi sağlamanın yolu, müşteri ile satıcı arasında bir sözleş me aracısı (interface) olan sayacı, özelliklerini artıracak şekilde geliştir mektir.

Aslında, böyle bir gelişime yardımcı olacak teknoloji, uzun süreden beri mevcuttur. Elektronik bir sayaç, 'So uth Eaetern Electricity Board' tarafın dan 10 yıl önce geliştirilmiş ve saha testleri yapılmıştır. Bu sayaç, 'Kredi ve Yük Yönetim Ünitesi' (credit and load manapement unit), kısaca 'Cal

Calmu 3, ilk Calmu'nun geliştirilmiş hali olan bir mikropro sesör, değiştirilemez bellek ve göstergeden (display* oluşan elektronik bir sayaçtır.

Ölçme, gerilim ve akımı saniyede 3000 defa okuyan, 8 bit'lik basit bir analog to digital dönüştürücü ile yapılır. İstenen diğer parametreler, toplanan verilerden hesaplanır. Calmu, 40 ayrı parametreyi, saniyede bir defa, tam »kalanın 0.001 'i doğrulukta hesaplar ve gerekirse kullanılmak üzere saklar. Bu bilgiler dışarı iletilebilir.

Ölçülmesi gereken en önemli büyüklük olan enerji, sürekli olarak silinemez hafızaya kaydedilir ve saklanır. Böylece elektrik kesilmelerinde, özel bir anlam almaya gerek kal maz. Güç faktörü, üç fazlı sistemde fazlar arasındaki faz açısı gibi büyüklük bilgileri de elde edilebilir.

Bu »ayaca, günün ve yılın değişik zamanlarında kullanıl mak üzere karmaşık tarifeler yüklenebilir. İstenirse bu tari feler kolayca değiştirilebilir.

Yetkisiz kişilerin erişimi, bankacılıkta da kullanılan 64 bitlik standart bir emniyet sistemiyle engellenir. Sayacı kötü niyetlilerden koruyan en kritik kısım budur. Bu emniyet »is teminin çözülmesi, kullanım ömrü boyunca mümkün değil dir. Kodun çözümü için, günde 10 dan fazla deneme yapmak mümkün değildir ve 2M deneme yapmak gerekir.

Programlanabilir bir sayacın sağlayabileceği olanakların, programlayanın hayal gücündan başka sının yoktur.

300 389 E L E K T R İ K MÜHENDİSLİĞİ

•BİT

yılda birkaç milyon sterlinlik tasarruf sağlamak mümkündür.

Ayrıca, elektrik cihazı imalatçıları da daha verimli bir kompanze edilmiş ci haz üretmeye zorlanacak ve buna karşılık, elektrik sistemindeki karma şık gerilim kontrol cihazları ihtiyacı azalacaktır, (bu konudaki yıllık yatı rım, yaklaşık 75 milyon sterlindir). Esnek ve iyi tasarlanmış bir elektro nik sayaç, akım, gerilim değerlerini ve aralarındaki faz bağıntısını ölçe bildiğinden, birimin kVAh'a dönüştü rülmesi, sadece yazılım değişikliği gerektirecektir.

İşin yarar sağlayacak diğer bir yönü de, kaynak kalitesinin iyileştirilmesi olacaktır. Elektrik enerjisi, yasal bir kalite standardı yayınlanmamış bir kaç tüketim ürününden biridir. Elekt rik sisteminde, harmonik kirlenme gi derek artmaktadır. Bu kirlenmenin kötü etkileri vardır. Müşteriler kullan madıkları bir şey için para ödemek zorunda kalacakları gibi, harmonikle rin cihazlarına zarar vermesi ve bilgi sayarların hatalı çalışması da söz konusu olabilir. Makul ve ekonomik olan, müşterilerin sadece 50 Hz'lik ve akış yönüne bağlı olarak da (ken dileri yaratıyorsa), harmonik enerji için para ödemeleridir. Elektrik Kon seyi'nin 1981 'de kabul ettiği tavsiye kararının, sadece 50 Hz'lik enerjinin ölçülüp ödetilmesi doğrultusunda ol ması ilginçtir.

Geçmişte dağıtım sisteminin planla ma ve işletmesi, kesin bilgi eksikliği nedeniyle, kaba tahminlere, eski de neyimlere ve müşteri şikayetlerine dayanıyordu. Bunun sonucu olarak da, emniyette olma eğilimi yüzün den, gereğinden fazla kapasiteler ya ratılmaktaydı.

