RİTM Türkiye`de Rüzgârdan Üretilen Elektriksel Güç İçin İzleme ve

Transkript

Elek
ktrik Elektro
E
onik
Mühe
endisliiği Gün
nleri
Eylül 2011
Türkiye’de Rüzgârdan Üretilen
Elektriksel Güç İçin İzleme ve Tahmin
Sistemi Geliştirilmesi Projesi
(RİTM)
Prof Dr.
Prof.
Dr Muammer ERMİŞ
Prof
Prof. Dr.
Dr Işık ÇADIRCI
Erman TERCİYANLI
ODTÜ
TÜBİTAK UZAY
TÜBİTAK UZAY
Sunum Planı
1. Genel Durum
2. Proje Özeti
Ö
3 RES Ölçüm Alt Sistemi
3.
4. Rüzgâr Tahmin Alt Sistemi
5. Rüzgâr’dan Üretilecek Olan Elektriksel Gücü
Tahmin Alt Sistemi
6 Merkez Alt Sistemi
6.
7. Kullanıcı Alt Sistemi
8. Sonuç
2
Genel Durum
DOĞALGAZ
30.22%
ATIK
0.20%
ÇOK YAKITLI
7.50%
JEOTERMAL
0.18%
KÖMÜR
23.28%
İ
İ
HİDROLİK
33.14%
FUEL OIL
2.37%
RÜZGAR
3.11%
TÜRKİYE ELEKTRİK SİSTEMİ KAYNAK BAZINDA KURULU GÜÇLER (MW)
3
Genel Durum
Lisans Türü
Lisans Alınan
Toplam Güç
(MWe)
Mevcut
Kurulu Güç
(MWe)
Yatırım
Aşamasındaki
T l
Toplam
Güç
Gü
(MWe)
Otoprodüktör
Lisansı
30.2
1.2
29
Üretim Lisansı
5729.7
1559.2
4170.5
YİD
17.4
17.4
TOPLAM
5777.3
1577.8
4199.5
RES’LERDE MEVCUT DURUM (EPDK)
4
Genel Durum
AKDENİZ
284
18%
MARMARA
664.25
42%
EGE
629.6
40%
RES’LERDE MEVCUT DURUM (EPDK)
5
Genel Durum
Yıllık Ortalama Rüzgar
Hızı - 50 m (m/s)
Güç Yoğunluğu - 50 m
(W/m2)
Kapasite (MW)
7075
7.0-7.5
400 –500
500
29 259 36
29.259,36
7.5-8.0
500 –600
12.994,32
8.0-9.0
600 –800
5.399,92
,
>9.0
> 800
195,84
47.849
TOPLAM
DENİZ ÜSTÜ
ALANLAR
10,013
21%
KARASAL
ALANLAR
37,836
79%
TÜRKİYE RÜZGAR ENERJİSİ POTANSİYELİ (EİE)
6
Sunum Planı
1. Genel Durum
2. Proje Özeti
3.
4. Rüzgâr
g Tahmin Alt Sistemi
Tahmin Alt Sistemi
6.
8. Sonuç
7
Proje Özeti
AMAÇ
 Rüzgar
g enerjisi
j santrallerinin (RES)
(
) Türkiye
y Elektrik
Sistemi’ne geniş ölçekli entegrasyonunun sağlanması
 Bir rüzgar
g gücü
g
izleme ve tahmin sistemi geliştirmek
g ş
ve bu sistemi Türkiye geneline yaygınlaştırmak
8
Proje Özeti
PROJENİN ORGANİZASYONU
 Projenin Sahibi : Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü
 Projeyi
j y Yürüten : TÜBİTAK UZAY / Güç
ç Elektroniği
ğ Bölümü
 Diğer Paydaş
: Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü
 Başlama Tarihi
: 15.07.2010
 Süresi
: 3 yıl
 Web sayfası
: www
www.ritm.gov.tr
ritm gov tr
9
Proje Özeti
SİSTEM
İ
MİMARİSİ
İ
İ İ
10
Proje Özeti
AKDENİZ
EGE - MARMARA
AKDENİZ
171
36%
MARMARA
100,1
21%
EGE
208,4
43%
İZLENEN SANTRALLER
11
Proje Özeti
Santral
No
Santral Adı
R001
Aliağa Res
R002
Ayyıldız Res
R003
Bandırma 2 Res
(BARES)
R004
Bandırma Res
R005
Belen Res
R006
Bores
R007
Burgaz Res
R008
Mare Manastır
R009
Gökçedağ Res
R010
Soma Res
Yeri
İzmir
Aliağa
Balıkesir
Bandırma
Balıkesir
Bandırma
Balıkesir
Bandırma
Hatay
B l
Belen
Çanakkale
Bozcaada
Çanakkale
Gelibolu
İzmir
Çeşme
Osmaniye
Bahçe
Manisa
Soma
Firma
Hub Yüksekliği (m) Kurulu Gücü (MW)
Bilgin
80
90
Ak Enerji
80
15
Bilgin
54,7
30
Borusan
80
60
Gürişş
80
30
Demirer
40
10,2
Polat-Demirer
Polat
Demirer
64/55/54
14,9
Demirer
49/54
39,2
Zorlu
85
135
Polat
55/65
79,2
TOPLAM
İZLENEN SANTRALLER
479,5
479 5 + 30 MW
12
Sunum Planı
1. Genel Durum
2. Proje Özeti
Ö
3.
Tahmin Alt Sistemi
6.
8. Sonuç
13
RES Ölçüm Alt Sistemi
ÖLÇÜMLER
MERKEZ İSTASYON
Anemometre
Rüzgar Yön
Sensörü
 Sensör Modülü

