Oguz yilmaz

TÜRKİYE ELEKTRİK SİSTEMİ’NDE YAN HİZMETLER
ELEKTRİK ÜRETİCİLERİ DERNEĞİ İÇİN
BİLGİLENDİRME SUNUMU (ÖZET)
19 Temmuz 2012, Ankara
Yük. Elekrik-Elektronik Müh. Oğuz YILMAZ
Başuzman Araştırmacı, TÜBİTAK
oguz.yilmaz[at]ieee.org
oguz.yilmaz[at]tubitak.gov.tr

Genel BakıĢ
Türkiye Elektrik Sistemi’nde Yan Hizmetler (Elektrik Piyasası Yan Hizmetler Yönetmeliği)
• Primer Frekans Kontrolü (Primary Frequency Control, governor action)
• Sekonder Frekans Kontrolü (Secondary Frequency Control, AGC)
• Üreticilerden Reaktif Güç Desteği Sağlanması (Reaktif Güç Kontrolü) (Reactive Power Support
and Voltage Control)
• Oturan Sistemin Toparlanması (System Restoration and Black-start)
• Anlık Talep Kontrolü (Demand Side Management)
• Bekleme Yedekleri (Stand-by reserves)
• Bölgesel Kapasite Kiralama Hizmeti
Santralların Yan Hizmet Yeterlilikleri
• Frekans Kontrolü
• Reaktif Güç Desteği Sağlanması (Reaktif Güç Kontrolü) (Reactive Power Support and Voltage
Control)
• Toparlanma Yeteneği (Black-start capability)
Yan Hizmetlerin Ġzlenmesi ve Denetimi
• Tübitak Yan Hizmetleri İzleme ve Değerlendirme Yazılımı
• TEİAŞ Yan Hizmetler Merkezi İzleme ve Kontrol Sistemi
- 2 -

Türkiye Elektrik Sistemi’nde Yan Hizmetler
Yük-Frekans Kontrolü (Load-Frequency Control) özelinde,
• Bekleme Yedekleri (Stand-by reserve)
Acil Durum Kontrolü (Emergency Control) özelinde,
Gerilim Kontrolü ve Reaktif Güç Desteği (Volts/VAR Control) özelinde,
• Üreticilerden Reaktif Güç Desteği Sağlanması (Reaktif Güç Kontrolü) (Reactive
Power Support and Voltage Control)
 Türkiye Elektrik Sistemi’nde özel bir anlaşmaya tabi yan hizmetler aşağıdaki şekilde
sınıflandırılabilir. (Elektrik Piyasası Şebeke Yönetmeliği Madde 125 - Elektrik Piyasası
Yan Hizmetler Yönetmeliği)
- 3 -

 Yük-Frekans Kontrolü (Load-Frequency Control)
 Primer Frekans Kontrolü
(Yan hizmetler yönetmeliğinde tanımlı, anlaĢmaya tabi, zorunlu yan hizmet)
 Amaç => Üretim-Tüketim dengesinin anlık sağlanması
 Gücün değişimi için zaman gereksinimi
 Kinetik enerji değişimi, frekans sapması
 Belirli bir standart dahilinde, ünitelerin frekans sapmasına oransal, otomatik ve
sürekli tepkisi
 Örnek simülasyonlar
 Detaylar için Oguz Yilmaz, «Yük-frekans Kontrolü Ve Türkiye Elektrik Sistemi
Uygulamaları, Genel Değerlendirmeler», ICCI 2012, İstanbul
- 4 -

 Primer Frekans Kontrolü-Analoji
50
49
Emniyet
tıkacı
1) Seviye: 50 birim
Giriş debi: 80 birim
Çıkış debi: 80 birim
2) Çıkış debi: 80=>82
Giriş debi: 80 birim
Seviye: 50=>49
3) Çıkış debi:82
Giriş debi: 80=>82
Seviye: 50=>49
4) Giriş debi: 82
Çıkış debi:82
Seviye: 49.8
49.8
- 5 -

1) Üretim=Tüketim
2)-3)Üretim<Tüketim
4) Üretim=Tüketim
Primer Tepki sonucu üretim-tüketim
dengesinin sağlanması ve frekans
düĢüĢünün durdurulması
Kaynak: ENTSO-E Operation Handbook