Mühendisler üzerinde giderek artan baskılar, ilave yatırımların minimize edilme çalışmalarını artırmaktadır. Elektronik sayaç yardımıyla akım, gerilim ve diğer büyüklüklerin sürekli ölçümleri yapılabildiği için, talebe yö nelik büyük bir veri birikimi sağlana bilir ve bu veriler yardımıyla, ileriye dönük sağlıklı sistem tasarımları yapmak kolaylaşır. Bu konu, sağla nacak tasarrufun parasal tahminlerini yapmak şu anda spekülatif de olsa, elektronik sayacın çok küçük bir eks tra maliyetle işletmeye kazandıraca ğı çok sayıda katma değerlerden sa dece biridir, iyileştirilmiş kullanım,

enerji arzı ile talep arasındaki etkile şimi, fiyat sistemi yardımıyla, kendili ğinden sağlayacaktır. Yukarıda özet lenen tasarruflar, birim enerji fiyatına yansırken, anında fiyatlandırmanın getireceği yeni düzen, ayrıca ek ta sarruflar yaratacaktır. Müşteriler kısa sürelerdeki pahalı enerjiyi kullanma ma yöntemlerini araştıracak ve günü müzde kolayca sağlanabilen karma şık enerji yönetimi sistemleri veya basit zaman saatleri kullanma yoluna gideceklerdir. Bu günün olanaklarıy la, elektronik bir terminal her çeşit müşteri için, ucuz enerji kullanmaya yardımcı olacak programlamayı ya pabilir. Ayrıca, müşteriler daha verim li cihazlar kullanmayı tercih edecek ve ek bir ekonomi daha sağlayacak lardır.

"Geçmişte dağıtım sisteminin planlama ve işletmesi, kesin bilgi eksikliği nedeniyle, kaba tahminlere, eski deneyimlere ve müşteri şikayetlerine dayanıyordu."

yatıklaştırılabilir ve sistemdeki teçhi zatın termik değişimleri, üretim ci hazlarının devreye girip çıkması gibi pahalı operasyonlar azaltılabilir. Enerji yetersizliği varsa, yüksek fiyat lar uygulanarak talep düşürülebilir. Bu yöntem uygun değilse, her sa yaçta kayıtlı olan kişisel talep limitle ri, bir işaret göndererek, otomatik olarak uygulamaya konabilir. Böyle likle sistem kontrol mühendisleri ça balarını, sadece arıza tesbiti ve gi derme gibi konulara harcayabilirler.

1916.

Rekabetin yoğun olduğu bir ortamda satıcılar daima, servis standartlarını yükseltecek, kazanç paylarını artıra cak ve müşteriye daha iyi servisi mi nimum maliyetle sunacak şekilde, ürünlerine katma değerler kazandır maya çalışırlar. Müşteri satıcı ilişkile rine yeni bakış açıları getirerek, her üç hedefe de, ulaşılabilir. Kullanıla cak sayacın öncelikle, akan enerjiyi ölçmesi ve kaydetmesi gerektiğin den, ölçme, hesaplama ve bilgi depo lama için gerekli sensör ve yetenek lere sahip olmalıdır. Normal çalışmada, çok sayıda fiyat kütüğü nün bulunması ve iyi bir haberleşme ortamının varlığı sayesinde, doğru ve anında fiyatlandırma mümkün ola caktır. Böylelikle, sistem yük eğrisi

Büyük sistem arızalarında, sistem frekansında meydana gelebilecek ani bir düşme, önce yukarıda anlatı lan kısıtlamaları uygulamaya sokar ve bu da yeterli değilse her müşteri terminali, daha önceden programlan mış frekansa düşüldüğünde otoma tik olarak müşteriyi devre harici bıra kır. Arıza ortadan kalktığında terminal, benzer biçimde otomatik olarak devreyi kapatır.

Bu anlatılanlar, iyi tasarlanmış bir elektronik ölçme sisteminin sahip ol duğu ek katma değerlerden sadece birkaçıdır. Müşteriye sağlanabilecek yararlardan biri de, iyileştirilmiş mali hizmetler olabilir. Sadece sayaç oku manın müşteriye vereceği faydalı bil gi çok azdır. 'Calmu' denemelerine katılan müşteriler, sayacın sürekli olarak birim fiyatı, kullanılan miktarı ve tutarı gösterebilmesini istemişler dir. Ayrıca, enerji bedelinin elektro nik bankacılıktan yararlanarak, tak sitler halinde veya tamamen ödenebilmesinin sağlanması da is tekler arasındadır. Elektronik sayaç larla bu istekleri yerine getirmek çok kolaydır.

389 E L E K T R İ K A A J MÜHENDİSLİĞİ OU I

Fiyatlandırma ve ödeme sistemlerin de yenilikler yaratarak, nakit akışın da rahatlıklar sağlanabilir, örneğin, zamanında ödenmemiş milyonlarca sterlinlik borçlar toplamın tahsil edile bilmesi ile ilgili hizmet harcamaları nın, enerji tarifelerinin içine dahil et mek mümkündür. Ne kadar küçük olursa olsun, hesap bakiyesini daima pozitifte tutan müşteriler, bu tutumla rının devamı boyunca, baz birim enerji bedelinin uygulandığı bir fiyat politikası düşünelim. Hesap bakiyesi negatife geçtiğinde ise otomatik ola rak belli bir yüzde ile faiz eklenebil sin. Bu durumda, borçlu kalarak öde me yapmayı tercih edenler, daha yüksek birim fiyatla ödeme yapacak, zamanında ödeyenler ise, enerjiyi daha düşük bedelle satın alacaklar dır.

