विद्युत निर्मिती क्षेत्रात परंपरागत वापरल्या जाणाऱ्या इंधनाचे उपलब्ध साठे मर्यादित आहेत आणि या इंधनाच्या वापराने कार्बन डाय-ऑक्साइडसारख्या हरितगृह वायूचे प्रमाण वाढल्यामुळे जागतिक तापमानात वाढ होत आहे. हे चित्र बदलण्यासाठी प्रत्येक देश प्रयत्न करत आहे. २०१६ च्या पॅरिस करारात, चालू शतकात जागतिक तापमानाची वाढ २० से. पेक्षा कमी राखण्यासाठी प्रयत्न करण्याचे अधोरेखित केले आहे. या दृष्टीने एकविसाव्या शतकाच्या प्रारंभापासून, विद्युत निर्मिती क्षेत्रात सौर ऊर्जा, पवन ऊर्जा, जैववस्तुमान (Biomass), जैव कचऱ्यापासून वीजनिर्मिती यासारख्या नूतनीकरणीय ऊर्जास्रोतांचा जास्तीत जास्त वापर करण्याकडे सर्व देशांचा कल आहे. हे सर्व ऊर्जा स्रोत प्रामुख्याने विद्युत ग्रिडमध्ये वितरण प्रणालीशी जोडले जातात. यामुळे आणि अन्य काही कारणांनी विद्युत प्रणाली प्रचालक या संस्थेची आवश्यकता निर्माण झाली आहे.
परंपरागत यंत्रणा : बहुतेक सर्व देशांमध्ये विद्युत ग्रिडमध्ये साधनसंपदेच्या उपलब्धतेप्रमाणे प्रामुख्याने काही ठिकाणी मोठ्या क्षमतेचे जलविद्युत व औष्णिक (Thermal Power station) विद्युत निर्मिती केंद्रे, त्यांच्यापासून दीर्घ अंतराच्या अति उच्च दाबाच्या पारेषण वाहिन्या, संबंधित उपकेंद्रे आणि वितरण प्रणाली असे स्वरूप असते. वितरण प्रणालीमार्फत ग्राहकांना विद्युत पुरवठा केला जातो. आ. १ मध्ये अशा प्रकारची यंत्रणा दाखविली आहे. या प्रकारच्या यंत्रणेत ऊर्जेचे संक्रमण निर्मिती केंद्रापासून ते शेवटच्या ग्राहकापर्यंत एकाच दिशेने होत असते. वितरण यंत्रणा निष्क्रिय (Passive) असते, असे म्हणता येईल.
ग्रिडच्या संचालनासाठी पारेषण प्रणाली प्रचालक (Transmission System Operator – TSO) हा निर्मिती केंद्रांपासून वितरण प्रणालीपर्यंत खात्रीशीरपणे आणि किफायतशीर (Reliably & Economically) पद्धतीने ऊर्जेचे वितरण करत असतो. भारतात पारेषण प्रणाली प्रचालकाच्या भूमिकेत भार प्रेषण केंद्रे (Load Despatch Station – LDC) आहेत. भार प्रेषण केंद्राचा सर्व निर्मिती केंद्रांशी स्वतंत्र दूरध्वनीमार्फत आणि संगणकीय यंत्रणेच्या माध्यमातून सद्यकालीन माहितीसाठी (Real Time Data) कायम संपर्क असतो. निर्मिती केंद्राच्या उपलब्ध क्षमतेबद्दल अद्ययावत माहिती भार प्रेषण केंद्रास कायम मिळत असते. या केंद्राकडून एक दिवस अगोदर आगामी २४ तासांसाठी वीजेच्या मागणीचा अंदाज काढला जातो. त्या मागणीची पूर्तता करण्यासाठी विद्युत निर्मिती केंद्रांना संपूर्ण दिवसाचा विद्युत निर्मितीचा आराखडा (Generation Scheduling) दिला जातो. त्यायोगे विजेची मागणी आणि पुरवठा यांचा तोल राखला जातो. ज्याप्रमाणे पारेषण प्रणालीच्या संचालनासाठी पारेषण प्रणाली प्रचालक असतो, त्याप्रमाणे वितरण प्रणालीसाठी विद्युत प्रणाली प्रचालक या संस्थेची संकल्पना पुढे येत आहे.