 Sekonder Frekans Kontrolü
 1.amaç => Frekans sapmasının ortadan kaldırılması
 2.amaç =>Bölgeler arası yük akışlarının planlanan değerlerde tutulması
 Bir grup üretim tesisi üzerine, sistem bazında, SCADA/EMS sistemi AGC
(Automatic Generation Control) fonksiyonu aracılığıyla uygulanan merkezi
kontrol
- 8 -

 Tersiyer Frekans Kontrolü
(Mevcut durumda, ġebeke Yönetmeliği’nde, Dengeleme Güç Piyasası
kapsamında sağlanan yan hizmet olarak tanımlanmaktadır.Yan Hizmetler
Yönetmeliği’nde yer almamaktadır.)
 1.amaç => Sekonder Frekans Kontrolu için, özellikle otomatik denetim
altındaki gerekli rezerv sürekliliğinin sağlanması
 2.amaç =>Sekonder Rezervin yetersiz olduğu durumlarda, gerçek zamanlı
dengeleme. (Directly Activated Tertiary Reserve)
 Mevcut durumda, dengeleme birimleri tarafından, Elektrik Piyasası Dengeleme
ve Uzlaştırma Yönetmeliği hükümleri uyarınca, dengeleme güç piyasası
kapsamında verilen yük alma ve yük atma talimatları aracılığıyla sağlanır.
- 10 -

 Bekleme Yedekleri
(Yan hizmetler yönetmeliğinde tanımlı, anlaĢmaya tabi, yan hizmet)
 1.amaç => Mevcut yönetmelik tanımıyla, öngörülemeyen sebeplerle
tüketimin hesaplanan talep tahminlerinin üzerinde gerçekleşmesi durumunda
tersiyer rezervin serbest hale getirilmesi.
 2.amaç => Mevcut yönetmelik tanımıyla, tersiyer rezervin yetersiz kalması
durumunda tersiyer rezerv oluşturulması.
 Mevcut durumda, üretim kapasitesini ikili anlaşmalar, Gün Öncesi Piyasası ve
Dengeleme Güç Piyasası vasıtasıyla satamamış ve Elektrik Piyasası Yan
Hizmetler Yönetmeliği hükümleri uyarınca önceden seçilmiş, devrede olmayan
(offline) üretim tesislerinin devreya alınması vasıtasıyla sağlanır.
- 12 -

Yük-Frekans Kontrolü, ENTSO-E Tanımları ve Uygulamaları, Genel
- 13 -Kaynak: ENTSO-E Operation Handbook

Yük-Frekans Kontrolü, ENTSO-E Tanımları ve Uygulamaları, Genel
- 14 -Kaynak: ENTSO-E Operation Handbook

- 15 -

 Acil Durum Kontrolü (Emergency Control)
 Anlık Talep Kontrolu (Instantaneous Demand Control)
 Amaç => Mevcut yönetmelik tanımıyla, ani bir üretim-tüketim dengesizliği
durumunda primer frekans kontrolüne ek olarak, frekansın düşük frekans
rölelerinin çalıştığı seviyeye (49 Hz) düşmesini önlemek,
 Mevcut durumda,
 TEİAŞ tarafından düzenlenen ihaleler aracılığıyla belirlenen, elektrik
tüketimi ihale ilanında belirtilen seviyenin üzerinde olan, iletim sistemine
bağlı gönüllü tüketim tesislerince,
 TEİAŞ tarafından belirtilecek teknik kriterleri sağlayan ve tüketim tesisi
sahibi tüzel kişilerce tesis edilecek Anlık Talep Kontrolu röleleri vasıtasıyla,
 İhalede belirlenen yük miktarının,
 Frekansın TEİAŞ tarafından belirlenen frekans kademesine (>49 Hz)
düşmesi durumunda atılması vasıtasıyla sağlanır.
- 16 -

