Uzaktan izleme ve kontrol sistemleri; elektrik dağıtım ve iletimi, su/atık su, doğalgaz altyapı sistemleri ile enerji santralleri gibi yaşamsal ihtiyaçlarımızdan, petrol boru hatları, büyük sanayi tesisleri, rafineriler gibi stratejik tesislere kadar çok geniş bir alanda önemli işlevlere sahiptir.
BTC Almanya’da 35 yılı aşkın tecrübesi ile Türkiye’de bugün var olan ve gelecekte ihtiyaç duyulacak Enerji Kontrol Uygulamaları alanında geniş bir yelpazede ve tek elden çözümler sunmaktadır.
BTC olarak en son Bursa Şehiriçi Doğalgaz Dağıtım Tic. ve Taah. A.Ş.’de (BURSAGAZ) SCADA projesini Mayıs 2012’de başarıyla tamamladık. Projenin kapsamındaki tahmin, optimizasyon, dengeleme, simülasyon, arıza analizi gibi özel kontrol sistemi fonksiyonlarını içeren Türkiye doğalgaz sektörünün en modern SCADA sistemi yer almakta. Proje kapsamında 5 adet RMS-A istasyonu, 6 adet RMS-B serbest tüketici istasyonu, 18 adet vana odası, 152 adet bölge regülatörü ve 160 adet müşteri istasyonu devreye alınmıştır.
Saha istasyonlarında ve merkezde Alman SAE IT-systems GmbH & Co. KG firmasının SAE FW-50 model RTU’ları ve saha haberleşmesi için SATEL Radio Modem’ler kullanılmıştır.
Merkez SCADA’daki tüm donanım ve sistemler yedekli çalışacak şekilde kurgulanmış ve çalıştırılmıştır. Ayrıca ölçüm istasyonlarında Flow Computer ve Elektronik hacim düzelticilerle birlikte RTU’larda da kontrol amaçlı AGA hacim hesaplaması yapılmaktadır. Bu ölçüm cihazların tamamı SCADA üzerinden izlenebilmekte ve uzaktan konfigürasyonları yapılabilmektedir. Bu bağlamda liberal enerji piyasasında ihtiyaç duyulan ileri fonksiyonları içeren SCADA sistemi ile Türkiye’de gaz sektöründe bir ilk gerçekleştirilmiştir. Kurulan bu sistem Bursagaz’ın SAP ve CBS (Coğrafi Bilgi Sistemi ) ile entegre çalışacak özellikleri taşımaktadır.
YURT DIŞINDA DURUM
İyi bir örnek olması açısından kısaca Almanya’ya bakıldığında elektrik, doğalgaz, su/atık su ve merkezi ısıtma gibi şehrin alt yapı hizmetleri ve bazen küçük enerji santrallerinin işletilmesi “Stadtwerk” denilen belediye ve özel firmalar tarafından sağlanmaktadır. Özel firmalara beyaz, belediye firmalarına siyah denecek olursa Almanya’da bu firmalardaki özel ve kamuınun ortaklık yüzdesi açısından beyazdan siyaha grinin her tonuna rastlamak mümkündür. Doğu ve Batı Almanya’nın birleşmesinden sonra başlayan özelleştirmeler zaman içinde hızla ilerlemiş ve birçok şehir ve bölgede özel veya belediye ortaklı kısmi özel firmalar kurulmuştur (privatization). Özelleşen firmalar ticari kurallar gereği kar etmeyi öne çıkardıkları için zamanla hizmetlerde doğan memnuniyetsizliklerden dolayı günümüzde kısmen de olsa belediyelerin özel firmalardan işletme izinlerini geri alarak alt yapı hizmetlerini kendilerinin yapmasına yönelik bir trend yaşanmaktadır (recommunalisation).
Almanya’da yaklaşık 1.000`den fazla olan Stadtwerk’ler şehirlerin büyüklüğüne göre sadece elektrik, sadece doğalgaz hizmeti verdikleri gibi bunların hepsini veya değişik kombinasyonlarını da sağlamaktadırlar. Bütün bunlardan bağımsız olarak ileri bir endüstri ülkesi olduğundan altyapı ve enerji üretim sistemlerinin sürekliliği ve kalitesi her zaman ön planda olmuş ve bunun için gereken teknik yatırımlar çok öncelerden beri yapılmıştır. 20.000 – 30.000 nüfuslu kasabaların dahi altyapı hizmetlerini kontrol etmek için SCADA sistemleri vardır ve fonksiyon ekleme, yenileme gibi sebeplerle veya piyasa düzenleyici kurumun çıkardığı yeni kurallar nedeniyle sürekli iyileştirilmektedirler.
