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
Gereksinim Değerlendirmesi
İletim Alternatiflerinin Değerlendirilmesi
Maliyet Analizi ve Değerlendirmeler
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.
2040 Yılı Planlanan Şebeke Öngörümü
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
2040 Yılı Planlanan Şebeke Öngörümü
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
2040 Yılı Planlanan Şebeke Öngörümü
9
2040 Yılı Planlanan Şebeke Öngörümü
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
2040 Yılı Planlanan Şebeke Öngörümü
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
2040 Yılı Planlanan Şebeke Öngörümü
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
2040 Yılı Türkiye İletim Sistemi
Gereksinim Değerlendirmesi
İletim Alternatiflerinin Değerlendirilmesi
Maliyet Analizi ve Değerlendirmeler
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
2040 Yılı Türkiye İletim Sistemi
Gereksinim Değerlendirmesi
İletim Alternatiflerinin Değerlendirilmesi
Maliyet Analizi ve Değerlendirmeler
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.
İletim Alternatifi – UHVAC Opsiyonu
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.
İletim Alternatifi – UHVAC Opsiyonu
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
2040 Yılı Türkiye İletim Sistemi
Gereksinim Değerlendirmesi
İletim Alternatiflerinin Değerlendirilmesi
Maliyet Analizi ve Değerlendirmeler
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