 Anlık Talep Kontrolu (Instantaneous Demand Control)
 Teknik Kriterler
 TEİAŞ’ın mevcut yönetmeliklerde tanımlı uygulamasına göre bu hizmet, ilgili
tüketim tesisinde, belirlenmiş yük/yükler için tesis edilecek Düşük Frekans Yük
Atma Röleleri (Underfrequency Load Shedding Relay) vasıtasıyla
gerçekleştirilecektir.
 Bu yan hizmetin yürürlüğe girmesinden önce, ilgili tüketim tesisi için,
belirlenmesi gereken ve uygulamaya esas olacak temel parametreler,
 Yük Atılacak Frekans Seviyesi,
 İlgili tüketim tesisinde atılacak yük miktarı ve fiderler
 Yük atımı başlangıcı için maksimum gecikme süresi
 Yük atımının tamamlanma süresi
 Yük atımının sürdürüleceği toplam süre (azami 15 dakika)
olarak belirtilebilir.
 Yük Atma Röleleri Teknik Karakteristikleri
- 17 -

 Oturan Sistemin Toparlanması’na Katılım
(System Restoration and Blackstart)
 Amaç => İletim sisteminin kısmen veya tamamen oturması durumunda, TEİAŞ’ın
en az kayıpla, mümkün olduğunca hızlı ve güvenli bir şekilde arzı müşterilere
tekrar sağlaması
 Mevcut durumda,
 Harici bir enerji kaynağına ihtiyaç duymadan devreye alınabilen ve Elektrik
Piyasası Yan Hizmetler Yönetmeliği uyarınca imzalanan Yan Hizmet
Anlaşmaları’nda belirtilen teknik kriterleri sağlayan üretim tesisleri, TEİAŞ
tarafından Toparlanma Yeteneği (Blackstart Capability) olan üretim tesisleri
olarak belirlenir.
 Bu tesislerden temin edilen enerji, izole adaların enerjilendirilmesi,
müşterilerin beslenmesi, üretim tesislerinin yeniden devreye alınması ve iletim
sisteminin tekrardan enterkonnekte yapıya kavuşturulması, için kullanılır.
- 18 -

Yan Hizmetlerin Uygulama Prensipleri
 Oturan Sistemin Toparlanması (System Restoration and Blackstart Capability)
 “Black start” Yeterliliği” (Kendiliğinden Toparlanma/ Kalkınma Yeterliliği)
 Harici bir enerji kaynağından bağımsız devreye girebilme
 Belirlenen sabit bir süre içerisinde devreye girebilme
 Ardı Sıra Tam Karanlıktan (Blackout) Toparlanabilme
 Ada Modu Kararlılığı
 Blok Yük (Tek basamakta ani yük değişikliği) Kabul Edebilme Yeterliliği
 Boş Hatların Enerjilendirilmesi ve Reaktif Güç Yeterlilikleri (Line Charging)
 Emreamadelik Oranı
 Sistem Toparlanma Süreci
 Detaylar için , Oguz YILMAZ, “Oturan Sistemin Toparlanması (System
Restoration) ve Ünitelerin “Black start” (Kendiliğinden Toparlanma) Yeterlilikleri
Teknik Kriterler, Değerlendirmeler ve Test Prosedürleri”, 30 Eylül 2011.
 Oguz YILMAZ, İsmail ELMA, «Oturan Sistemin Toparlanması Hizmeti Performans
Testleri», 08.06.2012
- 19 -

- 20 -

 Gerilim Kontrolü ve Reaktif Güç Desteği- (Volts/VAR Control)
 Reaktif Güç Kontrolü (Üreticilerden Reaktif Güç Desteği Sağlanması ve Gerilim
Kontrolü)
 Amaç => Sistem genelinde optimum gerilim profilinin elde edilerek tüketicilere
kaliteli arz sağlanması ve iletim/dağıtım kayıplarının minimize edilmesi
 Şebeke Yönetmeliği ve Yan Hizmetler Yönetmeliğinde belirtildiği şekilde,
 İletim sistemine bağlı kurulu gücü 30 MW ve üstünde olan lisanslı tüm
üretim tesisleri ve dağıtım sistemine bağlı lisanslı tüm üretim tesislerinin,
 Aşırı ikazlı olarak 0.85 ve düşük ikazlı olarak 0.95 güç faktörleri arasında
ve/veya, bu alanın dışında da, imzalanan yan hizmet anlaşması uyarınca,
iletim veya dağıtım sistem işletmecisinin talimatları doğrultusunda reaktif
güç kontrolüne katılımları zorunludur.
 Detaylar ve Genel Değerlendirme için: Oguz Yilmaz, İsmail Elma,
«Türkiye Elektrik Sistemi’nde Reaktif Güç Desteği Sağlanması ve Gerilim
Kontrolü, Reactive Power Support and Voltage Control in Turkish Electric
Power System», (ELECO 2012’de sunulmak üzere)
- 21 -