Anemometre

Rüzgar Yön Sensörü

Nem Sensörü

Sıcaklık Sensörü

Basınç Sensörü
Nem Sensörü
Sıcaklık
Sensörü
Basınç
Sensörü
Internet
Uydu
 Ağ Bağlantı Modülü
GPRS
A l
Analog
Kanallar
GPRS
Modem
Opsiyonel
Ethernet Girişi
Seri Port
Data Logger
Opsiyonel
Güç Girişi
(Veri Toplayıcı)
 DataLogger Modülü
 Güç Modülü
GÜÇ MODÜLÜ
GPS
PV Panel
Akü Şarj
Denetleyicisi
 GPS Modülü
GPS Modülü
Akü Grubu
 Ölçüm Direği
14
AYYILDIZ RES
S RGİ
Gİ Kurulumu ((RGİ
Gİ 001))
15
BORES
O S RGİ
Gİ Kurulumu ((RGİ
Gİ 002))
16
17
AKIM ve GERİLİM DALGA BİLGİSİ
SİNYAL ANALİZİ
ETKİN DEĞER ANALİZİ
- Gerilim RMS (10 Çevrim)
- Frekans (10 sn.)
- Akım RMS (10 Çevrim)
- Kısa Süreli Fliker (10
dak.)
- Aktif Güç, Reaktif Güç,
Gö ü
Görünen
Gü
Güç (10 Çevrim)
Ç i )
OLAY ANALİZİ
- Gerilim çukuru
- Gerilim Tepesi
- Gerilim Kesintisi
RÜZGAR GÜCÜ
- Güç Faktörü (10 Çevrim)
3 saniyelik olay gerilim ve
akım dalga şekilleri
- 40 Harmonik (V&I) (10
Çevrim)
- 40 İnterHarmonik (V&I) (10
Çevrim)
ÇÖZÜMLEYİCİSİ
ANALİZ YAZILIMI
- Dengesizlik (10 Çevrim)
10 Saniyelik Ortalama
DEPOLAMA / ŞİFRELEME
Rüzgar Enerjisi İzleme ve Tahmin Merkezi
18
RÜZGAR GÜCÜ
Ç
ÇÖZÜMLEYİCİSİ
UZAKTAN
BAĞLANTI
ARAYÜZÜ
19
RES OLAY VERİLERİ
İ
İ
20
 RÜZGAR GÜCÜ ÇÖZÜMLEYİCİSİ MONTAJ FOTOLARI
(AYYILDIZ RES)
21
(BANDIRMA RES)
22
(BURGAZ RES)
23
RES SCADA Sistemi :
Veriler mevcut scadaların veritabanlarında
t t l
tutulur.
Ölçüm Periyodu:*1 sn, *10dk, *1gün
Merkez Bina Bilgi işlem :
Veriler santralden VPN ağı ve OPC üzerinden
aktarılır.
aktarılır
Bir günlük veriler, FTP Sunucu üzerinde
bulunan FTP klasöründe otomatik olarak
oluşturulur.
l t
l
RİTM Sunucu :
FTP Sunucuya FTP istemcisi aracılığıyla
bağlanılarak veriler RİTM veritabanına aktarılır.
Aktarım Periyodu: Günde 1 defa
24
Sunum Planı
1. Genel Durum
2. Proje Özeti
Ö
3.
Tahmin Alt Sistemi
6.
8. Sonuç
25
Rüzgar Tahmin Alt Sistemi
 Orta
ölçekli
alınmakla
sayısal
birlikte
hava
proje
tahminleri
kapsamında
DMİ’den
model
çalıştırılmaktadır.
çalıştırılmaktadır
 DMİ,
SHT
modeli
olarak
ALADIN
modelini
kullanılmaktadır.
 Gelecekteki 48 saat için yapılan tahminler sisteme
aktarılmaktadır.
 Tahminler 4 km çözünürlüktedir.
26
Rüzgar Tahmin Alt Sistemi
 İkinci SHT modeli olarak WRF kullanılmaktadır.
 Modelin başlangıç koşulu olarak GFS ve ECMWF
kullanılmaktadır.
 Modeller
M d ll 2 km
k çözünürlükte
ö ü ü lükt koşturulmaktadır.
k t
l kt d
 Projenin ilk aşamasında, gelecekteki 48 saat için
sonuçlar üretilmekle birlikte, daha uzun sürelerde
tahmin alınması planlanmaktadır.
27
Sunum Planı
1. Genel Durum
2. Proje Özeti
Ö
3.
Tahmin Alt Sistemi
6.
8. Sonuç
28
Rüzgardan Üretilecek Elektriksel Gücü Tahmin Alt Sistemi
 Rüzgar tahminleri kullanılarak RES bazında ve
i l
izlenen
tü
tüm
RES’l
RES’ler
i i
için
rüzgardan
ü
d
ü til
üretilen
elektriksel gücün tahminleri yapılmaktadır.
 Tahminler saatlik ve 15 sn’lik dönemlerde ve
gelecek 48 saat için yapılmaktadır.

