Transcript Bahadır Uçan - ICSG ISTANBUL 2015

TÜRKİYE ELEKTRİK İLETİM A.Ş. (TEİAŞ)
Türkiye Elektrik İletim Sistemi ve
Akıllı Şebeke Uygulamaları
Bahadır UÇAN
İstanbul, 10 Mayıs 2013
Kapsam
•
•
•
•
Ulusal Elektrik Sistemi
Uluslararası Bağlantılar ve ENTSO-E Bağlantısı
Türkiye Elektrik İletim A.Ş. (TEİAŞ)
İletişim ve Bilgi Sistemleri Uygulamaları
Ulusal Elektrik Sistemi
2012 yılı sonu itibariyle:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Santral kurulu gücü: 57.071 MW
Puant yük: 39.044 MW
Maksimum günlük üretim: 799,4 Milyon kWh
Yıllık üretim: 241,97 Milyar kWh
Yıllık talep artışı: ~ % 5
TEİAŞ iletim hatlarının uzunluğu: 50.485,6 km
Trafo merkezi sayısı: 634
Toplam trafo kapasitesi: 109.862 MVA
Uluslararası enterkonneksiyonlar: 11 adet.
ENTSO-E Bağlantısı: 18 Eylül 2010
Elektrik İletim Sistemi
TRAFO MERKEZİ SAYILARI:
•
400 kV
82
•
220 kV
1
•
154 kV
538
•
66 kV
13
• TOPLAM:
634 (109.862 MVA)
- 400 kV
16340,7 km
- 154 kV
33291,3 km
- 220 kV
84,5 km
-
66 kV
509,4 km
- 154 kV ve 400 kV kablolar: 259,7 km
- TOPLAM
50.485,6 km
LENGHTS OF TRANSMISSION CIRCUITS (KM) IN ENTSO-E MEMBER COUNTRIES
Kaynak: ENTSO-E 2011 STATISTICAL BOOK
Elektrik Tüketimi
1998
1999 2000 2001
TÜKETİM
(TWh)
114,0
118,5 128,3 126,9 132,6 141,2 150,0 160,8 174,6 190,0 198,1 194,1 210,4 228,3 239,1
Tüketim
Artışı (%)
8,1
3,9
8,3
-1,1
2002 2003 2004
4,5
6,5
6,3
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
7,2
8,6
8,8
4,3
-2,0
8,4
9
5
TÜRKİYE ELEKTRİK ENERJİSİ 10 YILLIK
ÜRETİM KAPASİTE PROJEKSİYONU (2012 – 2021)
75000
500000
70000
450000
65000
60000
400000
55000
350000
50000
300000
MW
40000
250000
35000
30000
GWh
45000
200000
25000
150000
20000
15000
100000
10000
50000
5000
0
0
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
TÜKETİM (GWh)
SENARYO 1 ENERJİ TALEBİ
SENARYO 2 ENERJİ TALEBİ
PUANT YÜK (MW)
SENARYO 1 PUANT TALEP
SENARYO 2 PUANT TALEP
http://www.teias.gov.tr/projeksiyon/KAPASITEPROJEKSIYONU2011.pdf
Mevcut Enterkonneksiyonlar
Gerilim
(kV)
Bağlantı Hattı
Hopa
Batum (Gürcistan)
220
Kars
Gümri (Ermenistan)
220
Iğdır
Babek (Azerbaycan)
154
Doğubayazıt
Bazargan (İran)
154
Başkale
Khoy (İran)
400
Karkey
Zakho (Irak)
400
Birecik HES
Halep (Suriye)
400
Babaeski
Neosanta (Yunanistan)
400
Hamitabat
Maritsa (Bulgaristan) - 1
400
Hamitabat
Maritsa (Bulgaristan) - 2
400
Açıklama
154 kV enerjili.
