Pakistan, 241 milyondan fazla insanın yaşadığı, enerji üretimi açısından çeşitliliğe sahip büyük bir ülkedir. Üretiminin çoğunu fosil yakıtlardan karşılamakla birlikte güçlü bir hidroelektrik, nükleer enerji ve bir miktar da yenilenebilir enerji altyapısı söz konusudur. Bu çeşitliliğe rağmen karşı karşıya kaldığı kronik sorunlar nedeniyle zaman zaman geniş çaplı elektrik kesintileri, yani blackoutlar yaşamaktadır. Bu makalede, özellikle 2021 ve 2023 yıllarında Pakistan'da meydana gelen blackout olaylarını çok temel bir perspektiften inceleyerek, bu kesintilerin kökenlerini, nasıl yaygın blackoutlara dönüştüğünü ve şebeke yönetiminde iyileştirilmesi gereken noktaları analiz edeceğiz.

 

2021 Blackout Olayı | Teknik İnceleme

Arızanın Kaynağı 

2021 yılının Ocak ayında meydana gelen blackout, Pakistan'ın güneyindeki Guddu Power Plant trafo merkezinde başladı. Bu merkez, 500 kV yüksek gerilim hatlarını kontrol eden kritik bir altyapı bileşenidir. Karachi, Multan, Lahore, Rawalpindi, Peshawar, Quetta; Narowal; Bahawalpur gibi büyük kentlerin yanı sıra başkent İslamabad dahil olmak üzere nüfusun %80’inden fazlası 18 saat boyunca enerjisiz kaldı. Arızanın yeri ilk günlerde belli olmasa da, trafo merkezinde veya iletim hatlarında meydana gelen bir kısa devrede bazı kesicilerin hatalı açması ile tetiklendi. (Daha sonra bakanlık tarafından yapılan açıklamada bunun bir mühendislik hatası olduğu belirtilmiştir) Trafo merkezindeki mesafe koruma röleleri (distance protection relay) bu kısa devreyi tespit etti ve hatları korumak amacıyla trip aldı. Bu rölelerin devreye girmesi, enerjinin iletiminde ciddi bir kesintiye yol açtı ve domino etkisi yaratarak şebeke genelinde frekans dengesizliklerine neden oldu.


Yük atma sorunları (Load Shedding) ve Frekans Dengesizliği

Frekans ve üretimdeki hızlı düşüş, şebeke boyunca yayılan ve güç sistemleri iletim camiasınca “power swing” denilen bir dengesizliğe yol açtı. Pakistan'daki enerji şebekesi, genellikle 50 Hz frekansında çalışmak üzere tasarlanmıştı ancak bu olay sırasında frekans hızla düştü. Özellikle, ülkenin kuzey ve güney bölgeleri arasındaki senkronizasyonun bozulması nedeniyle, enerji iletim hatlarında zincirleme açmalar meydana geldi. Yük atmaya bağlı olarak tüketim unsurlarının devreden çıkamaması, diğer trafo merkezlerinde de aşırı akım rölelerinin (overcurrent relay) devreye girmesine ve başka hatların devre dışı kalmasına neden oldu. Bu olaylar zincirleme bir şekilde tüm ülke genelinde enerji kesintisine yol açtı.


Blackout'a Dönüşüm

Frekansın düşmesi ve koruma sistemlerinin peş peşe devreye girmesiyle birlikte, enerji üretim tesisleri, özellikle hidroelektrik ve termik santraller, kendilerini korumak amacıyla verilmiş röle fonksiyonları sayesinde otomatik olarak trip almaya başladı. Hidroelektrik santrallerin frekansın belirli bir seviyenin altına düşmesi durumunda otomatik olarak devre dışı kalması, şebekenin çökmesine neden olan kritik bir faktördü. Bu süreçte, Pakistan yaklaşık 220 milyon kişi elektriksiz kaldı ve bu durum ciddi sosyal ve ekonomik sorunlara yol açtı.



 

Arızanın Kaynağı

2023 yılı Temmuz ayında meydana gelen blackout, Kuzey Pakistan'daki bir termik santralde bulunan büyük bir jeneratördeki mekanik arıza ile başladı. Bu arıza, jeneratörün devre dışı kalmasına neden oldu ve santralde üretilen enerji miktarının aniden düşmesine yol açtı. Jeneratör arızası, özellikle enerji üretiminin büyük kısmının bu santrale bağımlı olduğu Kuzey Pakistan'da ciddi bir yük dengesizliği yarattı.