YENİ TEKNOLOJİLER VE TRENDLER
Bütün bu süreç içerisinde alt yapı işletme ve enerji üretim sistemlerinde artan ve çeşitlenen gereklilikler SCADA’nın dar anlamını aşarak işletici firmalarının ihtiyaç tanımlarında Anglo Sakson kültüründe DMS, OMS olarak isimlendirilen ileri seviyede kontrol fonksiyonları ortaya çıkmıştır. Alman çözümlerinde bunlar bütünleşik olarak “Şebeke Yönetim Sistemi = Netzleittechnik = Network Control Systems” olarak ele alınmaktadır.
ENTEGRASYON
EPDK gibi kuruluşların getirdikleri düzenlemeler ve dağıtım sistemlerinin gelişerek akıllı şebekeye (smart grid) dönüşmesi ile verimli ve güvenli işletme için daha gelişmiş IT çözümlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu büyüyen ve karmaşıklaşan IT sistemlerinde işlenen bilgilerin süreçlere bağlı olarak firma içinde veya dışında bir çok farklı sistem ile de entegre olmaları gerekmektedir (örn. ERP (Kurumsal Kaynak Planlaması), CRM (Müşteri İlişkileri Yönetimi), GIS (Coğrafi Bilgi Sistemi), OSOS (Otomatik Sayaç Okuma), WFM (İşgücü Yönetimi), Bakım, Talep Tahmini vs.).
Enerji firmalarında değişik sistemleri birbiri ile direkt entegre etmek bir çok sorunu beraberinde getirir. Bunun yerine BTC tarafından sistemler arası entegrasyon Microsoft BizTalk Server kullanılarak SOA (Service Oriented Architechure-Hizmet Odaklı Mimari) mimarisine göre yapılır. SCADA sistemi diğer sistemlerle IEC61970 (CIM-Common Information Model- Ortak Bilgi Modeli) standardı üzerinden ESB (Enterprise Service Bus- Kurumsal veri yolu) ile haberleşir. Bunun sonucunda, önceleri dışarısı ile ilişkide olmadan kendi kapalı dünyasında tanımlı görevleri yerine getiren SCADA sistemlerinde yeni teknik becerileri kazanma mecburiyeti doğduğu gibi, diğer IT sistemleri ile iletişimden kaynaklanan bir takım güvenlik ve entegrasyon sorunları da ortaya çıkmaktadır.
GÜVENLİK
Önceleri saha cihazları ile firmaya özel telemetri hatları üzerinden seri protokollerle haberleşilirdi ve birçok anahtarlama işlemi lokal olarak sahada yapılırdı. Kontrol sistemleri de büro ve dış dünya bilgisayar sistemleri ile bağlı değillerdi. Günümüzde SCADA ile saha ve büro sistemleri arasında IP ve Internet bazlı haberleşmenin yaygınlaşması bilgi güvenliğine özel bir önem verilmesini gerektirmektedir.
Bir nükleer santrale yapılan siber saldırı SCADA sistemleriyle kontrol edilen altyapı tesislerine nasıl zarar verilebileceğine dair önemli bir örnek oluşturdu. Dugu isimli bir Stuxnet varyasyonu da sanayi tesislerinde casusluk amacıyla kullanılmaktadır. Antivirüs sistemi olan Kaspersky tarafından Stuxnet ve Dugu ile aynı seviyede değerlendirilen Flame ise bulaştığı sistemde ekran görüntülerinin (Screenshots) yapılmasından, ağdaki verilerin analizine, basılan tuşların kayıt edilmesinden bilgisayarın mikrofonunu çalıştırarak yapılan görüşmelerin audio dosyası olarak kayıt edilmesine kadar birçok değişik özelliği barındırmaktadır. Kontrol sistemlerinin kullanıldığı iki ana işletim sistemi olan Microsoft Windows ve Unix/Linux sistemlerinin ikisi de aynı şekilde tehdit altındadır. Bütün bu gelişmeler gelen yeni siber savaş döneminde SCADA sistemlerinde önlemler alınmasını kaçınılmaz kılmaktadır.
