TÜRKİYE İLETİM ŞEBEKESİ İÇİN ... - Enerji Projeleri

Enerji Enstitüsü

Güç Sistemleri Analiz ve Planlama Teknolojileri Grubu

Ankara

TÜRKİYE İLETİM ŞEBEKESİ İÇİN YÜKSEK KAPASİTELİ

İLETİM SEÇENEKLERİNİN 2040 YILI UFUĞUNDA İNCELENMESİ

2

Bu çalışmada iletim şebekesi ana omurgasının kapasite ihtiyacı 2040 yılıöngörüsü göz önüne alınarak değerlendirilmiş ve olası yatırım çözümlerianaliz edilmiştir.

Amaç ve Kapsam

İçindekiler2040 Yılı Türkiye İletim Sistemi

Gereksinim Değerlendirmesi

İletim Alternatiflerinin Değerlendirilmesi

Maliyet Analizi ve Değerlendirmeler

2040 Yılı Türkiye İletim Sistemi




5

Talep Tahmini : İstatistiki modeller üzerinden gerçekleştirilen talep tahmini

sonuçlarına göre Türkiye şebekesi puantının 2040 yılında ~90GW olması

öngörülmektedir.

2040 Yılı Planlanan Şebeke Öngörümü

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

Art

ış Y

üzdesi (%

)

Yıl

Yıllara Göre Yüzdesel Artış Değişimi

6

Analiz çalışmasında sadece puant değil 8760saatlik dönemin çalışılabilmesi için tahmin trafomerkezi bazında ve saatlik frekansta olacakşekilde gerçekleştirilmiştir.


Aylık bazda hafta içi - hafta sonu ortalama yük profilinin

oluşturulması

Mevcut TM ler2015, 2016 ve 2017 yılları

saatlik yük verileri

Ortalama yük profili her ay kendi içinde maksimum değer alınarak

yeniden ölçeklendirilmesi

2040 yılı ulusal aylık puant verileri

Günlük ölçeklendirme faktörü oluşturulması

Trafo merkezinin saatlik bazda 1 yıllık yük değerinin elde edilmesi

TM tahminimevcut mu?

Türkiye geneli 1 yıllık yük profili kullanılarak yük profili

oluşturulması

Elde edilen saatlik bazda 1 yıllık yük değerinin ilgili trafo merkezine

tanımlanması

EVET

HAYIR

2040 yılı mevcut TM lere ait puant tahminlerinden haftalık

toplamlarının elde edilmesi

Haftalık puantların, geçmiş ulusal puant veri ortalamaları kullanılarak

elde edilmesi

2040 yılı TM aylık puant verileri

2040 yılı TM aylık puant verileri

7

• 2019 yılı kurulu güç ~90 GW puant talep ~45 GW (oran %50)

• 2028 yılı planlanan kurulu güç ~123 GW tahmin edilen puant talep ~70 GW (oran %57)

• 2040 yılı planlanan kurulu güç ~152 GW tahmin edilen puant talep ~90 GW (oran %59)

• Hidrolik artış tahmini ~5 GW, Termik artış tahmini ~18 GW, RES/GES artış tahmini ~25 GW


16252

25311

39208

20767

37478

52078160

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

(MW

)

2040 Olası Santral Kurulu Güçleri (Toplam 152 GW)

8

• Primer kaynağın değişken rejimine bağlı istatistiki modeller ile üretimibelirlenen santraller

• Barajlı Hidroelektrik Santraller (5 farklı bölge)

• Akarsu Tipi Hidroelektrik Santraller (5 farklı bölge)

• Rüzgâr Enerjisi Santralleri

• Güneş Enerjisi Santralleri

• Jeotermal Enerji Santralleri

• Baz yük yaklaşımı ile sürekli devrede olacak şekilde modellenen santraller• Nükleer Enerji santralleri

• Üretim belirleme algoritması ile belirlenen santraller (piyasa yaklaşımı)• Doğalgaz Kaynaklı Termik Enerji Santralleri