ENTSO-E
Bağlantısı
Enterkonneksiyonlar (Mevcut Durum)
BULGARİSTAN
145 km 400kV
136 km 400kV
GÜRCİSTAN
28 km 220kV
160km 400kV
ERMENİSTAN
YUNANİSTAN
130 km 400kV
80,7 km 154kV
40 MW
NAHCİVAN
87 km 154kV
İRAN
73 km 154kV
100 km 400kV
TÜRKİYE
IRAK
400 kV Mevcut
400 kV Yapım Aşamasında
220 kV Mevcut
154 kV Mevcut
SURİYE
42 km 400kV
150 km 400 kV
124 km 400kV
KKTC
KIBRIS
9
ENTSO-E BAĞLANTISI
• Senkron paralel işletmenin faydalarından
yararlanmak
• Türkiye elektrik sisteminin Avrupa Elektrik İç
Pazarına entegrasyonunu sağlamak
ENTSO-E
European Network of Transmission System Operators for Electricity
• UCPTE (1951)
• UCTE (1999)
• ENTSO-E: 19 Aralık 2008’de
kuruldu.
• 1 Temmuz 2009’dan itibaren eski
6 birliğin (ATSOI, BALTSO,
ETSO, NORDEL, UCTE,
UKTSOA) yerini almış durumda.
– 34 ülke - 41 TSO
– 532 milyon kişi nüfus
– 880 GW üretim kapasitesi
– 305,000 km TSO’lar tarafından
işletilen Enerji İletim Hattı
– 3,200 TWh/yıl tüketim
– 380 TWh/yıl enerji alışverişi
ENTSO-E Bağlantısında Önemli Aşamalar
Aşama
Tarih
ENTSO-E ile TEİAŞ arasında anlaşma
imzalanması
Puant yük koşullarında İzole Test
18 Aralık 2009
Minimum yük koşullarında İzole Test
22 Mart-5 Nisan 2010
Senkronizasyon ve Deneme Paralel
İşletmesinin Başlaması
18 Eylül 2010
11-24 Ocak 2010
Türkiye Elektrik Sistemi – ENTSO-E Bağlantısı
18 Eylül 2010 Saat 10:25
Deneme Paralel İşletme Süreci
• Kararlılığın Sağlanması Dönemi: “0” MW Alışveriş
• Alışveriş Test Dönemi (21 Şubat-7 Mart 2011)
+/- 200 MW bandında Yunanistan ve Bulgaristan için
Değişen Değerler
• 1 Haziran 2011 – Sınırlı Ticari Alışveriş Dönemi:
 400 (550) MW ithalat, 300 (400) MW ihracat
 2013 yılının sonbaharına kadar sürmesi bekleniyor.
 Deneme Paralel İşletme Sürecinin başarı ile
tamamlanmasından sonra ENTSO-E ile kalıcı bağlantı
ve üyelik.
ENTSO-E Bağlantısı Başarı Değerlendirme
Kriterleri
• Toplam zamanın %11’inden daha az zamanda
|ACE|>175 MW (4 saniyelik değer)
veya
• Toplam zamanın %33’ünden daha az zamanda
|ACE|>100 MW (4 saniyelik değer)
• Toplam zamanın %10’undan daha az zamanda
|ACE|>100 MW (15 dakikalık ortalama değer)
Alan Kontrol Hatası (ACE), Ekim-2011
% of ACE >175 MW (4 sn.) Ort.=12.38
% of ACE for October 2011
50
45
40
35
%
30
100 MW (4sec)
100 MW (5 min)
25
100 MW (15 min)
175 MW (4 sec)
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
DAYS
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Alan Kontrol Hatası (ACE), Nisan-2013
% of ACE >175 MW(4 sn.) Ort.=8,90
Türkiye Elektrik Sektörünün Yeniden Yapılanması
TEDAŞ
TEDAŞ
Dağıtım
Dağıtım
TEK
TEİAŞ
İletim
Dikey
Entegre
TETAŞ
TEAŞ
Üretim,
İletim &
Ticaret
1970
1994
Ticaret
EÜAŞ
2001
Üretim
Türkiye Elektrik İletim A.Ş. (TEİAŞ)
• İletim sisteminin sahibi ve işleticisi (TSO).
• İletim şebekesinin genişletilmesi ve güçlendirilmesi.
• Diğer ülkelerle enterkonneksiyonlar.
• Elektrik iletim sisteminin güvenilir işletmesi.
• Tüm kullanıcılar için ayrım gözetmeksizin iletim
sistemine bağlantı ve kullanım imkanı sağlanması.