BTC Avrupa ve Türkiye’de güvenlik konusunda ileri seviyede hizmetleri müşterinin ve kontrol merkezinin ihtiyaçlarına göre modüler olarak kurulabilen PSS (PRINS Security Services) ile merkezi, verimli ve kolay kullanımlı çözümleri tek elden sunmaktadır. PSS şebeke ve enerji yönetim sistemlerinin kompleks ihtiyaçlarına ve firmaların iş süreçlerine uluslararası standartlara uygun olarak uyarlanabilmektedir (BDEW Whitepaper, NERC/CIP, ISO 27001/2 Endüstri standardı, TÜV Sertifikalı Kontrol Merkezi ). BTC ayrıca veri güvenliği, zararlı yazılımlar (virüs, solucan vs.), Hardware hataları, bilinçli yanlış kullanım, casusluk, sabotaj, hacker saldırıları, riziko ve acil durum yönetimi, sistem güncellemesi, patch yönetimi, işletim sistemi güvenliği, kullanıcı hakları ve rolleri, yerel ve uzaktan bakım gibi güvenlik konularında müşteri ihtiyaçlarına uygun danışmanlık hizmeti de vermektedir.
GELİŞMİŞ ENERJİ YÖNETİM FONKSİYONLARI
Modern enerjii yönetim sistemlerine yönelik teknik ihtiyaçların artması, şebeke işletim kurallarını belirleyen EPDK gibi kurumların yeni düzenlemeleri nedeniyle alt yapı sistemlerini ve enerji santrallerini işleten firmaların izleme ve kontrol konusunda ihtiyaçları standart SCADA tanımın ilerisinde yeni fonksiyonları gerektirmektedir. Detaylı olarak ancak ayrı bir yazıda anlatılabilecek olan, SCADA ile entegre çalışan ve BTC tarafından müşterilerine sunulan bazı özel fonksiyonlar sektör bazlı olarak aşağıda kısaca açıklanmıştır:
A. DOĞALGAZ FONKSİYONLARI
Gaz şebekelerinin işletilmesinde teknik verilerin amaca yönelik olarak değerlendirilmesi ile sistemin hem ticari hem de teknik açıdan verimli kullanılması mümkündür. Şebeke Yönetim Sistemleri klasik SCADA’nın ötesinde sundukları fonksiyonlar ile akıllı bir sistem yönetimine olanak sağlarlar.
1. Gaz ihtiyacı tahmini
Şebeke Yönetim Sistemlerinde kısa süreli planlamalar için (<=7 gün) ve gaz şebekelerinin yönetiminde tahmin fonksiyonları kullanılır. Tahmin fonksiyonları sistem yöneticilerini gaz satın alma planlamalarında ve optimal şebeke işletiminde destekler, ayrıca daha başka hesaplamalar ve değerlendirmelerde yardımcı olurlar. Sanayi müşterileri ve ev tüketicilerinin gaz ihtiyacı tahmininin kalitesi değişik faktörlere bağlıdır (Kullanılan tahmin modeli, tüketici davranışlarında dalgalanma, veri kalitesi, hava tahminleri gibi exogen büyüklüklerin tahmin hataları vs.).
2. Gaz alım optimizasyonu
Gaz ihtiyacı; günlük kullanım eğrisi, haftanın günleri, sezonsal dalgalanmalar ve exogen büyüklüklere (özellikle sıcaklık) bağımlılık ile tanımlanabilir. Belirli şartlar altında veya sözleşmelerden kaynaklanan sebeplerle gaz alımının optimizasyonu gereklidir. Bu optimizasyon karışık matematiksel yöntemlerle yapılan maliyet optimizasyonundan farklıdır. Verilmiş olan optimizasyon hedeflerini sağlamak için değişik imkanlar vardır (Sözleşme ile belirlenmiş ilave alımın yapılması, spot miktarlar, serbest alım, büyük yer altı depolarından (Kavern) alım veya önceden belirlenmiş depo kapasitelerinden kullanmak, belli müşterilere verilen gazın kesilmesi veya müşterilerin başka enerji kaynaklarına geçirilmesi gibi).