सद्यकालीन यंत्रणा : वर उल्लेख केल्याप्रमाणे वीजनिर्मितीसाठी सध्या नूतनीकरणीय ऊर्जास्रोतांचा जास्तीत जास्त वापर करण्याकडे सर्व देशांचा कल आहे. ऑक्टोबर २०२० अखेर भारतात नूतनीकरणीय ऊर्जास्रोतांची स्थापित क्षमता ८९.६ गिगावॅट आहे. भारत सरकारने २०२२ पर्यंत १७५ गिगावॅट आणि २०३० पर्यंत ४५० गिगावॅट क्षमता स्थापण्याचे उद्दिष्ट ठेवले आहे. यांमध्ये सौर ऊर्जा आणि पवन ऊर्जा यांचे प्रमाण जास्त आहे. तसेच एकेक संयंत्राची क्षमता कमी असल्याने त्यांची जोडणी वितरण प्रणालीशी केली जाते. बरेचसे छोटे विद्युत ग्राहकही घराच्या छतावर सौर ऊर्जा निर्मितीचे उपकरण बसवून ऊर्जा निर्मिती करू शकतात. तसेच शेतावर पवन ऊर्जा निर्मिती उपकरण बसवू शकतात. अशा तऱ्हेने निर्माण केलेली वीज, ग्राहक स्वत: वापरू शकतो आणि शिल्लक वीज, वितरण प्रणालीमार्फत विद्युत पुरवठा संस्थेला विकू शकतो. या परिस्थितीत वितरण प्रणाली, जी केवळ पारेषण यंत्रणेतून येणारी ऊर्जा ग्राहकास पुरवीत होती तीच यंत्रणा या बदलेल्या परिस्थितीत ग्राहकांकडून वितरण यंत्रणेत ऊर्जा आयात करते. थोडक्यात वितरण प्रणालीमध्ये ऊर्जेचे संक्रमण दोन्ही दिशांनी होते. विद्युत ग्राहक हा केवळ विजेचा ग्राहक न राहता तो वीज निर्मिती यंत्रणेचा भाग बनतो, म्हणून त्यास प्रोझ्युमर किंवा उत्पादिग्राहक (Prosumers –Producers + consumers) असे संबोधले जाते. वितरण यंत्रणा सक्रिय (Active) झाली. आ. २ मध्ये सद्यकालीन यंत्रणा दाखविली आहे.
राज्य भार प्रेषण केंद्रास दिवसभरच्या विजेची मागणी आणि निर्मिती यांचे नियोजन करण्यासाठी निर्मिती केंद्राची अद्ययावत माहिती उपलब्ध असणे अनिवार्य असते. सौर ऊर्जा आणि पवन ऊर्जा यांच्या संयंत्रापासून भार प्रेषण केंद्रापर्यंत अद्ययावत दूरसंचार सुविधा उपलब्ध नसतात. तसेच अशा संयंत्रांची संख्या खूप जास्त असल्याने त्यांच्याशी संपर्कासाठी निराळी यंत्रणा आवश्यक बनते.
वितरण प्रणाली प्रचालक : वर उल्लेखलेल्या परिस्थितीत वितरण प्रणाली प्रचालक (Distribution System Operator – DSO) या यंत्रणेमार्फत सुसूत्रता राखता येऊ शकते. प्रस्तुत लेखात वितरण प्रणाली प्रचालक याचा उल्लेख — विप्रप्र असा केला आहे.
बऱ्याच शहरांमध्ये विद्युत वितरणाचे अनेक परवानाधारक असतात. उदा., मुंबईत टाटा पॉवर, अदानी इलेक्ट्रिसिटी, बेस्ट तसेच दिल्लीत बीएसइएस, टाटा पॉवर दिल्ली, एनडीएमसी त्यांच्यात सुसूत्रता राखणे आवश्यक असते. ही सेवा विप्रप्र देऊ शकतो.
दिवसेंदिवस छोट्या विद्युत ग्राहकांचे घराच्या छतावर सौर ऊर्जा निर्मितीचे उपकरण बसवून आणि पवन ऊर्जा निर्मिती करण्याचे प्रमाण वाढत आहे. त्यांच्याशी समन्वय राखणे ही सेवा विप्रप्र प्रणालीमार्फत उपलब्ध होते. सौर आणि पवन ऊर्जानिर्मिती ही बऱ्याच अंशी निसर्गावर अवलंबून असते. मात्र विजेच्या मागणीचे नियोजन करण्यासाठी त्याच्या निर्मिती क्षमतेची माहिती आगाऊ मिळणे आवश्यक बनते. निसर्गातील काही मापदंडांच्या साहाय्याने निर्मिती क्षमतेचा अंदाज काढता येऊ शकतो. विप्रप्र प्रणालीच्या मदतीसाठी वातावरणीय मापदंडांचा अभ्यास करून सौर व पवन ऊर्जा निर्मितीचा आगाऊ अंदाज करण्यासाठी रिन्यूएबल एनर्जी मॅनेजमेंट सेंटर (Renewable Energy Management Centres – REMCs) याची निर्मिती केली जाते. त्यायोगे विप्रप्र प्रणाली त्यांच्या क्षेत्रातील विजेची मागणी आणि निर्मिती याचा आगाऊ अंदाज करून भार प्रेषण केंद्रास पुरवते.
