Windkraft - thermische Energiespeicher

Roland Damm schrieb:

Hallo,

versuche mal Dir zu überlegen was bei einer langen Leitung des Stromnetzes passiert wenn sie so lang wird wie eine Viertelwellenlänge bei Netzfrequenz. Oder was bedeutet Blindstrom bei einem langen Erdkabel statt einer Freileitung? Das Stromnetz transportiert übrigens Drehstrom statt Einphasenstrom, Du hast also den Faktor 3 vergessen.

Bye

Christoph Müller schrieb:

Hallo,

wieder falsch, solche Kleinanlagen die am Niederspannungsnetz (230/400 V) hängen dürfen nur einspeisen wenn das Netz unter Spannung steht, zur Sicherheit der Monteure bei Fehlersuche und Beseitigung. Sie können also nicht helfen wenn das Netz zusammengebrochen ist. Um ins Verbundnetz einzuspeisen muß sich jedes Kraftwerk von ganz gross bis ganz klein mit der Netzfrequenz synchronisieren, auf gleiche Frequenz und Phase. Wird das nicht vor dem Zuschalten erledigt fliegen dabei die Sicherungen heraus. Wie soll ein Kleinkraftwerk sich synchronisieren wenn das Netz an dem es hängt gerade spannungslos ist? Wie soll es das Teilnetz speisen können wenn es wesentlich weniger Leistung bringen kann als das Teilnetz benötigt?

Wenn die stromproduzierende Heizung bei Netzausfall wenigstens die Verbraucher im eigenen Haus speisen können soll muß dazu erst das Hausnetz vom übrigen Netz getrennt werden und dann dessen Steuerung auf den Inselbetrieb umgestellt werden.

Bye

Roland Damm schrieb:

Hallo,

wenn ein Kleinstkraftwerk versuchen würde seine Frequenz zu steigern oder zu senken würden die Sicherungen rausfliegen sobald die Phasendifferenz gross genug wird. Es muß mit der gleichen Frequenz speisen die das Netz hat. Die Frequenz des gesamten Verbundnetzes kann nur dann steigen wenn das Angebot aller Generatoren zusammen grösser wird als der Verbrauch durch alle momentan angeschlossenen Verbraucher zusammen, sie sinkt nur wenn das Angebot unter den momentanen Verbrauch sinkt.

Bye

Hallo, Helmut,

Helmut Hullen schrieb:

Wird nur leider oft vergessen. Irgendwo habe ich kürzlich noch gelesen, dass in der verfahrenstechnischen Industrie ca. 95% der Regelaufgaben mit dem Brot-und-Butter-PID-Regler abgefrühstückt werden. Eigentlich schade.

Dead-beat oder PID hat aber zunächst mal nichts mit digital oder analog zu tun? Allenfalls insofern, dass sich dead-beat selbstverständlich digital besser realisieren lässt. Aber auch die meisten analogen PID-Regler sind nur noch quasianalog.

Stimmt, war schon in meinem Studium so. Es scheint mir so, als ob immer andere Themen "sexier" waren: Youla-Parametrierung, Anti-Windup, model based control, Zustandsraum, Beobachter und Kalman-Filter, Adaption, Fuzzy, Robustheit, H_2 und H_infinity ...

schönes Beispiel - werde ich - wenn genehmigt - einbauen.

Gruß, Volker.

Hallo, Volker,

Du meintest am 14.12.09:

[dead-beat-Regler]

Gern! Und dazu dann die Geschichte, die Hans-Joachim Kulenkampff (die ganz alten Leute werden sich an ihn erinnern) gern erzählte: Er fuhr mit dem frisch gekauften Motorboot wieder in den Hafen ("volle Fahrt"), und am gewünschten Anlegeplatz schaltete er um auf "Stop".

Wurde etwas teuer ...

Viele Gruesse! Helmut

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Uwe Hercksen schrieb:

Kennst Du Nuhr?