3. Gaz alım miktarı kontrolü
Planlama fonksiyonlarının yanında operasyonel kontrol için gaz alım miktarı kontrolü de gereklidir. Burada amaç gaz alımının sözleşmelerde verilen sınırlara uymasıdır. Gaz alım miktarı kontrolü için istasyonların kontrole ve şebekenin yüksek basınçta (4-70 bar) depolamaya uygun olması gereklidir.
4. Geleceğe Yönelik Şebeke Hesaplamaları (Simülasyon)
Doğalgazda yüksek basınç şebekesindeki basınçların izlenmesi ve kontrolü de gereklidir. Basınçlar için belirleyici büyüklükler gaz giriş ve çıkış miktarlarıdır. Gaz çıkış miktarları tüketici davranışlarına bağlıdır ve şebekeyi işleten firma tarafından buna tesir edilemez. Basınç seviyesi kontrolü sadece gaz giriş miktarı kontrolü ile yapılabilir. Periyodik olarak (örneğin saatte bir) başlatılan bir simülasyon programı şebekenin herhangi bir yerindeki beklenen basınçları hesaplayarak tedbir olarak müdahaleye gerek var mı veya boru şebekesindeki depolama imkânları (buffer) yeterli mi gibi hesaplamalarla basınçların korunmasında yardımcı olur.
5. Planlama amacı ile şebeke hesaplaması (Simülasyon)
Bir simülasyon programı operatörleri sadece yüksek basınç şebekesinin günlük kullanımı ile ilgili desteklemez. Ayrıca tüm basınç seviyelerinde ve özellikle son kullanıcının bağlı olduğu yerel dağıtım sisteminde şebeke tasarlama için planlama aracı olarak da kullanılabilir.
B. ELEKTRİK DAĞITIM ŞEBEKESİ YÖNETİMİ FONKSİYONLARI
Dağıtım Yönetim Sistemi (DMS=Distribution Management System) modülleri elektrik dağıtım firmalarında şebekelerin verimli ve güvenilir yönetiminde kontrol odası ve saha işletme personeline yardımcı olmak için bir karar destek sistemi olarak kullanılır. DMS kullanımı ile kesintisi süreleri azalır, hizmet güvenilirliği ve müşteri memnuniyeti artar. Kesinti tahminlerinin hızı ve doğruluğu artar. Gelişmiş arıza yeri bulma fonksiyonları ile ekiplerinin sayısı azalır, müdahale süresi kısalır, operasyonel verimlilik artar. Mobil teknolojilerin kullanılması ile bölgeler arasında insan ve teçhizat kaynaklarının etkin kullanımı sağlanır. Elektrik dağıtım sistemlerinde kullanılan bazı DMS fonsiyonları şunlardır:
• Yük Akış Analizi
• State Estimation
• Kısa Devre Analizleri
• Anahtarlama Sırası / Prosedürü Yönetimi
• Topoloji Analizi
• Training Simulator
• Yük Atma
• Arıza Yeri Saptanması, İzolasyonu ve Hizmet Restorasyonu
• Yük Tahsisi ve Veri Tutarlılığı
• Güvenlik Kontrollü Anahtarlama/Anahtarlama Doğrulama
• Optimal Fider / Şebeke yeniden konfigürasyonu
• Geniş Alan Restorasyonu
• Volt-VAR Control
• Kesinti Yönetim Sistemi (Outage Management System)
• Elektrik Talep Tahmini (Çeşitli algoritmalar ile değişik dönemler için talep tahminleri)
• Enerj Yönetim Sistemi (Enerji Analizörleri ile elek. parametrelerin uzaktan takibi)
C. SU DAĞITIM ŞEBEKESİ FONKSİYONLARI
TBMM Çevre Komisyonu Baskanvekili Prof. Dr. Mustafa Öztürk tarafından 2009`da yapılan bir çalışmada Büyüksehirlerden Mersin’in %65´e yakın su kaybı ile ilk sırada olduğu, Ankara´da %50–58, İstanbul´da %30–35, İzmir´de % 44, bazı illerde ise şebeke sistemindeki su kaybı %80 civarında olduğu bildirilmiştir. Türkiye’de ülke genelinde yaklaşık % 45 oranında su kaçağı olduğu tahmin edilmektedir. Gelişmiş ülkelerde şebeke sisteminde su kaybı %10–20 arasında değişmektedir (Örneğin Almanya’nın Münih kentinde bu oran % 12’dir). Birleşmiş Milletler ve UNİCEF su raporlarına göre eğer gerekli önlemler alınmazsa 2025 yılında ciddi su sıkıntısı çekeceğimiz ve SU FAKİRİ ÜLKELER arasında olacağımız belirtilmiştir. Su dağıtım şebekesi modelleme ve yönetiminde aşağıda verilen SCADA içinde olan modüller veya onunla entegre çalışan sistemler ile verimli ve güvenli bir işletme sağlanabilir.
