Referenzkraftwerk Lausitz, Teilvorhaben: Synchronverhalten, Verbundbetrieb, Maximierung von Netzdienstleistungen durch Stromrichterregelung, Erstellung eines Prozessmanagementtools zur Optimierung der Prozesse und der Sektorenkopplung aus energieverfahrenstechnischer Sicht

Description: Heute wird das Stromnetz durch Synchrongeneratoren (SG) in konventionellen Großkraftwerken geformt und stabilisiert. Dabei gewährleistet die in den rotierenden Massen der Erzeuger gespeicherte kinetische Energie den Ausgleich von elektrischer Last und Erzeugung. Diese sog. Momentanreserve sorgt für die Stabilisierung des Netzes ohne Regelungseingriff. Durch den Kohle- und Kernkraftausstieg werden konventionelle Großkraftwerke zukünftig durch dezentrale und volatile Erzeugungsanlagen ersetzt. Dabei ist zu beachten, dass erneuerbare Erzeuger wie PV und Wind über Stromrichter an das Netz angebunden sind. Damit nimmt die Durchdringung des Netzes mit stromrichterbasierten Technologien zu, während die SG stetig aus dem Netz verdrängt werden. Folglich führt das Abschalten konventioneller Einheiten zu Stabilitätsproblemen, wenn das heutige Regelverhalten der Stromrichter beibehalten wird. Daher sind neuartige Netzregelkraftwerke (INK) zu entwickeln, welche ihre Energie aus nachhaltigen Quellen beziehen. Hierfür arbeiten zwei Professuren der TU Dresden, die Professur für Leistungselektronik (LE) und die Professur für Energieverfahrenstechnik (EVT) in einem Teilprojekt zur Entwicklung genau eines solchen neuartigen wasserstoffbasierten Kraftwerks zusammen. Schwerpunkte sind neben der Spezifikation von Komponenten und Prozessen der Entwicklung einer angepassten Kraftwerkssteuerung, die Erstellung eines Prozessmanagementansatzes für das INK sowie die Entwicklung einer neuen Leistungselektronik. Diese Arbeiten umfassen die gezielte Modellierung von Stoff- und Energieströmen seitens EVT, Analysen zum Inselnetzbetrieb und Schwarzstartfähigkeit, zur Optimierung der Netzdienstleistung und zu Stabilitätsuntersuchungen durch LE. Weitere Schwerpunkte sind Analysen zur Rückgewinnung und -reintegration von Stoff- und Energieströmen, die Zusammenarbeit bei der Entwicklung eines Digitalen Zwillings sowie der Bau, die Inbetriebnahme und der wissenschaftliche Forschungsbetrieb des INK.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Dresden ? Lausitz ? Entwicklungszusammenarbeit ? Wind ? Solarthermisches Kraftwerk ? Stromnetz ? Energie ? Energiequelle ? Kraftwerk ? Modellierung ? Atomausstieg ? Digitaler Zwilling ?

Region: Sachsen

Bounding boxes: 10.96785° .. 10.96785° x 47.85761° .. 47.85761°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Technische Universität Dresden, Elektrotechnisches Institut, Professur für Leistungselektronik (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-01-01 - 2027-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Synchronous behavior, interconnected operation, maximization of grid services by converter control, creation of a process management tool to optimize processes and sector coupling from an energy process engineering perspective
  Description: Today, the power grid is shaped and stabilized by synchronous generators (SG) in conventional large-scale power plants. Here, the kinetic energy stored in the rotating masses of the generators ensures the balancing of electrical load and generation. This so-called instantaneous reserve ensures the stabilization of the grid without control intervention. Due to the phase-out of coal and nuclear power, conventional large-scale power plants will be replaced by decentralized and volatile generation plants in the future. It should be noted that renewable generators such as PV and wind are connected to the grid via power converters. Thus, the penetration of converter-based technologies in the grid is increasing, while SGs are steadily being displaced from the grid. Consequently, the disconnection of conventional units leads to stability problems if the current control behavior of power converters is maintained. Therefore, new types of grid control power plants (INK) have to be developed, which draw their energy from sustainable sources. For this purpose, two professorships of the TU Dresden, the Professorship of Power Electronics (LE) and the Professorship of Energy Process Engineering (EVT) are cooperating in a subproject to develop exactly such a novel hydrogen-based power plant. In addition to the specification of components and processes, the focus is on the development of an adapted power plant control system, the creation of a process management approach for the INK, and the development of new power electronics. This work includes targeted modeling of material and energy flows on the part of EVT, analyses of islanding operation and black start capability, optimization of grid service, and stability studies by LE. Other key activities include analyses on recovery and reintegration of material and energy flows, collaboration on the development of a digital twin, and the construction, commissioning and scientific research operation of the INK. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1127292

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.47
• Findability: 0.54

  • Title: 0.00
  • Description: 0.24
  • Identifier: false
  • Keywords: 1.00
  • Spatial: RegionIdentified (1.00)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 1 times.