Kurzfassungen - VGB PowerTech Journal 6/2009

Große Frequenzabweichungen im Europäischen Verbundnetz – Ursachen und Verbesserungsvorschläge

Tobias Weißbach und Ernst Welfonder

Höhere Belastungen der Kraftwerksblöcke durch Unstetigkeiten infolge des Stromhandels und ein ansteigender Bedarf an Sekundärregelarbeit führen langfristig zu steigenden Regelenergiekosten. Zudem steht aufgrund von Frequenzabweichungen ein erheblicher Teil der vorgehaltenen Primärregelreserve nicht mehr zur Verfügung. Der dargestellte Vorschlag sieht eine zweigestufte, sich ergänzende Maßnahmenumsetzung zur Verbesserung dieser Situation vor.

Auswirkungen zunehmender Windenergieeinspeisung auf den Kraftwerksbetrieb in Deutschland

Harald Weber und Christian Ziems

Die meteorologisch bedingt schwankende Windstromproduktion muss insbesondere bei weiter steigendem Potential an großen Windenergieeinspeisern so in das Übertragungsnetz integriert werden, dass Versorgungssicherheit und Versorgungsqualität weiter gewährleistet und das Potential der Windenergie optimal genutzt werden können. Die Integration erfordert ein flexibles Einsatzmanagement sowie einen Kraftwerkspark, der sich der hohen Leistungsdynamik der Windenergie anpassen kann. Sowohl Einsatzstrategien als auch thermische Belastungsgrenzen der heutigen Kraftwerkstechnik dazu werden analysiert.

Vom Blackout zum „Smart Grid“ – Perspektiven der Netzentwicklung –

Dietmar Retzmann, Dusan Povh und Dietrich Biester

Ein Überblick zu den großen „Blackouts“ von Stromverbundnetzen wird gegeben, und Maßnahmen zur Vermeidung werden diskutiert. Das Unterbinden von Lastfluss-Schleifenbildung (Loop Flows) und das Verhindern von Spannungszusammenbrüchen (Voltage Collapse) sowie die Beseitigung von Stabilitätsproblemen und die Implementierung von elektrischen „Firewalls“ werden vorgestellt. Vorteile der Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) und FACTS (Flexible AC Transmission Systems) zur Stabilisierung und Effizienzsteigerung des Netzes werden aufgezeigt.

Integration der Kraftwerksleittechnik als Schlüssel zu mehr Transparenz und Sicherheit

Jörg Kinast

Das Streben nach höherer Effizienz, einem flexibleren Einsatz und geringen Ausfallzeiten hat zur Konsequenz, dass die Prozessleittechnik in Kraftwerken umfangreichere Aufgaben zu erfüllen hat. Dabei steht heute die Gesamtanlage im Fokus. Das führt unter anderem zum Einsatz integrierter Lösungen in der Leittechnik als ganzheitliches System. Der integrative Ansatz vermeidet Doppelarbeit sowie Fehler und bietet mehr Transparenz und Sicherheit im Alltag.

Lastabwurferkennung in der Regelung großer Dampfkraftwerke – Mehrmaliges Ansprechen des Ventilschnellgangs beim dreipoligen kraftwerksnahen Netzkurzschluss

Jens Rosendahl, Martin Bennauer, Heribert Werthes und Martin Lösing

Das dynamische Verhalten von Kraftwerken hat sowohl bei Netzstörfällen als auch bei schnellen Last-änderungen eine große Bedeutung für die Spannungs- und Frequenzstabilität im Verbundnetz sowie in Inselnetzen. Um die im Transmission Code 2007 festgelegten Anforderungen zu erfüllen, müssen die Regelungsstrategien höchsten Ansprüchen genügen. Dahingehend wird die Regelung von Dampfturbinen erörtert, insbesondere bei Störfällen, wie dem Last-abwurf und dem dreipoligen Netzkurzschluss.

Vollautomatische und selbstlernende Prozessoptimierung zur Wirkungsgradsteigerung von Großkraftwerken durch softwaregestützte Korrelation von Prozessleitsystemdaten mit optischen und akustischen Informationen

Alexander Carl Hanf

Eine stark schwankende Qualität der Kraftwerkskohle sowie bauartbedingte und kohleabhängige ungleichmäßige Kohlenstaubverteilung führen beim Einsatz klassischer Regelungskonzepte zu einer suboptimalen Verbrennungsluftverteilung in Kraftwerkskesseln. Diese wirkt sich unmittelbar negativ auf die Effizienz aus. Durch den Einsatz eines Regelungspakets, bestehend aus lernfähiger Software, optischen Sensoren zur Flammenanalyse und akustischen Sensoren zur Mahlgradanalyse, kann diesem Verhalten entgegengewirkt und die Verbrennung optimiert werden.