• Yan hizmetlerin sağlanması.
• Elektrik piyasasının işletilmesi.
İletim Sisteminde İletişim ve Bilgi Sistemi
Uygulamaları
Ulusal Elektrik Sistemi ve İletişim/BT
•
•
•
•
•
•
•
ELEKTRİK SİSTEMİ: Kritik bir altyapı
Tüm ülke sathına yayılmış bir sistem
Dinamik bir proses
Yenilenebilir enerji kaynakları
ENTSO-E bağlantısı
Elektrik piyasası
İzlemesi ve kontrolü büyük önem taşıyor.
Akıllı Şebeke (Smart Grid)
Elektrik ve Gaz için Avrupa Regülatörler Grubunun
(ERGEG) tanımı:
Akıllı Şebeke, ekonomik olarak verimli, düşük kayıplar ve
yüksek düzeyde kalite, arz güvenliği ve emniyet ile
sürdürülebilir bir elektrik sistemi sağlamak için, kendisine
bağlanmış tüm kullanıcıların davranış ve faaliyetlerini
maliyet etkin bir şekilde bütünleştiren bir elektrik
şebekesidir.
Akıllı Şebeke = Elektrik Şebekesi + İletişim ve Bilgi
Sistemleri
İletişim Sistemi ve BT Projeleri
•
•
•
•
•
•
•
•
•
İletişim Sistemi
SCADA/EMS Sistemi
Milli Güç Kalitesi Sistemi – PMU – Statcom
Özel Koruma Sistemi (ÖKS)
Trafo İzleme Sistemi
Otomatik Sayaç Okuma Sistemi (AMR)
Piyasa Yönetim Sistemi (PYS)
Dengeleme Güç Piyasası Yönetim Sistemi (DGPYS)
Yan Hizmetler Merkezi İzleme ve Kontrol Sistemi
(YHMİKS).
• DC Back-to-Back İstasyonlar
• Trafo merkezi otomasyonu
İletişim Sistemi
• Ses iletişimi.
• Veri iletişimi.
• Koruma sinyalizasyonu.
İletişim ortamları:
• Kuranportör (PLC): ~ 3000 adet
• Fiber Optik Linkler (OPGW, ADSS): ~10.629 km.
Tesis halinde: 3500 km. Planlanmış: 6700 km.
• Kiralık kanallar.
• Uydu linkleri.
• Özel Telefon Sistemi (PAX): Yaklaşık 700 trafo
merkezi ve santrali kapsamaktadır.
TEİAŞ SCADA/EMS Sistemi
• TEK SCADA/EMS Sistemi 1980’lerin 2.yarısında
kuruldu.
• SCADA/EMS Sistemi 2004 yılında yenilenmiş ve 2011
yılında da genişletilmiştir. Mevcut Sistemin kapsamı:
- Milli Kontrol Merkezi (MKM).
- Acil Durum Kontrol Merkezi (ADKM).
- 9 Bölgesel Kontrol Merkezi (BKM).
Adapazarı, Samsun, Gölbaşı (Ankara), İkitelli (İstanbul),
İzmir, Elazığ, Seyhan (Adana), Erzurum ve Varsak
(Antalya).
- Uzak Terminal Birimi (RTU): 386.
- 11 istasyonda uzaktan kumanda uygulaması.
- Toplanan bilgi sayısı: ~50.000
- ENTSO-E ile bağlantı
SCADA/EMS Sistemi
ADKM
MKM
ADAPAZARI
BKM
RTU
RTU
SAMSUN
BKM
RTU
RTU
GOLBASI
BKM
RTU
RTU
IITELLI
BKM
RTU
RTU
IZMIR
BKM
RTU
RTU
ELAZIĞ
BKM
RTU
RTU
ADANA
BKM
RTU
RTU
ANTALYA
BKM
RTU
RTU
ERZURUM
BKM
RTU
RTU
ENTSO-E Elektronik Veriyolu
• TEİAŞ SCADA Sistemi ile ENTSO-E Elektronik
Veriyolu (Electronic Highway) arasında 2 Mbps
bağlantı kurulmuştur.
