Regeldynamisches Zusammenwirken von Kraftwerken und Netzen bei deregulierter Energiewirtschaft - Maßnahmen zur Reduktion der Kraftwerksbeanspruchung

Projektnummer 306

Im Rahmen der Forschungsprojekte 243 und 285 wurde das regeldynamische Zusammenwirken von Kraftwerken und Netzen vor dem Hintergrund einer deregulierten Energiewirtschaft untersucht. Die Projektergebnisse zeigen deutlich, dass sich viele der Annahmen und Randbedingungen, die den heutigen Netzcodes zugrunde liegen, grundlegend geändert haben. Aus diesem Grund sind auch die einzelnen Komponenten des regeldynamischen Zusammenwirkens von Kraftwerken und Netz nicht mehr optimal auf die heutigen Anforderungen ausgelegt.

Die in den beiden Vorläuferprojekten ermittelten sehr großen handelsbedingten Frequenzabweichungen zu Stundenwechseln und mögliche Abhilfemaßnahmen in Form einer verbesserten Soll-Leistungsführung führten zur Aufnahme fortlaufender Gespräche des Lenkungskreises mit Kraftwerksbetreibern, Einsatzplanern und Übertragungsnetzbetreibern im deutschen und europäischen Rahmen.

Breiter Konsens herrscht mittlerweile darüber, dass den handelsbedingten Frequenzabweichungen aufgrund der zunehmenden Häufigkeit ihres Auftretens sowie des immer höheren Absolutbetrags entgegen gewirkt werden sollte, und dass eine rampenförmige anstatt einer sprungförmigen Sollwertvorgabe bei großen Leistungsumschichtungen einen erheblichen Beitrag dazu leisten kann.

Hierzu soll im Rahmen des ersten Arbeitspakets des Anschlussvorhabens ein detailliertes Konzept erarbeitet und mit den betroffenen Unternehmen abgestimmt werden:

  • Welche Kraftwerksblöcke bzw. -typen sollten sich an einer derartigen Regelung beteiligen, wie kann die Umsetzung für die jeweiligen Kraftwerkstypen erfolgen und an welcher Stelle soll die rampenförmige Umsetzung erfolgen. Dieser Punkt beinhaltet u. a. auch weiterführende Gespräche mit Betreibern von Wasserkraftwerken und Gasturbinen.
  • Vorschläge zu den Abrechnungsmodalitäten in enger Zusammenarbeit sowohl mit den Übertragungsnetzbetreibern als auch mit dem Handel.

Das Konzept soll in einer in deutscher und englischer Sprache erscheinenden VGB-Empfehlung zusammengefasst werden. Diskussionen mit Netzbetreibern und Kraftwerkseinsatzplanern während der Erarbeitungsphase sollen zu abgestimmten Ergebnissen führen, die im weiteren zeitlichen Verlauf bei Bedarf inhaltlich in internationalen Spielregeln Anwendung finden könnten.

Durch nichtlineare Nachlauffilter können kontinuierliche Stellbewegungen einzelner primärgeregelter Kraftwerksblöcke unterbunden werden. Im Rahmen des Forschungsprojekts 285 wurde gezeigt, dass ein flächendeckender unkoordinierter Einsatz nichtlinearer Nachlauffilter dem eigentlich angestrebten Ziel einer Entlastung der Stelleinrichtungen vom Einfluss des Netzfrequenzrauschens entgegenwirkt, da die angestrebte glättende Wirkung für alle Kraftwerksblöcke aufgehoben wird. Neben der Filterwirkung der Unempfindlichkeiten in den entsprechenden Regelkreisen eines Kraftwerksblocks würde der gezielte Einsatz von nichtlinearen Nachlauffiltern dem Kraftwerksbetreiber jedoch die Möglichkeit einer Schonung speziell von besonders verschleißgefährdeten primärgeregelten Kraftwerksblöcken nehmen.

Daher soll in einem zweiten Arbeitspaket des Anschlussvorhabens ein Konzept für einen koordinierten Einsatz nichtlinearer Nachlauffilter erarbeitet werden, das ebenfalls in einer VGB-Empfehlung zusammengefasst wird. Ein sinnvoller Ansatz hierzu greift den im Operation Handbook formulierten Ausgleichgedanken auf, dass jeder Einsatz nichtlinearer Nachlauffilter innerhalb derselben Regelzone auszugleichen ist. Zu beachten ist dabei, dass die Aufteilung der Frequenzanteile auf die Kraftwerksblöcke entsprechend vorgegeben werden muss. Diese Aufteilung kann beispielsweise auf der Basis verschiedener Typen nichtlinearer Nachlauffilter realisiert werden.

Das Projekt wird von Juli 2007 bis Juni 2009 von der Abt. Stromerzeugung und Automatisierung am Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen der Universität Stuttgart unter der Projektleitung von Tobias Weißbach durchgeführt. Der Fachausschuss " Elektro-, Leit- und Informationstechnik " begleitet die Untersuchungen fachlich.