Serbest elektrik piyasalarında kapasite mekanizmaları ve Türkiye için kapasite piyasası modellemesi
Capacity mechanisms in liberalized electricity markets and capacity market modelling for Turkey
Yazar: MEHMET ALİ KÖLMEK
Danışman: PROF. DR. TAYFUN MENLİK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Elektrik piyasası = Electric market ; Güvenilirlik = Reliability ; Kapasite = Capacity ; Monte Carlo benzetimi = Monte Carlo simulation ; Yeterlilik = Sufficiency

Özet:
Elektriğin üretiminden nihai kullanıcıya iletimindeki zincirde, üretilen enerjinin hangi koşullarda ticarete konu edileceği önemli bir inceleme alanıdır. Serbestleşen enerji ticaretinde çoklu sayıda alıcılar ve satıcılar, liberal piyasa koşulları içerisinde elektrik enerjisini benzeri emtialar gibi alıp satmaktadırlar. Bu ticaret, ikili anlaşmalar yoluyla gerçekleştirilebileceği gibi organize piyasalar vasıtasıyla da yapılagelmektedir. Kayıp para problemi olgusu nedeniyle, elektrik enerjisinin yalın-enerji ticareti vasıtasıyla satıldığı bu ortamlarda sistem güvenilirliği için gerekli koşullar oluşmayabilmektedir. Sistem güvenirliğinin sağlanması adına ilave piyasa mekanizmaları geliştirilmesi gündeme gelmiş ve kimi ülkelerde bu mekanizmalar kullanılmaktadır. Spesifik olarak, Türkiye elektrik piyasasında düzenleyici otorite, önceden belirlenmiş koşulları yerine getiren üreticilerin kurulu kapasitelerine göre ücret aldığı "doğrudan ödeme" yaklaşımını uygulamıştır. Bu mekanizma, piyasa fiyatı oluşumuyla ilişkisi nedeniyle "yarı-piyasa temelli" bir model olarak düşünülebilir. Ancak bu model prensip olarak, kurulu güç miktarına dayalı doğrudan ödeme yapısına sahip olması nedeniyle piyasa bazlı olmayan bir model olarak kategorize edilmelidir. Bu çalışmada, Türkiye'deki mevcut kapasite fiyatlandırma mekanizması incelenmiş, alternatif bir piyasa bazlı ihale modeli geliştirilmiş ve sonuçları Monte Carlo analizi ile benzetime tabi tutulmuştur. Çalışma ayrıca, önerilen piyasa temelli modelin karşılaştırmalı avantajlarını gösterirken, geliştirilen modelin sistem güvenliği ve yeterliliği bağlamında sofistike bir elektrik piyasasının hedefleriyle tamamen uyumlu bir şekilde sistem güvenilirliğini sağlama açısından üstünlüklerini açıklamayı hedeflemektedir.

Abstract:
In the chain of transmission of electricity from generation to the end user, the conditions under which the generated energy will be traded is an important area of focus. In liberalized energy trade, multiple buyers and sellers buy and sell electrical energy likewise similar commodities within liberal market conditions. This trade can be realized through bilateral agreements as well as through organized markets. Due to the phenomenon of "missing money problem", necessary conditions for system reliability might not be provided in these environments where electrical energy is sold through energy-only trade. In order to ensure system reliability, the development of additional market mechanisms has come to the fore, and these mechanisms are used in some countries. Specifically, in Turkish electricity market, the regulator has implemented "direct payment" approach where generators fulfilling pre-determined conditions receive remunerations based on their installed capacities. This mechanism can be considered as a "quasi-market-based" model due to links to the market price formation. However, in principle, it should be categorized as a non-market-based model due to direct payments based on installed capacity levels. In this study, existing capacity remuneration mechanism in Turkey is analyzed, an alternative market-based auctions model is developed and its results are simulated via Monte Carlo analysis. The study also aims to explain advantages of the developed model in terms of system security and adequacy in order to provide system reliability in a way that is fully compatible with the objectives of a sophisticated electricity market, while showing comparative advantages of the proposed market-based model.