• Bu bağlantılar üzerinden ICCP protokolü ile
Bulgaristan (ESO), Yunanistan (HTSO) ve İsviçre’de
bulunan Güney Avrupa Koordinasyon Merkezi ile
gerekli verilerin gerçek-zamanlı olarak alışverişi
yapılmaktadır.
EMS Uygulamaları
MYTM ve ADKM’de EMS yazılımları:
- Durum Kestirimi (SE)
- Kısıtlılık Analizi (CA)
- Yük Akışı Analizi (DPF)
- Otomatik Üretim Kontrol (AGC) Programı
- Kısa Dönem Yük Tahmini (STLF)
- Yük Tevzici Eğitim Simülatörü (DTS)
50 civarında santralde sekonder frekans kontrolüne katılım
için gerekli sistemler kurulmuş durumdadır.
SCADA Sisteminin Geliştirilmesi
• SCADA Sisteminin yaygınlaştırılması.
• Mevcut Kontrol Merkezlerinin “upgrade” edilmesi.
• Milli Kontrol Merkezine Rüzgar Masası ilave edilmesi.
- SCADA fonksiyonu.
- Üretimin kısıtlanması (Generation curtailment)
- Rüzgar enerjisi tahmini.
- Statik analiz fonksiyonu.
- Dinamik analiz fonksiyonu.
• Halen 40’ın üzerinde RES SCADA Sistemine dahil
edilmiş durumdadır.
Milli Güç Kalitesi Sistemi (MGKS)
• Tübitak tarafından geliştirilmiştir.
• Kullanıcıya sağlanan enerjinin kalitesini izlemek amacıyla
kurulmuştur.
• MGKS Kontrol Merkezi Ankara’dadır.
• Halen trafo merkezi ve santrallerde toplam 467
monitör servise alınmış durumdadır.
• 16 monitöre PMU özelliği kazandırılmış
bulunmaktadır. İhtiyaç duyulması durumunda bu sayı
artırılabilecektir.
Milli Güç Kalitesi Sistemi (MGKS)
Yükler
Dağıtım Hattı
İletim Hattı
İZLENEN ELEKTRİK
SİSTEMİ
Trafo Merkezi
Özel Ağ
GSM/GPRS Ağı
MİLLİ GÜÇ
KALİTESİ
MONİTÖRÜ
Internet Ağı
MİLLİ GÜÇ KALİTESİ
İZLEME MERKEZİ
Firewall
Firewall
Firewall
Gigabit Ethernet
Uzaktan İzleme
Bilgisayarı
Kimlik Doğrulama ve Güvenli Veri
Transferi
Uzaktan İzleme
Bilgisayarı
Yüksek Performans
Ağ Anahtarı
Uzaktan İzleme Bilgisayarı
Yüksek Performans
Ağ Anahtarı
Web
Uygulama
Sunucusu Sunucusu
ve
ve
Yazılımı
Yazılımı
Ana Merkez Veri
İşleme Birimi
Raid 5 Sürücü
Veri Ambarı
Sunucusu
Veri Ambarı
Yazılımı
Otomatik Teyp
Kütüphanesi
Ana Merkez Veri
Depolama Birimi
MGKS Çözümleyicileri
• Bu cihazlar, ölçüm yapılacak fiderlerin akım ve gerilim
transformatörlerine bağlanan ve bu fiderleri güç kalitesi
standartlarına (IEC 60000-4-30 ve IEEE 1159-1995)
uygun olarak analiz eden cihazlardır.
• 512 örnek/çevrim hızında 3 faz gerilim ve akım analizi
• Güç kalitesi parametreleri hesabı, 10 dakikalık ortalama
değerlerin günlük kaydı ve Ana Merkeze gönderilmesi
• Olayı (gerilim tepe/çukur/kesintileri) anında merkeze
bildirme
• 3 saniyelik ham veri bildirimi
Sağlanan bilgiler
•
•
•
•
•
•
•
•
Kırpışma (Flicker)
Kaynak gerilimindeki çukur ve tepeler
Gerilim kesilmeleri
Geçici rejim gerilim bileşenleri
Kaynak gerilimindeki dengesizlikler
Gerilim ve akım harmonikleri
Hızlı gerilim değişiklikleri
Aktif ve reaktif güç akışları
Phasor Measurement Units (PMU)
• Phasor Measurement Unit (PMU) özelliği kazandırılmış
İzleme Cihazları: Atatürk HES, Hamitabat DGKÇ,
Temelli, Birecik HES.
