Updated: Sep 16, 2020
Geleneksel elektrik şebekesi, geçtiğimiz yüzyılda dünyanın çeşitli yerlerinde yaşanan hızlı kentleşme ve altyapı gelişmelerinin bir ürünüdür. Elektrik sistemlerinin büyümesi her bir elektrik şirketinin bağlı olduğu ekonomik, politik ve coğrafi faktörlerden etkilenmiştir. Bu farklılıklara rağmen, mevcut elektrik sisteminin temel topolojisi değişmeden kalmıştır ve pek çok farklı coğrafyaya yayılmış olmasına rağmen genellikle benzer teknolojiler benimsenmiştir. Enerji endüstrisi kuruluşundan bu yana üretim, iletim ve dağıtım alt sistemlerinin arasında net sınırlamalar gerçekleştirmiş; böylelikle her alt sistem farklı seviyelerde otomasyon, evrim ve dönüşüm ile şekillenmiştir.
Geleneksel elektrik şebekesi, hiyerarşik bir sistem olarak düşünülmüştür. Piramidin tepesinde bulunan enerji santralleri, piramidin en alt basamağında bulunan tüketiciye enerji sağlamak ile yükümlüdür. Piramidin diğer basamaklarında sırasıyla iletim hatları, trafo merkezleri ve dağıtım ağları bulunmaktadır. Enerji sistemi, son basamak olan tüketicilerin servis parametreleri hakkında gerçek zamanlı bilgiye sahip olmadığı tek yönlü bir boru hattı gibidir. Bu nedenle geleneksel şebeke, yük taşıyan tüm elemanlarının maksimum pik talebi karşılayabileceği şekilde tasarlanmıştır. Yoğun talep dönemleri seyrek olaylar olduğundan, sistem doğası gereği verimsiz kabul edilebilir. Ayrıca elektrik talebinin tahmin edilenden çok daha fazla artması ile eklemeli olarak yapılan yatırımlar sistemin kararlılığını ve dengeleme gücünü önemli ölçüde azaltmıştır. Yüksek marjda tüketim gerçekleştiğinde, dağıtım ağında bileşen arızalarına neden olan beklenmedik bir artış veya anormallik, felaketle sonuçlanan büyük ölçekli elektrik kesintilerini tetikleyebilmektedir. Oldukça masraflı olan sorun giderme ve bakım gibi olaylarla olanak sunması için şirketler çeşitli seviyelerde komut ve kontrol işlevleri sunmuştur. Bu işleve tipik bir örnek olan denetim kontrolü ve veri toplama (SCADA), yaygın olarak kullanan sistemdir.
Tüm elektrik kesintilerinin ve bozulmalarının yaklaşık %90'ının dağıtım ağından kaynaklanan bir problem nedeniyle gerçekleştiği göz önüne alındığında, akıllı şebekeye doğru ilerlenecek bir evrimde ilk hareketliliğin zincirin alt kısmından, yani dağıtım sisteminden başlaması gerekmiştir. Ayrıca fosil yakıtların maliyetindeki hızlı artış ile birlikte şirketlerin artan elektrik talebine üretim kapasitelerini artırarak cevap verememeleri, talep tarafı yönetimine ve gelir korumasına yardımcı olacak teknolojilerin geliştirilmesiyle dağıtım ağının modernizasyonuna ihtiyaç olduğunu göstermiştir.
Bu teknolojilerin başında gelen dağıtım sisteminin ölçümlenmesine olanak sağlayacak altyapı yatırımları odak haline gelmiştir. Dağıtım ağında otomatik sayaç okuma (AMR) sistemleri, müşterilerin tesislerindeki tüketim verilerini, alarmları ve müşteri durumunu uzaktan okunmasına olanak sağlar. AMR teknolojisi başlangıçta cazip kabul edilmiştir ancak AMR teknolojilerinin çözülmesi gereken ana konu olan talep tarafı yönetimini ele almadığının fark edilmesi uzun sürmemiştir. AMR’nin yetenekleri sayaç okuma verileri ile sınırlıdır ve tesislerin sayaçlardan alınan bilgilere dayanarak düzeltici önlemler almasına izin vermez; dolayısıyla akıllı enerji sistemine geçiş için yeterli değildir. Sonuç olarak AMR kısa ömürlü olmuştur.
AMR’ye yatırım yapmak yerine, dünya çapındaki şirketler gelişmiş ölçüm altyapısına (AMI) yönelmiştir. AMI, şirketlere sayaca iki yönlü bir iletişim sistemi ile bağlanma ve müşterilerin hizmet seviyesi parametrelerini değiştirme yeteneği vermiştir. AMI aracılığıyla tesisler yük yönetimi (load management) ve gelir koruması (revenue protection) üzerine olan temel hedeflerini karşılayabilmektedir. Talep hakkında anlık bilgi alabilirler, tüketimleri üzerinde belirli sınırlamalar uygulayabilirler ve maliyetlerini yönetmek için çeşitli gelir modellerini yürürlüğe koyabilirler.