Genel BakıĢ
- 22 -
Control)
• Toparlanma Yeteneği

Santralların Yan Hizmet Yeterlilikeri
- 23 -
Control)

 Frekans Kontrolü
 Aktif Güç ve Hız Kontrolü--Temel hız regülatörü (governor) ve ünite kontrol
döngüleri
 Temel Hız/Yük Kontrolü
 Senkronizasyon öncesi ve sonrası
 Aktif Güç Kontrolü
 Sabit güç kontrolü
 Frekans etkili güç kontrolü
 SCADA/EMS sistemi AGC fonksiyonu, Haberleşme Protokolleri ve
Sinyaller
 Üniteler arası Yük Dağılımı (Plant Load Control)
 Kömür Yakıtlı Santrallar Özelinde Ünite Kontrol prensipleri ve İşletme Şekilleri
 Türbini takip eden kazan kontrolü
 Kazanı takip eden türbin kontrolü
 Koordine kontrol
 Kayar basınç kontrolü
 Basınç Kontrolü
- 24 -

- 25 -
Control)
• Toparlanma Yeteneği

Kontrolü)
- 26 -
Temel Bilgiler,
• Yüklenme Eğrisi Detayları
• Generatör İşletme Şekilleri
• Gerilim Kontrol Yapıları ve Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar
• Örnek simülasyonlar
Reaktif Güç Destek Hizmeti Sağlanmasına Dair Yan Hizmet AnlaĢmaları
• Teknik Kriterler, Genel İşletme ve Tasarım Detayları
• Zorunlu Reaktif Güç Destek Miktarları
• Temel prensipler
• Uygulama Detayları ve Ayar Konfigürasyonu

Bu eğri üzerinde MVA < Rated MVA
Bu eğri üzerinde
MVA = Rated MVA
“Genel olarak” Türbin-Generator ikilisi, nominal güç
faktörü belirlendikten sonra bu nokta dikkate alınarak
seçilir.
xP nominal turbin <= x olması beklenir. y
Örnek bir Yüklenme Eğrisi
[Generator Nominal cos phi = 0.90 için]
z
ġebeke yönetmeliğinde, generatör
teknik tasarım ve performans Ģartı
olarak olarak, 0.85 nominal güç
faktörü iĢaret edilmektedir.

Kontrolü)
 Generatör ĠĢletme ġekilleri
 Generator Terminal Gerilimi Kontrolü
 Generator “cos phi” (güç faktörü) Kontrolü
 Generator MVAR (reaktif güç) Kontrolü
 “Line Drop Compensation” (Trafo empedansı gerilim düşümünün kısmi kompanse
edilmesi)
 Santral Yüksek Gerilim Barası Gerilim Kontrolü (High Side Voltage Control)
 Generatör Güç faktörü Kontrolü ve Generatör MVAR Kontolü
 Prensip olarak, Primer Frekans Kontrolüne katılımı beklenen bir ünitenin frekans değişimine
otomatik, oransal, sürdürülen tepki vermesi yerine sabit yük kontrolünde çalışması ile
benzer konudur.
 Bu kontrol yapılarının herhangi bir dış bara gerilim kontrol yapısı olmadan (outer control
loop) kullanılması Sistem ĠĢletmecisi tarafından özel bir talimat gelmedikçe, iletim
sistemine bağlı ve belirli bir gücün üzerindeki üretim tesislerinde tercih edilmemesi gereken
işletme şekilleridir.
- 28 -