Es gibt ein sogenanntes "Frequenzregime". Das funktioniert so, daß jedes daran beteiligte "Regel"kraftwerk ein paar Prozent Regelreserve hat, also z. B. nicht mit 100 % Nennleistung läuft, sondern z. B. mit

97 %. Das kümmert sich nun nicht um den absoluten Wert der Netzfrequenz (außer, wenn die komplette aus dem Toleranzband rausläuft, dann schaltet es sich ab, zum Eigen- und Schutz des Netzes), aber betrachtet den differentiellen Verlauf, also die relative Frequenzabweichung aus einer vergleichsweise kurzen (Minuten) zurückliegenden Zeit. Und bei sinkender Frequenz dreht es dann seine Leistung ein bißchen hoch, bei steigender ein bißchen runter, normalerweise unmerklich wenig. Durch das Frequenzregime vorgegeben ist dabei die relative Leistungsänderung (Stellgröße) pro Frequenzänderung (Regelgröße). Und weil das alle machen, wird schön gleichmäßig überall die ständige Abnahmeschwankung ausgeglichen und weggeregelt.

Was kann das System, und was kann es nicht?

Es kann keine ausgeglichene Netzlast im Verbundnetz herstellen: Wenn in Norddeutschland ein KKW tot umfällt und deswegen 1 % Einspeiseleistung ins Verbundnetz wegbricht, dann nützt es wenig, daß in Sizilien ein Ölkraftwerk seine Leistung 1 % hochdreht, obwohl das in der Summe tatsächlich die Bilanz ausgleichen würde. Das bringt nur kurzzeitig eine Netzstabilität - immerhin! Vielmehr muß pronto in der Region Ersatzleistung bereitgestellt werden, denn zwar könnten die vereinigten europäischen Verbundkraftwerke das fehlende GW leicht ausgleichen, aber dummerweise stehen dafür rund um Vattenfall- oder E.ON-Land nicht unbedingt genug Hochspannungsleitungen bereit, um das auch zu den Abnehmern zu bringen. Also wird sich der zuständige Lastverteiler fix was einfallen lassen müssen, um die Geschichte wieder in Ordnung zu bringen - am besten schon vorher, damit dieser Fall in den n-plus-irgendwas-Berechnungen bereits schon "eingepreist" ist.

Was kann es auch nicht?

Es kann auch keine Sollfrequenz vorgeben. Vielmehr muß es irgendwo eine "Zentrale" geben (und gibt es auch), die ein paar frei disponierbare Kraftwerke an der Hand hat, mit denen es "wir drehen die Frequenz jetzt einfach mal ein bißchen höher/niedriger" spielen kann, völlig unabhängig von der Lastverteilung im Netz, und zwar schön langsam, damit die Leistungs-Frequenzregelung der vielen anderen Kraftwerke dem nicht entgegenarbeitet.

Was es weiterhin nicht kann, ist den Kraftwerken vorzuschreiben, wieviel sie den nun einspeisen. Das müssen die einfach nach Marktlage aushandeln, also einen Einsatzplan aufstellen und abfahren - technisch ist es dabei mehr oder weniger egal, ob das Kohlekraftwerk Sottrup-Höcklage nun 247 oder 251 MW einspeist, aber die eingeplanten

250 MW muß es schon in etwa bringen und sollte dann vielleicht auch noch 5 MW Regelreserve im Kessel haben. Und letzteres ist ein Problem und erfordert Disziplin: Wenn es die 5 MW ausnutzen würde, dann könnte es schließlich pro Stunde 5 MWh mehr einspeisen und dafür dann vielleicht 800 Euro mehr erlösen, und wenn die dabei verbrauchte Kohele nur 300 Euro kostet, dann ist die Versuchung, die Bilanz ein wenig aufzubessern, schon gegeben.