Yukarıda anlatılan yöntem, 1983 yı lında yapılan ve gelecekte iki yönlü haberleşmenin mümkün olacağı bir elektrik sayacından beklenen mali fonksiyonların tartışıldığı "Area Bo ards Chief Accountants" Konferan sında ortaya atılmıştır. Yine bu kon feransta, yılda 4 ödeme yapan tüm müşterilere 'Calmu' tipi bir terminal bağlanmasıyla yaratılacak olan ek nakit akışının, 1983 fiyatlarıyla, yılda yaklaşık 750 milyon sterlin olacağı ve bunun da kuruma yılda 200 mil yon sterlin kar sağlayacağı sonucu na varılmıştır.

Özelleştirmeden beklenen yüklenici lik faaliyetini de geliştirmek ise, doğal olarak, işin başlangıç noktası elektro nik sayaç olacaktır. Elektrik şirketleri ek bir yatırım yapmadan, müşterileri ne yeni ve değerli hizmetler sağlaya cak ve ek gelir yaratacaklardır. Saya cın ana öğelerini yeniden göz önüne alalım. Bunlar sırasıyla, hesaplama, bilgi depolama ve haberleşmedir. Bu fonksiyonlar her işletme için ayni ol duğuna göre, müşteri hesabının su, gaz ve telefon için de sürekli olarak gösterilmesi mümkün olacaktır. Bu öğeler elektronik mektup ve elektro nik bankacılık için de geçerlidir. O halde herhangi bir hesaba ilişkin ödeme, müşteriye bağlanacak olan terminal yardımıyla yapılabilir. 'Cal mu' denemelerine katılan müşteriler üzerinde yapılan araştırmalar, bu ekstra imkanların büyük ilgi çektiğini göstermiştir.

Bazı çevrelerin aksi görüşte olması na karşın, İngiltere'deki tüketici taba

nının temel yapısı, her yıl eski sayaç lardan %10'unun yenilenmesi gere keceği de göz önüne alınırsa, 10 yıl lık bir sürede böyle bir terminale geçişi kolayca sağlayacak durumda dır.

Toplam

abone

sayısının

%0.86'sından ibaret olan büyük tüke

ticiler, enerjinin %40'ını kullandığına

göre, değişime buradan başlamak

uygun olacaktır. Böylelikle 2 yıl için

de, sistem yükünün %40'ını 'dinamik

fiyatlandırma' yardımıyla kontrol et

mek mümkün olacaktır. Böylelikle,

sistem dinamiklerini iyileştirme çatış

maları da, kontrollü bir şekilde yapı

labilecektir. Bu konuda güven arttık

ça, sıcak yedekler ve planlama

emniyet payları da azaltılmaya baş

lanacaktır. Diğer küçük müşterilerde

ki değişim de, planlı bir biçimde ya

vaş yavaş gerçekleştirilecektir.

Değişim ve bu değişimin etkileri Şe

kil 1 de gösterilmiştir. Yukarıda sözü

edilen terminaller, bugün piyasaya

çıkmış durumdadır ve talep arttıkça

fiyatları, halen kullanılmakta olan

elektromekanik sayaç fiyatlarının altı

na düşecektir.

özelleştirmenin, elektrik ctnerjisi mali yeti ve kalitesine yapacağı etkileri şimdiden tam olarak kestirmek müm kün olmasa da, İngiliz toplumunun % 95'inin geleneksel yapısı değişmedi ğinden, işletmenin kullanılacak fiyat landırma sistemini müşteri nezdinde belirleyeceği ve sayacı seçip satın

alacağı, müşterilerin pek söz sahibi olmayacakları söylenebilir.

Eğer özelleştirme müşterinin bu ge leneksel yapısını değiştirmeyi de he defliyorsa, belki ilerde müşteriler, pi yasaya çıkan yeni terminallerin sağladığı yeni hizmetler ve oluşan yeni fiyatlar konusunda bilgi almaya başlaydık, kendi seçimlerini kendi leri yapmak isteyeceklerdir. Pazarla macıların çok iyi bildiği gibi, müşteri ler tüketim malları satın alırken, mali değer biçme tekniklerini genellikle pek kullanmazlar. Eğer böyle bir he sap yapsalardı, hiçbir evde, televiz yon, video teyp, elektrikli süpürge gi bi eşyalar, temel ihtiyaç olarak değerlendirilmezdi. Bu eşyalar, sa dece kişisel tercihlerle satın alınırlar.

Elektronik sistemlerde düşen mali yetler ve artan dayanıklılığın, elekt ronik ölçmede kullanılacak olan müşteri terminallerini üniversal bir bi çime getireceği aşikardır. Gelecekte elektrik şirketlerinin yönetiminde, müşterinin elektrik satın almada da ha çok kontrol isteme yönündeki baskısını ve profesyonel ekonomist lerin düşünce ve önerilerini yan yana koyup değerlendirmede yaşayacak ları sancılı kültür değişimi, sosyoloji ve politika tarihçilerinin ilgi ile izleyip değerlendirecekleri bir konu olacak tır.

302 389 E L E K T R İ K MÜHENDİSLİĞİ