Kontrolü)
 Generatör ĠĢletme ġekilleri
 Generator Terminal Gerilimi Kontrolü
 Generator “cos phi” (güç faktörü) Kontrolü
 Generator MVAR (reaktif güç) Kontrolü
 “Line Drop Compensation” (Trafo empedansı gerilim düĢümünün kısmi
kompanse edilmesi)
 Santral Yüksek Gerilim Barası Gerilim Kontrolü (High Side Voltage
Control)
 Generatör Terminal Gerilimi Kontrolü, “Line Drop Compensation” ve
“High Side Voltage Control”
 Gerilim Desteği açısından (voltage supporting action) Sistem İşletmecisi
tarafından tercih edilecek işletme şekilleri.
- 29 -

Kontrolü)
 Gerilim Kontrol Yapıları, HSVC
- 30 -
G
Step-Up
Trafo
Bara
Generator
Terminali
Terminal Gerilim
Ref. (Arttır/Azalt)
Q, MVAR
Diğer ünitelerin
aktif/reaktif
yüklenmesi
V/Q Ref
Bara
Gerilim
Kontrolcüsü
Gerilim
ya da
MVAR
Ref. Set
Diğer Üniteler
AVR

Kontrolü)
 Gerilim Kontrol Yapıları, Operatör Denetimi
- 31 -
G
Step-Up
Trafo
Bara
Generator
Terminali
Terminal Gerilim
Ref. (Arttır/Azalt)
Q, MVAR
Diğer ünitelerin
aktif/reaktif yüklenmesi
V Ref
Kontrol
Odası
Operatörü
Gerilim ya
da MVAR
Ref. Set
Diğer Üniteler
AVR
Varsa, Yükte Kademe
Değiştirici Pozisyonu
Yükte Kademe Değiştirici, operator denetiminde Manual kullanılabileceği, gibi
otomatik olarak da Yüksek Gerilim Barasını regüle etmek için Auto’da da kullanılabilir
Bara Gerilim Referans
Değeri

Kontrolü)
- 32 -
Temel Bilgiler,
• Yüklenme Eğrisi Detayları
• Generatör İşletme Şekilleri
• Gerilim Kontrol Yapıları ve Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar
Reaktif Güç Destek Hizmeti Sağlanmasına Dair Yan Hizmet AnlaĢmaları
• Teknik Kriterler, Genel İşletme ve Tasarım Detayları
• Zorunlu Reaktif Güç Destek Miktarları
• Temel prensipler
• Uygulama Detayları ve Ayar Konfigürasyonu

Kontrolü)
 Reaktif Güç Desteği Sağlanmasına Dair Yan Hizmet AnlaĢmaları
 Zorunlu Reaktif Güç Destek Miktarları
Üretici, Reaktif Güç Desteği Sağlanmasına Dair Yan Hizmet Anlaşması
kapsamında yer alan üretim tesislerinin her bir ünitesinde, ilgili tesisin bağlı
olduğu baranın gerilimini, BYTM ve/veya Sistem İşletmecisi tarafından
belirlenen set değerinde regüle etmek amacıyla, generatör terminalinde;
Zorunlu olarak, o ünitenin nominal gücüne göre, aşırı ikazlı olarak 0.85 güç
faktörüne, düşük ikazlı olarak 0.95 güç faktörüne tekabül eden reaktif güç
değerlerine, nominal çıkış gücü ve minimum kararlı üretim düzeyleri
arasındaki her noktada gerektiğinde ulaşabilir olmasını sağlayacak,
Belirtilen bu zorunlu değerlere ulaşıldığı halde, bara geriliminin istenen bara
set değerinde regüle edilemediği durumlarda, BYTM veya Sistem
İşletmecisi’nin gerekmesi halinde vereceği talimatlar doğrultusunda da, o anki
işletme koşullarındaki generatör yüklenme eğrisi sınırlarında, reaktif güç
destek hizmeti verecektir.
- 33 -

Kontrolü)
 Zorunlu Reaktif Güç Destek Miktarları,Genel Prensip (Yakın gelecekte
farklı değerlendirmeler olabilir)
- 34 -
Q (MVAR)
P nom.MKUD
Generator Nom. Cosφ
=0.85
Cosφ =0.95
Qmax +
Qmax -