Was es eben kann, ist die kleinen zufälligen Nachfrageschwankungen inkl. der Windböen wegzuregeln. Und das funktioniert um so besser, je mehr sich an dieser konstanten Nachregelung beteiligen. Für thermische Kraftwerke lohnt sich das auch: Mit 0,1 % Leistungssenkung sparen die auch 0,1 % Brennstoff ein, bei einer nur unwesentlichen Änderung des Wirkungsgrads, und die Minutenschwankungen können thermisch im Kessel problemlos zwischengespeichert werden. Bei "Regenerativen" ist das anders: Deren "Brennstoff" kostet nichts, die sind daran interessiert, jederzeit maximal einspeisen zu können. Und damit halsen die natürlich "ihren" Anteil der Ausregelung der kollektiven Leistungsschwankungen "den anderen" auf.

Wie löst man das Problem? Indem man den Wert der Regelleistung beziffert und vergütet. Daß "die Kleinkraftwerke" das können, steht völlig außer Frage.

Ist es nun sinnvoll, die Einspeisung über einen aktuellen Strompreis im Netz, also eine "momentane börsliche Preisfeststellung" zu steuern, würde das gar "zu schnelleren und kleineren, besser angepaßten und besser regelbaren" Kraftwerken führen?

Natürlich nicht: Disponible Anlagen vergleichmäßigen einfach die Netzlast und reduzieren damit die Last- und Preisschwankungen in Richtung Unattraktivität. Musterbeispiel wäre eine umfassende Elektromobilität: Es hängen ständig zwei Drittel der Fahrzeugakkus am Netz, nachts wird von den KKW ihre überschüssigen Einspeisung in die Akkus gedrückt, tagsüber eher nicht, aber bedarfsweise wird (gegen gute Vergütung) aus den Traktionsakkus auch mal eine Lastspitze entnommen und für eine oder mehrere Viertelstunden ins Netz rückgespeist, mit dem Ergebnis, daß man als konventionelles Backup zu den "Regenerativen" praktisch nur noch Grundlastkraftwerke (Kernenergie, Wasser und Braunkohle) braucht und mittels der schnellen Akku-Reserve sonst alle Schwankungen (Fernsehkrimi, Wolken, Windböen) problemlos plattmachen kann.

Was den Zeitrahmen angeht: Die Planungseinheit ist die Viertelstunde - schneller ändert sich im Verbundnetz eh nichts. Der Ruf nach schnell regelbaren Kraftwerken ist völlig illusorisch.

Gruß aus Bremen Ralf

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Christoph Müller schrieb:

[den üblichen Unsinn]

und

Wenn Du das nur endlich mal beherzigen würdest.

Gruß aus Bremen Ralf

Uwe Hercksen schrieb:

Und wo ist da das Problem?

Schalter und Relais sind längst erfunden.

Das erledigen entsprechende Frequenzumrichter.

Ist bekannt.

Man kann Zeitnormale senden und empfangen.

Information macht's möglich.

Sollte das tatsächlich ein unlösbarer Problem und somit ein KO-Kriterium sein?

Am Mon, 14 Dec 2009 14:48:00 +0100 schrieb Helmut Hullen:

Und damit das Schiff nachdem es schnell mit hohem Schub und anschließendem passendem Gegenschub-Puls bis kurz vor den Poller "gerast" ist, sich anschließend sanft an diesen anschmiegt kombiniert man einen PID- und einen Dead-Beat-Regler, nennt das Ganze dann z.b. PIDisB-Regler und alle sind zufrieden. ;)

Michael Rübig tipperte in news: snipped-for-privacy@mid.individual.net

Steinwolle ist wohl nicht tragfähig genug, um die realen Massen zu tragen. Rechne mal mit feuerfesten Auskleidungen wie in Stahlkonvertern üblich.

Magnesit.

"Knut Schottstädt" schrieb im Newsbeitrag news:hg69u8$n4b$ snipped-for-privacy@online.de...