वितरण प्रणालीत व्होल्टता पातळी निर्धारित स्तरावर राखणे ही वैधानिक जबाबदारी असते. त्यासाठी वितरण यंत्रणेत पार्श्वपथ धारित्र (Shunt Capacitor) किंवा फॅक्ट (Flexible AC Transmission) उपकरणे बसविणे आवश्यक असते. ज्या प्रणालींमध्ये पवन ऊर्जा अधिक प्रमाणात असते अशा ठिकाणी ही बाब फारच महत्त्वाची असते. अशा उपकरणांची गरज आणि त्याची तरतूद याविषयी विप्रप्र महत्त्वाची भूमिका निभावू शकतात.
पेट्रोल किंवा डीझेल यांवर चालणाऱ्या वाहनांमुळे हवेचे प्रदूषण वाढते. गेल्या काही वर्षांत ऊर्जा संग्राहक विद्युत घटांच्या (Energy Storage Battery) किंमतीतही बरीच घट झाली आहे. या कारणांमुळे विजेवर चालणाऱ्या वाहनांच्या वापरात वाढ होत आहे. अशा वाहनांच्या घटांच्या विद्युत भारणासाठी (Charging) सुविधा निर्माण कराव्या लागतात. त्या सेवा विप्रप्र संबंधित वितरण परवाना धारकाशी समन्वय साधून उपलब्ध होऊ शकतात.
विद्युत अधिनियम २००३ मधील तरतुदीनुसार, राज्य नियामक आयोगातर्फे वितरण प्रणालीत मुक्त प्रवेश (Open access to the distribution system) देण्याची तरतूद आहे. त्या परिस्थितीत विप्रप्र प्रणालीमार्फत ही सेवा दिली जाऊ शकते. मात्र त्या साठी विप्रप्र प्रणाली ही स्वायत्त यंत्रणा असणे अनिवार्य आहे. याबाबत कायदेशीर तरतूद करतांना हा मुद्दा लक्षात घेणे अपेक्षित आहे.
विप्रप्र प्रणालीचे कार्याचे स्वरूप / जबाबदाऱ्या, संघटनात्मक रचना इत्यादी बाबी निरनिराळ्या देशांत तेथील गरजेनुसार भिन्न आहेत.
विप्रप्र प्रणालीची सद्यस्थिती : यूरोपीय महासंघात आणि अमेरिकेत विप्रप्र प्रणाली ही २०१०-१२ पासून कार्यरत आहेत. त्यांच्या मदतीसाठी रिन्यूएबल एनर्जी मॅनेजमेंट सेंटरसुद्धा स्थापन केलेली आहेत. काही देशात वितरण पातळीवर ऊर्जेचा व्यापार विप्रप्र प्रणालीच्या देखरेखीखाली चालतो.
भारत सरकारने २०३० पर्यंत नूतनीकरणीय ऊर्जास्रोतांची ४५० गिगावॅट क्षमता स्थापण्याचे उद्दिष्ट ठेवले आहे. या ऊर्जास्रोतांचे प्रचलित प्रणालीत एकीकरण (Integration) आणि तत् अनुषंगिक बाबींचा (यात विप्रप्र प्रणालीचा समावेश आहे.) अभ्यास करण्यासाठी भारतातील आणि अमेरिकेतील तीस शैक्षणिक, उद्योग क्षेत्रातील संघटना आणि धोरणकर्ते यांचा अभ्यास गट कार्यरत झाला आहे. यामध्ये सर्व आयआयटी, द एनर्जी रिसर्च इन्स्टिट्यूट (The Energy Research Institute – TERI) दिल्ली, पॉवरग्रिड कॉर्पोरेशन इत्यादींचा सहभाग आहे. भारतातून आयआयटी, कानपूर आणि अमेरिकेतून वॉशिंग्टन स्टेट युनिव्हर्सिटी या गटाशी समन्वय साधतात.
सौर व पवन ऊर्जा निर्मितीचा आगाऊ अंदाज करण्यासाठी ज्या राज्यांमधून जास्त प्रमाणात अशी ऊर्जा निर्माण होऊ शकते अशा राज्यांमध्ये रिन्यूएबल एनर्जी मॅनेजमेंट सेंटरची स्थापना केली आहे. तमिळनाडू, कर्नाटक, आंध्र प्रदेश, महाराष्ट्र, मध्य प्रदेश, गुजरात, राजस्थान इत्यादी राज्यांत अशी ११ केंद्रे स्थापन झाली आहेत. यांच्यामार्फत भार प्रेषण केंद्रांना सौर व पवन ऊर्जा निर्मितीची आवश्यक माहिती मिळू शकते.
पहा : फॅक्ट; विद्युत अधिनियम २००३ : तरतुदी; विद्युत ग्रिड; स्मार्ट ग्रिड : निर्मिती आणि पारेषण.
संदर्भ :
• EURELECTRIC paper: EURELECTRIC’s vision about role of Distribution System operator (DSOs); February 2016.
• Report of the Forum of Regulators Technical Committee sub-group, CAPACITY BUILDING OF INDIAN LOAD DESPATCH CENTRES,” CABIL”; October 2018.
समीक्षक : व्ही. व्ही. जोशी