Kontrolü)
 Temel prensipler, Uygulama Detayları ve Konfigürasyon
 Şebeke gerilim seviyesinin ulaşılabilir maksimum reaktif güç miktarına
etkisi
 Generatör Terminal Gerilimi çalışma aralığı
 Step-up Trafo kademe değişimi (Yükte ve Yüksüz kademe değişimi
gerekliliği, dönemsel/kalıcı/sürekli)
 Santral elektriksel konfigürasyonu ve iç ihtiyaç bağlantısı
 Generatör Soğutma Sistemi Detayları (TEWAC, Hydrogen, OV)
 V/f, OEL, UEL vb. limitleme ve koruma ayar konfigürasyonu
 Genel değerlendirmeler için: Oguz Yilmaz, İsmail Elma, «Türkiye Elektrik
Sistemi’nde Reaktif Güç Desteği Sağlanması ve Gerilim Kontrolü,
Reactive Power Support and Voltage Control in Turkish Electric Power
System», (ELECO 2012’de sunulmak üzere)- 35 -

- 36 -
Control)
• Toparlanma Yeteneği (System Restoration Black start capability)

 Oturan Sistemin Toparlanması (System Restoration and Blackstart Capability)
 “Black start” Yeterliliği” (Kendiliğinden Toparlanma/ Kalkınma Yeterliliği)
 Harici bir enerji kaynağından bağımsız devreye girebilme
 Belirlenen sabit bir süre içerisinde devreye girebilme
 Ardı Sıra Tam Karanlıktan (Blackout) Toparlanabilme
 Ada Modu Kararlılığı
 Blok Yük (Tek basamakta ani yük değişikliği) Kabul Edebilme Yeterliliği
 Boş Hatların Enerjilendirilmesi ve Reaktif Güç Yeterlilikleri (Line Charging)
 Emreamadelik Oranı
- 37 -

Genel BakıĢ
- 38 -
Control)

 Tübitak Yan Hizmetlere Katılım Ġzleme ve Değerlendirme Yazılımı
 TEĠAġ Yan Hizmetler Merkezi Ġzleme ve Kontrol Sistemi için ilk prototip
uygulama
 Üretim Tesislerinden Talep Edilen Veri Kayıt Formatları
 Frekans Kontrolu ve Reaktif Güç Desteği Yan Hizmetlerinin Ġzlenmesi
 Matematiksel Modelleme ve Kurallar
 Yazılım üzerinden örnek gösterimler ve değerlendirmeler,
 TEĠAġ Yan Hizmetler Merkezi Ġzleme ve Kontrol Sistemi (YHMĠKS)
 SCADA/EMS – DGPYS – Santral Veri Kayıt Sistemleri Entegrasyonu
 Bedel Ödenmesi ve Cezai İşlemler
- 39 -

TEġEKKÜRLER
- 40 -

Oguz Yilmaz received B.S. and M.S. degrees from Middle East Technical University, Turkey, in 2002 and
2006 respectively. Between 2003-2006, he was with Intergen-ENKA 1520 MW Izmir CCPP as a power
plant engineer responsible from electrical equipment and turbine control systems.
Currently he is working as a Senior Engineer at the Power Systems Department of TUBITAK. (Energy
Institute, Ankara)
Having worked as project engineer and project leader throughout the projects carried out on behalf of
TEIAS for Turkey’s Interconnection to European Power System (ENTSO-E), he is leading technical
projects for the Ancillary Services Directorate of TEIAS since the successful realization of the ENTSO-E
interconnection.
TÜRKĠYE ELEKTRĠK SĠSTEMĠ’NDE YAN
HĠZMETLER
ELEKTRĠK ÜRETĠCĠLERĠ DERNEĞĠ ĠÇĠN
BĠLGĠLENDĠRME SUNUMU (ÖZET)
19 Temmuz 2012, Ankara- 41 -

Oguz yilmaz

Recommended

Recommended

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (6)

More from PowerSystems2k

More from PowerSystems2k (7)

Oguz yilmaz