• Phasor Veri Yoğunlaştırıcı (PDC) toplanan bilgiler
İsviçre’de bulunan Güney Avrupa Koordinasyon Merkezi
tarafından 2Mbps Elektronik Highway bağlantısı ve ISDN
linki üzerinden alınmaktadır.
• İletişim Protokolü: IEEE C37.118 standardı.
Statcom
• MGKP kapsamında geliştirilen ± 40 MVar
kapasitesinde STATCOM Sincan TM 154 kV
barasına bağlanmıştır.
• 0,15 Hz frekansında bölgelerarası salınımların
sönümlendirilmesinde kullanılmaktadır.
• 4 adet Demir-Çelik tesisinde bulunan SVC sistemleri
de bölgelerarası salınımların sönümlendirilmesine
pozitif katkı yapacak şekilde adapte edilmiştir.
Özel Koruma Sistemi (ÖKS)
• ENTSO-E bağlantısı için Hamitabat Santralinde
kurulmuştur.
• Amaç: Mümkün olduğu ölçüde ENTSO-E CESA
Sistemine bağlı kalınmasının sağlanması.
• Türkiye sisteminde büyük miktarda ani üretim kaybı
durumunda belli trafo merkezlerinde yük atılarak.
• Türkiye sisteminde büyük miktarda ani yük kaybı
durumunda belli santrallerde ünite trip ettirilmek
suretiyle ENTSO-E CESA Sistemine bağlı
kalınması.
• Gürcistan bağlantısı ve Güney Marmara bölgesi için
de ÖKS kurulması çalışmaları yapılmaktadır.
Trafo İzleme Sistemi
• İlk uygulama 2006 yılında 45 trafonun izlenmesi
amacıyla kurulmuştur.
• Trafoların içerisinde bulunan izolasyon yağına ait gazlar
(hidrojen ve karbon monoksit) takip edilmektedir.
• Trafolarda gelişen arızaları önceden tespiti ve herhangi
bir anormal durumda gerekli önlemlerin önceden
alınması sağlanmaktadır.
• Daha gelişmiş ve daha kapsamlı bir uzaktan izleme
sisteminin kurulmasına yönelik çalışmalar devam
etmektedir.
• Yeni temin edilen trafolar ile yeni kurulmakta olan trafo
merkezlerinde kullanılan trafolar bu sisteme (uzaktan online izleme sistemine) sahip olacaktır.
Otomatik Sayaç Okuma Sistemi (AMR)
• Santral ve trafo merkezlerindeki sayaçlardan “demand” ve
saatlik bazda enerji değerleri otomatik olarak toplanmaktadır.
• 2012 yılı sonu itibariyle: 1026 merkezden (TEİAŞ, EÜAŞ,
Özel Üretim Tesisleri, Tüketiciler) toplam 2823 sayaç uzaktan
okunmaktadır.
• Sistemin kapasitesi: 10.000 sayacı kapsayabilecek şekilde
planlanmıştır.
• Uzlaştırma merkezlerinden gün sonunda, dengeleme
merkezlerinden her saat sayaç verileri toplanmaktadır.
• Sayaç verilerinin toplanması ve verilerin işlenmesini sağlayan
bu sistem uzlaştırma sistemiyle entegre bir şekilde
çalışmaktadır.
• İletişim Ortamı: GPRS, ADSL, PSTN, FO.
Piyasa Yönetim Sistemi (PYS)
• Elektrik piyasasının gelişimi:
1 Ağustos 2006: Üç zamanlı olarak elektrik piyasasının açılması.
1 Aralık 2009: Gün öncesi planlamanın başlaması.
1 Aralık 2011: Gün öncesi piyasaya geçilmesi.
• Gün öncesi piyasası PYS üzerinde çalışmaktadır.
