DYNSTART Anfahren und transientes Verhalten von Kraftwerken – Untersuchung von Dampfkraftprozessen mit und ohne CO₂-Abtrennung unter den Randbedingungen einer hohen fluktuierenden regenerativen Einspeisung

Um Kraftwerke in zukünftigen Betriebsregimen bewerten zu können, muss das Verhalten bei Schwachlastbetrieb und bei An- und Abfahrvorgängen modelliert werden. Dabei ist eine genaue Abbildung der Regelungstechnik der Prozesse zu berücksichtigen. Diese müsste nicht nur für den Regelbetrieb entwickelt werden, sondern auch für das An- und Abfahren sowie spezielle Betriebszustände, die sich durch den Schwachlastbetrieb ergeben.

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollen die Möglichkeiten von Dampfkraftwerken mit CO₂-Abtrennung zur Bereitstellung von Residuallast unter Berücksichtigung des Standes der Technik und bei Schwachlast mit An- und Abfahren untersucht werden.

Dabei soll das Potenzial moderner Mehrgrößenregelungskonzepte zur Hebung der Regelgüte untersucht werden. Dies soll dazu dienen, die Fähigkeit der Kraftwerke zu verbessern, den Anforderungen des Netzes entgegenzukommen. Um diese Konzepte zu erproben, sind Modelle notwendig, die das transiente Prozessverhalten abbilden.

Das Ziel von DYNSTART ist es, kohlebefeuerte Dampfkraftwerke mit und ohne CCS über den gesamten Lastbereich bewerten zu können, Grenzen und begrenzende Komponenten zu erkennen und zu untersuchen und Optimierungspotenziale der Prozessschaltungen zu analysieren. Dies umfasst die Abbildung des Schwachlastbetriebes und das An- und Abfahren der genannten Prozesse und ihre Eignung zum Ausgleich der regenerativen Energien.

Diese Betrachtung erfordert eine erweiterte Berücksichtigung der Regelungstechnik und die Entwicklung noch nicht vorhandener Regelungskonzepte für Anlagen mit CO₂-Abtrennung. Zur Abbildung der neuen Einsatzszenarien wird die Modelica-Bibliothek ClaRaCCS erweitert.

Bei den Kooperationspartnern wird schwerpunktmäßig der Verbund aus dem Vorgängerprojekt DYNCAP weiter bestehen, welcher mit weiteren qualifizierten Fachpartnern ergänzt wird. Auf Erkenntnisse aus DYNCAP wird zugegriffen.

Stichworte

• Dynamik von Kraftwerken
• Dynamik von Kraftwerksprozessen
• erneuerbare Energieträger
• Fossil befeuerte Kraftwerke
• Integration
• Kraftwerk
• Kraftwerksprozesse
• Kraftwerkstechnik
• Modellierung von Kraftwerken
• Regelung von Kraftwerken
• Wärmekraftanlagen

Publikationen

• Braune, J.; Scheffler, J.-C.; Kather, A., ESI ITI GmbH: Dynamic Behavior of Steam Power Processes. In ESI SimulationX User Forum, S. 191-197, Dresden, November 2016.