Dann ist folgende 'Berechnung' Dead-Beat äquivalent: BEISPIEL

• formatting link
  Siehe Seite 3

Process value v1: schwarz Linie (Regelgröße) Control value v2: hellblaue Linie (Stellwert)

Schiff nähert sich asymptotisch der Positionsvorgabe w (Step value: rote Punkte).

Das Zuschalten des PID-Reglers kann Störgrößen ausregeln (Seite 4). Ergänzt man das System noch mit Störgrößenkompensation (für z1 und z2), dann erhält man eine Feedforward-Regelung wie auf Seite 3 gezeigt. Regelabweichung ~ Null.

Die Berechnung funktioniert mit einer genauen Prozeßidentifikation, z.B. Seite 1 (Beispiel).

Gezeigt ist ein Benchmark-Test!

Bemerkung: Schiff und Dampferzeuger unterscheiden sich nur durch unterschiedliche Regelstrecken und Aufgabenstellung. Beide werden eindeutig beschrieben durch Differentialgleichungen, die durch Prozeßidentifikation gefunden werden.

Siehe auch kraftwerkbezogen: news:4b23a117$0$6722$ snipped-for-privacy@newsspool2.arcor-online.net

Hallo, JCH,

Du meintest am 15.12.09:

Mag ja sein. Aber das weckt in mir immer das Gefühl, dass damit nur Klausuraufgaben kreiert werden, in denen (scheinbar) die Norwendigkeit von DGLs gezeigt werden soll.

Was ist, wenn für das System keine DGL aufgestellt werden kann? Sprungantwort auswerten ist Teufelszeug (ich habe das bei einigen Systemen gemacht), und sie ändert sich mit jeder Änderung des Systems (z.B. infolge von Reparaturen). Natürlich kann ich die Sprungantwort mit Hilfe der (nichtlinearen) Regression mathematisieren. Aber auch das ist nur eine Näherung. Die muss im aktuellen Betriebszustand nicht mehr passen.

Da bevorzuge ich eine Regelung, die lauscht/beobachtet, wieviel noch zum gewünschten Ziel fehlt. Mitsamt Laufzeit-Betrachtungen usw. Soll übrigens bei neueren "grossen" Bearbeitungsmaschinen (früher hiess so etwas mal "Drehbank") seit vielen Jahren üblich sein: das Werkstück ändert sich fortwährend, die Kräfte führen zu Schwingungen usw. - das ist nur mühsam "geschlossen" zu berechnen.

Viele Gruesse! Helmut

Tja, so ist das halt im richtigen Leben. Bei den Problemen, die man geschlossen lösen /könnte/, interessiert sich keine Sau für die perfekte Antwort, da kommt ein I-, P- oder gar 2-Punkt-Regler rein und es ist gut.

Deswegen kombiniert man ja Dead-Beat auch mit P/I. Macht der Dampferkapitän ja auch nicht anders.

Du hast da übrigens grade "Regelung" mit einer Tautologie erklärt.

tilo

Ralf . K u s m i e r z schrieb:

Hallo,

ein einzelnes kleines Blockheizkraftwerk hat aber diese Feinregulierung seiner Leistung nicht, wenn es läuft, dann speist es mit seiner Nennleistung ein.

Bye

Uwe Hercksen schrieb:

Die Masse macht's. Stelle dir 5-kW-Einheiten vor. Davon kannst du dann keines, 10, 100, 1000 oder was auch immer anwerfen. Kannst sozusagen um

5-kW-Raster die Leistung regeln, auch wenn die einzelnen Anlagen nur Ein oder Aus kennen sollten. Reicht dir diese Genauigkeit oder brauchst du die Leistung mW-genau?