• 1 Ocak 2013 itibari ile:
- Piyasa katılımcısı sayısı: 588
- Serbest tüketici sayısı: 41.628
- Serbest tüketici sayaç sayısı: 190.078
• Gün öncesi piyasası, piyasa katılımcılarına
portföylerini dengeleme imkanı sağlamaktadır.
Dengeleme Güç Piyasası Yönetim Sistemi
(DGPYS)
• Gün öncesinde alınan teklifler kullanılarak
dengeleme DGPYS ile yapılmaktadır.
• AMR Sistemi vasıtasıyla toplanan sayaç
değerleri ile dağıtım şirketlerinin bildirdikleri
bilgiler kullanılarak uzlaştırma hesaplamaları
yapılmaktadır.
• Gün-içi (Intraday) piyasası oluşturma çalışmaları
devam etmektedir.
Yan Hizmetler Merkezi İzleme ve Kontrol
Sistemi (YHMİKS)
• Yan hizmetlerin izlenmesi ve değerlendirilmesi
amacıyla kurulmuştur:
- Primer frekans kontrolü
- Sekonder frekans kontrolü
- Reaktif güç desteği hizmeti
Diğer yan hizmetler (Gelecekte).
• SCADA Sisteminden ICCP protokolü vasıtasıyla
bilgi alınmaktadır.
• PYS ile de entegrasyon öngörülmüştür.
Back-to-Back İstasyonlar
Gürcistan:
• 400 kV Gürcistan bağlantısı için Gürcistan tarafında 700 (2x350) MW Back-toBack İstasyonu tesis edilmiş bulunmaktadır. 400 kV Akhaltsikhe (Gürcistan) Borçka (Türkiye) hattının tamamlanmasıyla servise girecektir.
• 154 kV Hopa (Türkiye) - Batum (Gürcistan) bağlantısı için Gürcistan tarafında
350 MW Back-to-Back istasyon tesisi planlanmaktadır.
İran:
• 400 kV Van (Türkiye) - Khoy (İran) hattı için Türkiye tarafında 600 MW Back-toBack İstasyon tesisi amacıyla teknik şartname hazırlıkları yapıldı, ihale
aşamasında. Gelecekte Van TM’de ikinci bir 600 MW Back-to-Back İstasyon
tesisi planlanıyor.
Suriye:
• 400 kV Birecik (Türkiye) - Halep (Suriye) hattı için Türkiye tarafında 600 MW
Back-to-Back İstasyon tesisi amacıyla teknik şartname hazırlıkları yapıldı, ihale
aşamasında.
Irak:
• 400 kV Cizre (Türkiye) – Musul (Irak) hattı için 500 MW Back-to-Back İstasyon
tesisi konusunda etüt çalışmaları yapılmıştır.
Statcom Üniteleri
Sulama pompalarının sebep olduğu gerilim problemi
ile ilgili olarak Güneydoğu Anadolu’daki bazı
istasyonlara tesis edilecektir:
• İhale süreci: 2 x 12 MVar + 1x 24 MVar Statcom
• İlave: 2 x 12 MVar Statcom
Trafo Merkezi Otomasyonu
Digital Trafo Merkezi (IEC61850):
• TEİAŞ Trafo Merkezi tesisi konusundaki teknik
şartnamelerini revize etmektedir.
• 2013’te: İlk olarak 154 kV trafo merkezi ihalesi
yapılacaktır.
• İkinci aşama: 400 kV trafo merkezlerinde uygulanacaktır.
İletim Sisteminde Akıllı Şebeke Uygulamaları
Fizibilite Çalışması
USTDA ile 8 Şubat 2013 tarihinde anlaşma imzalanmıştır:
•İletim şebekesinde mevcut durumun incelenmesi ve Akıllı
Şebeke uygulamaları konusunda Gap Analysis yapılması.
•İletim sisteminde ihtiyaçların belirlenmesi ve uygun Akıllı
Şebeke sistemlerinin önerilmesi.
•Ekonomik ve finansal analiz yapılması.
Bu çalışmanın sonuçları TEİAŞ tarafından gelecekte Akıllı
Şebekeler konusunda yapılacak uygulamalarda dikkate
alınacaktır.
Danışman firma seçimi için teklifler 30 Nisan 2013’te alınmıştır.
Teşekkürler.
İletişim: [email protected]