Yük Dengesizliği ve Yetersiz Adalaşma

Normalde bu tür durumlarda, adalaşma ve yük atma (load shedding) stratejileri devreye girerek enerji talebi düşürülür ve frekans dengesi korunmaya çalışılır. Ancak bu olayda, adalaşma sistemleri yetersiz kaldı ve enerji talebi hızla arzın üzerine çıktı. Pakistan'ın enerji şebekesi, talebin ani bir şekilde arttığı ve arzın yeterli olmadığı durumlarda, yüklerin bir kısmını devre dışı bırakarak dengeyi sağlamaya çalışır. Ancak 2023 olayında, bu stratejiler yetersiz kaldı ve şebeke genelinde yükün dengelenmesi mümkün olmadı.


Koruma Sistemlerinin Devreye Girmesi

Yük dengesizliği nedeniyle şebeke frekansı hızla düşmeye başladı. Frekansın düşmesi, koruma sistemlerinin devreye girmesine ve enerji iletiminin kesilmesine neden oldu. Özellikle yüksek gerilim hatlarında meydana gelen kesintiler, enerji üretim tesislerinin devre dışı kalmasına yol açtı. Koruma röleleri, gerilim ve frekans dengesizliklerine karşı otomatik olarak devreye girerek hatları korumaya çalışırken, aslında şebekenin daha geniş çapta çökmesine neden oldu.


Blackout'a Dönüşüm

Yüksek gerilim hatlarında meydana gelen kesintiler ve enerji üretim tesislerinin devre dışı kalması, zincirleme bir reaksiyon ile ülke genelinde blackout yaşanmasına neden oldu. Jeneratör arızasının başlangıçta tek bir bölgeyi etkilediği göz önüne alındığında, koruma sistemlerinin yetersizliği ve adalaşma süreçlerinin etkisizliği, bu arızanın tüm ülkeye yayılmasına neden oldu. Bu olay, enerji arzı ve talep yönetimi konusunda ciddi zafiyetlerin olduğunu ve koruma sistemlerinin modernizasyon ihtiyacını açıkça ortaya koydu.

 

►İlginizi Çekebilir: 2025 Büyük Enerji Kesintileri ve Sebepleri

 

 

Mevcut koruma rölelerinin ve sistemlerinin modernize edilmesi, frekans ve gerilim dalgalanmalarına karşı daha hızlı ve etkin tepki verilmesini sağlayacaktır. Eski mekanik ve elektromekanik rölelerin, dijital koruma röleleri ile değiştirilmesi, sistemin daha hassas ayarlamalar yapılmasına olanak tanır. Dijital röleler, arıza tespiti ve izolasyonu daha hızlı gerçekleştirebilir, böylece arızaların yayılmasını önler. Ayrıca, bu rölelerin uzaktan izlenebilir ve yönetilebilir olması, şebeke operatörlerinin arızalara daha hızlı müdahale etmesine imkan tanır.
 

Adalaşma sistemlerinin etkin bir şekilde çalışması, enerji arzının ani düşüşlerinde talebi dengeleyerek şebekenin çökmesini engeller. Gelişmiş adalaşma stratejileri, yüklerin önceliklendirilmesi ve kritik olmayan yüklerin otomatik olarak devre dışı bırakılması ile şebekenin stabil kalmasına yardımcı olabilir. Örneğin, büyük sanayi tesisleri ve bazı ticari bölgeler gibi daha az kritik yükler, otomatik olarak devre dışı bırakılabilirken, hastaneler, su arıtma tesisleri gibi kritik yükler korunabilir.
 

Yenilenebilir enerji kaynaklarının (güneş, rüzgar) şebekeye entegre edilmesi, enerji arzının çeşitlendirilmesine ve güvenliğin artırılmasına katkı sağlar. Ancak, yenilenebilir enerjinin değişken doğası göz önüne alındığında, enerji depolama sistemlerinin de kullanılması gereklidir. Gelişmiş batarya depolama sistemleri ve hidroelektrik enerji depolama (pumped storage) teknolojileri, talep dalgalanmalarını dengeleyerek şebekenin daha stabil çalışmasını sağlar. Bu sistemler, ani enerji arzı düşüşleri durumunda devreye girerek, enerji açığını kapatabilir ve frekans dengesizliğini önleyebilir.
 