• İthal Kömür Kaynaklı Termik Enerji Santralleri

• Yerli Kömür Kaynaklı Termik Enerji Santralleri


9


0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

1221

441

661

881

1101

1321

1541

1761

1981

2201

2421

2641

2861

3081

3301

3521

3741

3961

4181

4401

4621

4841

5061

5281

5501

5721

5941

6161

6381

6601

6821

7041

7261

7481

7701

7921

8141

8361

8581

Kats

ayı

Saat

RES Üretim Profili

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1221

441

661

881

1101

1321

1541

1761

1981

2201

2421

2641

2861

3081

3301

3521

3741

3961

4181

4401

4621

4841

5061

5281

5501

5721

5941

6161

6381

6601

6821

7041

7261

7481

7701

7921

8141

8361

8581

Kats

ayı

Saat

GES Üretim Profili

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

1233

465

697

929

1161

1393

1625

1857

2089

2321

2553

2785

3017

3249

3481

3713

3945

4177

4409

4641

4873

5105

5337

5569

5801

6033

6265

6497

6729

6961

7193

7425

7657

7889

8121

8353

8585

Kats

ayı

Saat

HES Üretim Profili

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1227

453

679

905

1131

1357

1583

1809

2035

2261

2487

2713

2939

3165

3391

3617

3843

4069

4295

4521

4747

4973

5199

5425

5651

5877

6103

6329

6555

6781

7007

7233

7459

7685

7911

8137

8363

8589

Kats

ayı

Saat

JES Üretim Profili

10

• Tüketim - üretimi primer kaynağa bağlı santraller=Artık Yük

• Artık yük- emreamade fosil yakıtlı kaynak= Kapasite ihtiyacı


0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

1227

453

679

905

1131

1357

1583

1809

2035

2261

2487

2713

2939

3165

3391

3617

3843

4069

4295

4521

4747

4973

5199

5425

5651

5877

6103

6329

6555

6781

7007

7233

7459

7685

7911

8137

8363

8589

MW

Saat

Artık Yük Miktarı ve Fosil Yakıtlı Santral Kapasitesi

Artık Yük Miktarı 2040 Olası Fosil Yakıtlı Kapasite Olası Emre Amade Kapasite

Üretim tevzi

veya ek kapasite

11

• Doğalgaz kaynaklı santrallerinbahar aylarında ve sistem yükününazaldığı dönemde üretimleri önemliölçüde azalabilir.

• Sistem kapasite ve esneklikihtiyacı açısından önemli


0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1221

441

661

881

1101

1321

1541

1761

1981

2201

2421

2641

2861

3081

3301

3521

3741

3961

4181

4401

4621

4841

5061

5281

5501

5721

5941

6161

6381

6601

6821

7041

7261

7481

7701

7921

8141

8361

8581

Kats

ayı

Saat

İthal Kömür Kaynaklı Santraller için Olası Üretim Profili

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1221

441

661

881

1101

1321

1541

1761

1981

2201

2421

2641

2861

3081

3301

3521

3741

3961

4181

4401

4621

4841

5061

5281

5501

5721

5941

6161

6381

6601

6821

7041

7261

7481

7701

7921

8141

8361

8581

Kats

ayı

Saat

Yerli Kömür Kaynaklı Santraller için Olası Üretim Profili

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1221

441

661

881

1101

1321

1541

1761

1981

2201

2421

2641

2861

3081

3301

3521

3741

3961

4181

4401

4621

4841

5061

5281

5501

5721

5941

6161

6381

6601

6821

7041

7261

7481

7701

7921

8141

8361

8581

Kats

ayı

Saat

Doğalgaz Kaynaklı Santraller için Olası Üretim Profili

13

• 8760 saatlik yük akış analizleri (DC) sonucunda şebekenin olasıdarboğaz noktaları öngörülmeye çalışılmıştır.

Şebeke Gereksinimlerinin Belirlenmesi

400 kV Hatların 8760 Saatlik Ortalama Yüklenmeleri 400 kV Hatların Aşırı Yüklenme Sayıları

14

• Güney Marmara bölgesi 400 kV iletim koridorlarının yüksek kapasitefaktöründe çalıştığı ve aşırı yüklenmeler oluşabildiğigözlemlenmektedir.

• Türkiye doğu - batı aksında çalışan koridorların mevsimsel olarakyüklerinin önemli ölçüde artabileceği, buna bağlı olarak kapasitefaktörü düşük de olsa aşırı yüklenmeler görülebileceğigözlemlenmektedir.

• Gözlemlenen diğer yerel koridor yüklenmelerinin manevra ve 400 kVgörece düşük koridor yatırımları ile çözülebileceği anlaşılmaktadır.

Şebeke Gereksinimlerinin Belirlenmesi

İletim Alternatifi – UHVAC Opsiyonu

• Güney Marmara bölgesinde artan yenilenebilir ve termik kapasite gözönüne alınarak ilk olarak bu bölgedeki iletim omurgasınınkuvvetlendirilmesi üzerinde çalışılmıştır.

• Bu kapsamda ilk olarak bu bölgede 750 kV güzergah oluşturularakana omurganın güçlendirilmesi alternatifi çalışılmıştır.

Hat İsmi Gerilim (kV) Uzunluk (km) Tip ve Demet Sayısı

SomaB - Bursa

DGKÇS

750173

4B, Pheasant

Bursa DGKÇ –

Kocaeli

75098

4B, Pheasant

Kocaeli –

Habibler

750106

4B, Pheasant

Sincan – Kocaeli 750 230 4B, Pheasant

17

• Yatırım sonrası bölgenin yıllık yük akış durumu tekrardeğerlendirildiğinde bölgenin görece rahatlatıldığı ancak sorunlarınbelli ölçüde devam ettiği görülmektedir.