Üç temel yaklaşım:
•
•
•
Fiziksel yaklaşım,
yaklaşım
İstatistiksel yaklaşım ve
Melez (Hibrid) yaklaşım
29
 Fiziksel Yaklaşım
30
 Fiziksel Tahmin Modeli Akış Şeması
31
 Santral sahasının modellerde kullanılacak haritası, topografik
haritalar ve pürüzlülük haritaları GIS yazılımları kullanılarak
hazırlanır.
32
 Hazırlanan haritalara santral yerleşimi yapılır ve hesaplamalı
akışkanlar dinamiği yazılımları ile rüzgar akışı modellenir.
33
 Fiziksel modülde, santral sahası WAsP ya da WindSim
yazılımları kullanılarak modellenmekte ve belirlenen bir nokta
için rüzgar ile güç arasındaki ilişki belirlenmektedir.
RES Rüzgar Güç Eğrisi
34
 Santral sahasına indirilen rüzgar verileri santral rüzgar-güç
eğrileri yardımı ile güce dönüştürülür ya da doğrudan orta
ölçekli tahminler güce dönüştürülür.
dönüştürülür
Santral sahasına
indirilen rüzgar
verileri
Santral
Rüzgar güç
Rüzgar-güç
eğrisi
Direk güç
tahminleri
(W2P)
Santral
güç
tahminleri
35
 Fiziksel Tahmin Modeli Çıktıları
15 09 2011 Tarihinde
15.09.2011
T ihi d Santral
S t l Üretimi
Ü ti i ve Tahminleri
T h i l i
60
50
Güç (MW)
40
Santral Üretim
30
Santral Model 1
Santral Model 2
S t l Model
Santral
M d l3
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
NORMALİZE ORTALAMA MUTLAK HATALAR
NORMALİZE
ORTALAMA MUTLAK HATALAR
Model 1 % 8.95
Model 2 % 8.03
Model 3 % 7.40
10
11
12 13
Saat
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
36
 Fiziksel Tahmin Modeli Çıktıları
15 09 20011 T
15.09.20011
Tarihinde
ihi d Toplam
T l
Üretim
Ü ti ve Tahminler
T h i l
350
300
Güç (M
MW)
250
200
Toplam Üretim
Toplam Model 1
150
Toplam Model 2
Toplam Model 3
100
50
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
NORMALİZE ORTALAMA MUTLAK HATALAR
NORMALİZE
ORTALAMA MUTLAK HATALAR
Model 1 % 4.82
Model 2 % 2.85
Model 3 % 3.16
10
11
12 13
Saat
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
37
 İstatistiksel
İ
Yaklaşım
38
 İstatistiksel
İ
Tahmin Modeli Akış Şeması
ORTA ÖLÇEKLİ SAYISAL
HAVA TAHMİN MODELİ
RÜZGAR-GÜÇ
Ü
Ü MODÜLÜ
Ü Ü
Arazi karakteristiği girdi
olarak kullanılmamakta,
YÜZEY UYARLAMASI
GÜÇ TAHMİNİ
lokal rüzgar tahminleri
istatistiksel modelle
YÜZEY RÜZGARI
MODEL ÇIKTI
İSTATİSTİĞİ (MOS) 2
İSTATİSTİKSEL MODEL
GÜÇ TAHMİNİ
yapılmaktadır.
LOKAL RÜZGAR TAHMİNİ
39
 RES Güç Tahmini için Kullanılan Modeller
Orta Ölçekli
SHT Modelleri
İlk Koşullar