• Anlık debi, basınç ve su kalitesi izleme
• Hidrolik Modelleme
• Kaçak arama (leak detection) ve kalibrasyon
• Basınç salınımlarının izlenmesi (Surge)
• Simülasyon ve talep yönetimi
• Basınç optimizasyonu
ENERJİ ÜRETİMİ
BTC sadece enerji dağıtımı değil, enerji üretimi sektöründe de müşterilerinin ihtiyaçlarına birinci elden cevap veren çözümler sunmaktadır:
• BTC Wind Farm Center (WFC): 2007’den beri Offshore-Windparklar için IT çözümleri geliştirilmektedir. WFC Offshore-Windparkların elektriksel, teknik ve ticari verimli işletilmesini sağlayan entegre bir çözümdür.
• BTC Windparkregler: Rüzgar enerjisi santralleri şebekeye bağlandıkları noktalarda şebeke işleticilerinin belirledikleri aktif ve reaktif güçleri sağlamalıdırlar. BTC Windparkregler ile değişik rüzgar santrali üreticilerinden oluşan wind parkların aynı noktadan şebekeye bağlanmaları sağlanır.
• BTC Sanal Enerji Santrali (VPP-Virtual Power Plant): Büyük tüketicileri ve 2 MW’a kadar küçük enerji üreticilerini bir havuzda toplayarak Day Ahead ile satın alma ve ticari hareketlerin optimize edilmesi, dakikalık reserve gücün piyasaya sunulması, direkt pazarlama, elektrik vergisinden tasarruf gibi belirli enerji hizmetlerini sunmalarını sağlar.
• BTC Prophet: Liberalleşmiş piyasalarda şebekeyi işleten ve enerji ticareti yapanların ayrı firma olması zorunludur. Prophet ile yüksek doğrulukta yük (talep) tahminleri yapılarak planlamadaki rizikolar azaltılır. Optimizasyon modülü ile dağıtım firmaları için enerji satın almada ve enerji üreticileri için santrallerin optimal maliyetli çalıştırılmalarında bir çok önemli ve destekleyici fonksiyon sunulmaktadır.
• BTC MMS: Dengeleme enerji piyasasında çalışan enerji üreticilerinin maliyet optimizasyonlu çalışma planlarına göre bir çok santrali tek merkezden teknik olarak uzaktan yönetmesini sağlar.
SONUÇ
Altyapı şebekeleri işletilmesi ve enerji üretiminde firmalardaki ilgili IT sistemlerinin entegre olarak kullanılmasıyla tasarruf ve verimlilik yanında sistem sürekliliği ve güvenlik de sağlanmaktadır. Türkiye’de liberalleşme ve özelleştirmelerin yarattığı ivme ile elektrik, doğal gaz, su dağıtımı ve enerji üretiminde SCADA ve bunu tamamlayan diğer ileri fonksiyonlara ihtiyaç doğmuştur. SCADA ve iş süreçleri gereği entegre olması gereken ERP, CRM, GIS, OSOS, WFM, Bakım, Talep Tahmini, Optimizasyon gibi alanlarda son bir kaç yıldır hareketlenme görülmektedir. Türkiye yapılan bu yatırımlarla en yeni ve güvenli sistemlerle donatıldığında enerji ve altyapı sistemleri alanında bölgesinde ve dünyada avantajlı bir konuma gelecektir.
Kaynak: HaberOrtak