400 kV Hatların 8760 Saatlik Ortalama Yüklenmeleri 400 kV Hatların Aşırı Yüklenme Sayıları

18

• Ayrıca daha yüksek gerilim iletim hatlarının şebekeye entegrasyonu ilebirlikte

• Hat kapasitif etkilerine bağlı olarak artan reaktif kontrol gereksinimleri

• Daha geniş iletim koridoru ve trafo merkezi alan gereksinimi

• Yeni hat, direk ve trafo merkezi tasarımı çalışmaları gereksinimi

• Yaygın olmayan UHV ekipman ihtiyacı (tedariki- ekonomisi)

• Yeni gerilim seviyesine uygun izolasyon-koordinasyon, dinamik kararlılık vekoruma çalışmaları yapılması gerekmektedir.


19

• Bölgede yeni 400 kV koridor yatırımları ve yenileme yapılarak anaomurganın güçlendirilmesi alternatifi çalışılmıştır.

İletim Alternatifi – HVAC Opsiyonu

Hat Gerilim (kV) Uzunluk (km)

Soma B - Orhanlar 400 79.3

Orhanlar-Bursa DGKÇS 400 131.47

Bekirli TES - Orhanlar 400 72.26

Şamlı RES – Orhanlar 154 23.08

Bandırma RES – Orhanlar 154 68.48

Poyraz_Bursa – Orhanlar 154 55.36

Balıkesir RES – Orhanlar 154 41

Şah RES - Orhanlar 154 73.03

20

• HVAC yatırım alternatifi ile bölgenin yıllık yük akış durumu tekrardeğerlendirildiğinde bölgenin UHVAC yatırım alternatifine göre dahada rahatlatıldığı ancak sorunların belli ölçüde devam ettiğigörülmektedir.

İletim Alternatifi – HVAC Opsiyonu

400 kV Hatların 8760 Saatlik Ortalama

Yüklenmeleri400 kV Hatların Aşırı Yüklenme Sayıları

Maliyet Analizi

• Trafo merkezi donatma maliyetleri ve iletim koridorları için gerekli kamulaştırma alanı maliyetleri eklendiğindearadaki farkın açılması beklenmektedir.

Kalem AdetToplam Uzunluk (km) /

Kapasite (MVA)Toplam Maliyet

(Milyon TL)

UH

VA

C

Op

siyo

nİletim Koridoru 3 600 832

750/400 kV ototrafo 20 1000 1914

Reaktör 5 1400 165

Trafo Merkezi 5 -

Toplam 2911

HV

AC

O

psi

yon

İletim Hattı 3 540 150

400/154 kV ototrafo 4 250 64

Reaktör 4 1400 23

Trafo Merkezi 2 -

Toplam 237

23

Sonuç olarak;

• Çalışmada geleceğe yönelik bir model oluşturulması, üretim tüketim modelleri üzerinden şebeke öngörümü gerçekleştirilmeyeçalışılmıştır.

• Elde edilen sonuçlar ışığında gelecek dönemde yenilenebilir enerjinin artışı ile fosil yakıtlı santrallerin üretimlerinin azalabileceğideğerlendirilmektedir. Özellikle doğalgaz santrallerinin üretimlerinin ( görece en pahalı üretim kaynağı) azalması ve olası kapasitekaybının, şebeke esneklik ihtiyaçları göz önüne alınarak dikkatlice incelenmesi gerekmektedir.

• 20 yıllık şebeke öngörümü değerlendirildiğinde şebekenin Güney Marmara ve Doğu-Batı aksı koridorları üzerinde darboğazyaşanabileceği gözlemlenmektedir. Bu çalışmada Güney Marmara bölgesi ile ilgili analizlere yer verilmiştir.

• İletim şebekesi ana omurgasının güçlendirilmesi için 750 kV ve 400 kV AC iletim yatırım alternatifleri incelendiğinde bölgeninkısıtlarının önemli ölçüde rahatlatılabildiği ancak bazı ek yatırımlara ihtiyaç duyulduğu değerlendirilmektedir.

• Bununla birlikte iletim ana omurgası için yeni gerilim seviyesinin eklenilmesinin 20 yıllık öngörümde teknik bir zaruret olmadığıdeğerlendirilmektedir.

• İletim sistemi omurgasının mevcut gerilim seviyesi ile geliştirilmesinin benzer çözümleri çok daha düşük bir maliyet ilegerçekleşebileceği değerlendirilmektedir.

• Çalışmanın HVDC iletim yatırımı opsiyonu da değerlendirilerek tekrardan değerlendirilmesi ve çözümün tüm darboğazlarıngiderilmesine yönelik geliştirilmesi gerekmekte, bu açıdan çalışmalar devam etmektedir.

Değerlendirmeler

24

• Güney Marmara bölgesi için HVDC iletim opsiyonunundeğerlendirilmesi

• Türkiye Doğu-Batı aksında bulunan koridorlar için yatırımalternatiflerinin analizi

Devam Eden Çalışmalar

Teşekkürler

TÜRKİYE İLETİM ŞEBEKESİ İÇİN ... - Enerji Projeleri

Documents

Transcript of TÜRKİYE İLETİM ŞEBEKESİ İÇİN ... - Enerji Projeleri