WRF (2 km
çözünürlük)
ECMWF
GFS
ALADIN (4 km
çözünürlük)
Mikro ölçekte
Modeller
Taşınmış
T
rüzgar
verisi
Fiziksel
Modeller
(CFD)
İstatistiksel
Modeller
(ANN, SVM)
RüzgarGüç Eğrisi
W2P
Güç
tahminleri
40
41
Sunum Planı
1. Genel Durum
2. Proje Özeti
Ö
3.
Tahmin Alt Sistemi
6.
8. Sonuç
42
Merkez Alt Sistemi
İzleme ve Tahmin Merkezi toplanan tüm meteorolojik ve
elektriksel veriler ile y
yapılan
p
tahminlerin etkin bir şekilde
ş
yönetilebilmesini sağlamaktadır.
 RES
RES’lere
lere monte edilen Rüzgar Gücü Çözümleyicilerinden
alınan ölçüm verileri
 RGİ’lerden alınan
al nan meteorolojik veriler
eriler
 DMİ’den alınan SHT verileri
 Rüzgar ve Rüzgar Gücü Tahmin Alt Sistemlerinden alınan
verileri
veritabanında saklanmakta ve kullanıcı alt sistemine girdi
olarak
l
k sunulmaktadır.
l kt d
43
Merkez Alt Sistemi
RİTM Merkezin Genel Mimarisi
44
Merkez Alt Sistemi
45
Merkez Alt Sistemi
46
Sunum Planı
1. Genel Durum
2. Proje Özeti
Ö
3.
Tahmin Alt Sistemi
6.
8. Sonuç
47
Kullanıcı Alt Sistemi
Proje paydaşlarının elde edilen verilere ve yapılan
tahminlere ulaşabilmelerini sağlamak amacıyla çeşitli
kullanıcı yazılımları geliştirilmiştir:
 Analiz/Raporlama Yazılımı
 Gerçek Zamanda İzleme Yazılımı
 Harita Tabanlı İzleme Yazılımı
 Web
W b Tabanlı
T b l İzleme
İ l
Yazılımı
Y l
48
Web Sayfası
www.ritm.gov.tr
49
Web Sayfası
www.ritm.gov.tr
50
Analiz/Raporlama Yazılımı
51
Gerçek Zamanlı İzleme ve Tahmin Yazılımı
52
Harita Tabanlı İzleme Yazılımı
53
Sunum Planı
1. Genel Durum
2. Proje Özeti
Ö
3.
Tahmin Alt Sistemi
6.
8. Sonuç
54
Sonuç
RES’lerin anlık güç üretimleri eşzamanlı olarak RİTM
Merkez’den
Merkez
den 3 sn’lik
sn lik ortalamalar halinde izlenebilmektedir.
 Halihazırda 9 adet RES için yapılan çalışmalar
sonucunda RES’lerin gelecekteki 48 saat için güç
tahminlerinin yüksek doğrulukta yapılabildiği gözlenmiştir.
Aylık bazda RES’ler toplamı NMAE < %8
Aylık bazda her bir RES için NMAE = % 8-12
 İkinci
İki i aşamada
d sistemin
i t i kurulu
k
l gücü
ü ü 20 MW’ın
MW’ ü
üzerinde
i d
olan toplam 20 adet RES’e, daha sonra ise ülke geneline
yaygınlaştırılması hedeflenmektedir.
hedeflenmektedir
55
www ritm gov tr
www.ritm.gov.tr
Teşekkürler…
ş

RİTM Türkiye`de Rüzgârdan Üretilen Elektriksel Güç İçin İzleme ve

Transkript

Benzer belgeler

TAHMİN VE ÖNGÖRÜ

Hava Durumu Nasıl Tahmin Edilir?

indir

Rüzgar hızı kontrolü

Whisper 200