Christoph Müller schrieb:

Du kannst nicht einfach das Blockheizkraftwerk ausschalten.Es hat ja noch andere Aufgaben. Es muß vom Netz genommen werden. Wie auch immer wenn es sehr viele dieser Kleineinspeiser dereinst geben sollte, wird es mit hoher Wahrscheinlichkeit auf eine andere Netztopologie hinauslaufen. Wenn man bedenkt, das für die Planung und vor allem die Genehmigungen einer Hochspannungsleitung etwa 20 Jahre gerechnet werden muß, werden sich das nur Leute mit starkem Nervenkostüm antun können ;-))

Christoph Müller schrieb:

Hallo,

ja fein, nur wie soll die einzelne Einheit für sich jetzt entscheiden ob sie nun laufen soll oder nicht? Mit einer zentralen Steuerung ist es auch nicht besser, wie soll die ein Kommando verbreiten das jetzt 43 % der Einheiten laufen sollen, etwa jeder einzelnen Einheit individuell sagen ob sie jetzt laufen soll? Es darf ja auch keine Einheit langfristig bevorzugt werden, im Mittel über einige Tage soll jede die gleiche Chance haben dranzukommen. Aber eigentlich sind die Einheiten ja kleine Blockheizkraftwerke, die sollen dann laufen wenn es im beheizten Haus zu kalt ist und nicht wenn das Netz mehr Strom braucht. Mit einem Wärmespeicher kann man das Heizen und den Betrieb des Blockheizkraftwerks zwar zeitlich etwas entkoppeln um einige Stunden bis Tage, aber der Wärmespeicher darf dabei nie ganz leer oder ganz voll werden sonst kann das Blockheizkraftwerk nicht mehr an der Bereitstellung von Regelleistung mitwirken. Wenn es gerade besonders kalt oder besonders warm ist können sie sich auch nicht voll an der Regelleistung beteiligen.

Bye

Roland Damm schrieb:

Hallo,

aber viel Windenergie im Netz kann auch den Bau neuer Fernleitungen erfoderlich machen, irgendwie muß ja die Energie von den Windrädern an der Küste in dünn besiedelten Gegenden mit wenig Stromverbrauch zu den Verbrauchern ganz woanders gelangen.

Bye

Uwe Hercksen schrieb:

Über den Preis sollte das einfach und fair zu machen sein. Zwar nicht deterministisch genau, aber statistisch wohl genau genug für einen gesunden Netzbetrieb. Und ein paar Tricks gibt's da auch noch. Will ich hier aber nicht lang ausbreiten.

Warum denn nicht? Und warum sollte sich das denn widersprechen? Worst case wäre das, was die Großkraftwerke auch dann tun, wenn ihr Strom gar nicht gebraucht wird: Dann wird AUSNAHMSWEISE auch mal Abwärme weggeworfen, wenn die Wärmespeicher schon voll sind und Strompreis hoch genug ist.

Warum denn nicht? Sind alle Wärmespeicher voll, wird die Wärme halt weggekühlt. Das wird man allerdings nur bei wirklich sehr lukrativen Strompreisen machen. Und wenn die Wärmespeicher leer sind, dann startet man die Kisten ja sowieso, um sie wieder wenigstens auf ein Minimum aufzuheizen. Kann man mit Abwärme oder Solarwärme machen. Direkt verfeuern geht zwar auch - erscheint in einem ASTROHS-Umfeld aber i.d.R. zu teuer.

Wie viel braucht man denn? Rechne mal: 40 Mio. Haushalt multipliziert mit 5 kW elektrischer Leistung... Wenn ich mich jetzt nicht vertan habe, sind das immerhin 200 GW. Lt. Wikipedia betrug die gesamte installierte elektrische Kraftwerksleistung im Land grade mal 137,5 GW. Und dazu kommen dann noch Industrie, Handwerk, Handel, Verwaltung usw., die ja auch noch großteils mitmachen werden und vermutlich nochmal eine ähnliche hohe Leistung am Netz haben werden. Das sind Größenordnungen, da geht es längst nicht mehr nur um Regelleistung, sondern um die GESAMTversorgung mit Strom.