Optimierung der PCS 7-Leittechnik im Werk II am Standort Gütersloh der Pfleiderer AG

Guido Niehaves und Stephan Gaerisch

Die Norm DIN 19222 Leittechnik sowie die Richtlinien VGB-R 170 B0 bis B6 sind die Basis für die Systemarchitektur der Leittechnik in Kraftwerken und industriellen Energieerzeugungsanlagen. Der Trend geht hin zur Entwicklung einer offenen Systemarchitektur. Dabei können aktuelle Anforderungen in wenigen Schritten umgesetzt werden, wenn eine auf Typicals basierende kraftwerksspezifische Bibliothek zum Einsatz kommt. Diese Vorgehensweise wird anhand der Aufrüstung einer KWK-Anlage mit PCS-7-Migration, Einbindung des Kesselschutzes und der Brennersteuerung sowie Erneuerung des Turbinenreglers dargestellt.

Beginn einer neuen Ära in der Regelung von Dampf-Kraftwerken

Bernd Lamb, Klaus Wendelberger und Bernhard Meerbeck

Um einen sanften und stabilen Kesselbetrieb mit einem konventionellen Regelungskonzept zu erreichen, muss die Turbine als stabilisierendes Glied für den Frischdampfdruck genutzt werden. Die neue, mit SPPA-P3000 APC (Advanced process control)gestützte Regelungsstruktur benötigt diese Stabilisierungsstruktur nicht mehr. Mit APC kann der Frischdampfdruck stabilisiert werden, ohne den Turbinensollwert zu beeinflussen. Zudem kann dieses Blockregelungskonzept sehr einfach in Betrieb gesetzt und optimiert werden. Die Regelungsgüte verschlechtert sich des Weiteren nicht bei Änderungen des dynamischen Reaktionsverhaltens des Kessels durch äußere und innere Einflüsse.

Wärmerohre – Ein neues Kühlprinzip für Generatorschalter

Dieter Braun, Giosafat Cavaliere, Kurt Dahinden und Martin Lakner

An Generatorschalter werden sowohl bezüglich des Stromtragvermögens als auch bezüglich des Ausschaltvermögens sehr hohe Anforderungen gestellt. Eine Erhöhung des Stromtragvermögens ist bei gegebenem Generatorschalter nur durch eine verbesserte Wärmeabfuhr zu erreichen. Durch die Anwendung von „Heat Pipes“ in Generatorschaltern kann sehr wirksam die Wärme über eine große Potentialdifferenz abgeführt werden.

Kühlwasser und Wärmeaustauscherwerkstoffe – Aspekte zur Fortentwicklung des VGB-Kühlwasserrichtlinie –

Frank-Udo Leidich und Hans-Günter Seipp

Die VGB-Richtlinien „Rohre für Kondensatoren und andere Wärmeaustauscher“ (VGB-R 106, Kupferlegierungen, VGB-R 113, und Nichtrostende Stähle, VGB-R 114, Titan) werden überarbeitet. Bei der anstehenden Neufassung der VGB-Kühlwasserrichtlinie VGB-R 455 müssen die Aspekte des Werkstoff-einsatzes, resultierend aus den Arbeiten zu den oben genannten VGB-Richtinien, deutlicher hervorgehoben werden. Hintergrund sind unter anderem Entwicklungen künftiger Kraftwerke mit einem erweiterten Einsatz von Wärmeaustauschern sowie die weltweiten Entwicklungen bei Märkten, Herstellern und Kraftwerksbetreibern hinsichtlich Beschaffung, Verfügbarkeit und Lieferzeiten für hochwertige Halbzeuge.

Kontinuierliche Säuretaupunktmessung in Braunkohlekraftewerken

Holger Födisch, Jörg Schulz, Petra Schengber und Gabriele Dietrich

Die Verringerung von Rauchgasverlusten ist ein Weg zur Erhöhung der Effizienz von Kraftwerken. Ziel ist eine optimiert niedrige Abgastemperatur. Bei Einsatz von Braunkohle und anderen schwefelhaltigen Brennstoffen bestimmt der Säuretaupunkt des Rauchgases in erheblichem Maße die Temperaturgestaltung. Die Temperatur im Rauchgassystem sollte etwa 10 bis 20 K über dem vermuteten Schwefelsäuretaupunkt liegen. Das Säuretaupunktmessgerät AMD 08 kann den tatsächlichen Säuretaupunkt quasikontinuierlich ermitteln. Die Optimierung einer gezielt abgesenkten Abgastemperatur ist realisierbar.

Elementanalytik in Mineralölen mit der Röntgenfluoreszenzanalyse – eine einfache Angelegenheit?

Jürgen Wess

Die Bestimmung von Elementkonzentrationen und Additivengehalten in Brauchölen gehört zu den wichtigen Untersuchungen in der Kraftwerksanalytik. Methoden zur Analyse von Abriebelementen und Wirksamkeit von Additiven sind dazu entwickelt worden. Die Röntgenfluoreszenzmethode (RFA) hat sich in diesem Bereich etabliert. Bei der Anwendung müssen die unbekannte Mineralölmatrix, die Einflüsse der Additivelemente und die komplexe Geometrie der Anregung in der Probe beachtet werden. Eine neue Vorgehensweise für die Lösung dieser Problematik wird  dargestellt.