Akıllı şebeke teknolojileri (Smart Grid), enerji talebi ve arzının daha etkin bir şekilde yönetilmesine olanak tanır. Bu sistemler, sensörler ve gerçek zamanlı veri analizi ile şebekenin durumunu sürekli izler ve otomatik karar destek sistemleri sayesinde arızaların erken tespit edilmesini ve müdahale edilmesini sağlar. Ayrıca, akıllı şebekeler, enerji tüketim modellerini analiz ederek, talep tahminlerini daha doğru yapabilir ve bu tahminlere göre enerji üretimini optimize edebilir.




Sonuç

Pakistan'da yaşanan blackout olayları, teknik açıdan şebeke yönetiminde ve koruma sistemlerinde bazı eksiklikler olduğunu göstermektedir. 2021 ve 2023 yıllarındaki olaylar, özellikle frekans dengesizlikleri, yetersiz adalaşma stratejileri ve eski koruma sistemleri nedeniyle geniş çaplı elektrik kesintilerine yol açmıştır. Bu eksikliklerin giderilmesi için, şebeke altyapısının modernize edilmesi, dijital teknolojilerin ve akıllı sistemlerin entegrasyonu, yenilenebilir enerji kaynaklarının daha etkin kullanılması ve enerji depolama çözümlerinin uygulanması gereklidir. Elektrik mühendisleri, bu süreçte kritik bir rol oynayarak, ülkenin enerji arzının güvence altına alınmasında ve sürdürülebilir kalkınmanın sağlanmasında katkı sağlayacaktır.


Pakistan'daki Blackoutlardan Çıkarması Gereken Dersler

Türkiye, enerji altyapısını geliştirme ve enerji arz güvenliğini sağlama sürecinde, Pakistan'da yaşanan blackout olaylarından önemli ve öncelikli dersler çıkarabilir. Özellikle enerji şebekesinin yönetimi, koruma sistemlerinin modernizasyonu ve yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonu konularında alınacak önlemler, Türkiye'nin gelecekte benzer sorunlarla karşılaşmasını engellemede kritik bir rol oynayacaktır.


Şebeke Yönetimi ve Koruma Sistemleri

Pakistan'da yaşanan blackoutlar, özellikle eski ve yetersiz koruma sistemlerinin modernize edilmemesinin ne kadar büyük bir risk taşıdığını göstermiştir. Türkiye, bu açıdan, mevcut şebeke koruma sistemlerini dijital ve akıllı rölelerle güncelleyerek, frekans dengesizliklerine ve voltaj dalgalanmalarına karşı daha hızlı ve etkili müdahale imkanı sağlamalıdır. Bu tür dijital sistemler, yalnızca arıza anında değil, aynı zamanda şebekenin genel performansını izleme ve optimize etme süreçlerinde de önemli bir avantaj sunar. Türkiye'nin bu alanda yapacağı yatırımlar, olası arızaların zincirleme reaksiyonlarla geniş çaplı kesintilere dönüşmesini önleyebilir.


Adalaşma Stratejilerinin Geliştirilmesi

Pakistan'daki olaylar, adalaşma (load shedding) stratejilerinin yetersiz kaldığında şebeke stabilitesinin nasıl hızla bozulabileceğini göstermektedir. Türkiye, enerji arzında ani düşüşler yaşandığında, adalaşma stratejilerini daha dinamik ve otomatik hale getirerek, şebekeyi stabilize etme kapasitesini artırmalıdır. Bu, kritik olmayan yüklerin hızla devre dışı bırakılması ve enerji talebinin önceliklendirilmiş bir şekilde yönetilmesi anlamına gelir. Örneğin, sanayi bölgelerindeki üretim tesislerinin belirli zaman dilimlerinde enerji kullanımını sınırlamak, şebeke üzerindeki baskıyı azaltabilir ve genel enerji dağıtımını dengeleyebilir. Böylelikle, enerji krizleri sırasında toplumun genel refahını ve kritik altyapıları korumak mümkün olacaktır.


Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Entegrasyonu ve Depolama Çözümleri

Yenilenebilir enerji kaynaklarının şebekeye entegrasyonu, enerji arzının çeşitlendirilmesi ve güvenliğin artırılması açısından önemlidir, ancak bu kaynakların değişken doğası, şebeke stabilitesi için bir risk oluşturabilir. Pakistan örneğinde olduğu gibi, enerji üretiminde ani düşüşlerin zincirleme etkileri büyük kesintilere neden olabilir. Türkiye, bu riski azaltmak için yenilenebilir enerji üretim kapasitelerini artırırken, aynı zamanda bu kaynakların etkin yönetimi için enerji depolama çözümlerine de yatırım yapmalıdır. Gelişmiş batarya sistemleri, hidroelektrik enerji depolama (pumped storage) ve diğer enerji depolama teknolojileri, arz ve talep arasında denge sağlamak için kritik öneme sahiptir. Bu sistemler, özellikle güneş ve rüzgar enerjisi gibi değişken üretim kaynakları için gereklidir ve bu kaynakların sürekli enerji arzı sağlama kapasitesini artırır.


Akıllı Şebeke Teknolojileri ve Veri Analitiği

Türkiye, enerji şebekesini daha verimli ve dayanıklı hale getirmek için akıllı şebeke (smart grid) teknolojilerine ve gelişmiş veri analitiği sistemlerine yatırım yapmalıdır. Bu teknolojiler, şebekenin gerçek zamanlı olarak izlenmesine, enerji üretim ve tüketim modellerinin analiz edilmesine ve anında müdahale yeteneğinin artırılmasına olanak tanır. Özellikle büyük veri analitiği ve makine öğrenimi algoritmaları, enerji talep tahminlerinde ve arıza tahminlerinde kullanılabilir, böylece şebeke yönetimi proaktif hale gelir. Türkiye, bu teknolojileri benimseyerek, enerji şebekesinin güvenliğini ve verimliliğini artırabilir, aynı zamanda olası enerji krizlerine karşı daha hazırlıklı olabilir.


Enerji Politikalarının Stratejik Yönü

Türkiye'nin enerji politikalarının, enerji arz güvenliğini sağlama ve sürdürülebilir kalkınmayı destekleme hedefleri doğrultusunda şekillendirilmesi gerekmektedir. Bu bağlamda, enerji üretiminde çeşitliliğin artırılması, şebeke modernizasyonu, yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonu ve enerji depolama çözümlerinin geliştirilmesi gibi stratejik adımların atılması elzemdir. Ayrıca, enerji sektöründe kamu ve özel sektör işbirliğinin güçlendirilmesi, altyapı yatırımlarının hızlandırılması ve enerji verimliliği programlarının yaygınlaştırılması, Türkiye'nin enerji güvenliğini sağlamada önemli rol oynayacaktır. Bu tür kapsamlı bir stratejik yaklaşım, Türkiye'nin enerji sektöründe karşılaşabileceği riskleri minimize edecek ve uzun vadede enerji bağımsızlığını artıracaktır.



Sonuç olarak, Pakistan'da yaşanan blackoutlar, enerji altyapısının zayıf noktalarını ve bu tür krizlerin önlenmesi için gerekli olan önlemleri net bir şekilde ortaya koymuştur. Türkiye, bu olayları görerek, enerji şebekesini daha dayanıklı, esnek ve güvenli hale getirmek için gerekli adımları atmalıdır. Bu, sadece teknik altyapının iyileştirilmesi değil, aynı zamanda stratejik ve entegre bir enerji politikası benimsemek anlamına da gelmektedir. Bu şekilde enerji arz güvenliğini sağlama ve sürdürülebilir kalkınmayı destekleme yolunda önemli bir adım atılmış olacaktır.


Hasan Göksun VİRLAN
Siemens Türkiye Güç Sistemleri Danışmanı
Grid Software / Power Technologies International  


Referanslar

1. https://www.thenews.com.pk/latest/771772-cities-left-in-the-dark-amid-major-electricity-breakdown-across-pakistan
2. https://www.presstv.ir/Detail/2021/01/10/642685/Pakistan-Power-Outage-Blackout