DE69720950T2

DE69720950T2 - Verfahren zur Steuerung einer Kraftwerksanlage

Info

Publication number: DE69720950T2
Application number: DE69720950T
Authority: DE
Inventors: Stephan Dr. Hepner; Andrew Wihler
Original assignee: Alstom Schweiz AG
Current assignee: General Electric Switzerland GmbH
Priority date: 1997-02-07
Filing date: 1997-02-07
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2017-02-08
Also published as: EP0858153B1; CN1081848C; CN1190283A; KR100513950B1; JPH10225192A; KR19980070253A; DE69720950D1; JP4142144B2; MY117873A; EP0858153A1; US6118187A; TW405291B

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Kraftwerks gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren hat die Deregulierung des Stromerzeugungsmarktes zu verschärftem Wettbewerb unter den Stromlieferanten geführt. Insbesondere unabhängige Stromanbieter (IPPS) beeinflussen die Marktrichtlinien mehr und mehr. Der verschärfte Wettbewerb und die hohen erforderlichen Investitionen, um ein Kraftwerk zu betreiben, haben zu hohen Erwartungen bezüglich Verlässlichkeit und Verfügbarkeit von Kraftanlagen geführt. Insbesondere Länder, welche sich nun in einer industriellen Aufbauphase befinden, sind durch einen kontinuierlich ansteigenden Strombedarf gekennzeichnet und deswegen durch vergleichsweise instabile Versorgungsnetze. In solch einer Situation ist die Fähigkeit der Kraftwerke, Frequenzansprechverhalten zur Verfügung zu stellen, von höchster Wichtigkeit, um verlässlichen Betrieb des Versorgungsnetzes aufrechtzuerhalten. Um die Nachfrage nach billiger, sauberer und verlässlicher Stromversorgung für die Gasturbinenindustrie zu nutzen, ist es deshalb wichtig, gasturbinenbetriebene Kraftwerke in die Lage zu versetzen, Frequenzansprechverhalten in Versorgungsnetzen zur Verfügung zu stellen, die hohe und schnelle Frequenzschwankungen erfahren können. Der kürzliche Stromausfall in Malaysia unterstreicht die Dringlichkeit dieser Forderung.
VDE-Fachberichte, Bd. 30, 1978, Berlin, S. 303–312, offenbart ein Verfahren zum Steuern eines Kraftwerks, wobei die Leistungsabgabe als eine Funktion einer Steuerungsfrequenz gesteuert wird.
Ferner offenbart US-A-4,593,364 eine Geschwindigkeitsrückkopplungsschleife für die Regulierung der Laststeuerung einer Dampfturbine. Ein Unterschied zwischen Nenn- und tatsächlicher Turbinendrehzahl hat einen Drehzahlfehler zur Folge, auf den eine Unempfindlichkeitsbereich-Funktion angewendet wird. Der Betrieb ist derart, dass sich der Unempfindlichkeitsbereich als eine Funktion des Drehzahlfehlers verschiebt, anstatt um einen festen Wert herum ausgerichtet zu sein.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Betrieb eines Kraftwerks im Frequenzansprechverhalten kann technisch durch drei Grundanforderungen zusammengefasst werden: Die Fähigkeit,

1. automatisch eine gewisse Leistungsmenge pro gegebenem Abfall der Versorgungsnetzfrequenz zur Verfügung zu stellen,
2. diese Leistung innerhalb einer gegebenen Zeit, d. h. mit einem bestimmten Leistungsgradienten, zur Verfügung zu stellen,
3. die zuvor genannten Fähigkeiten in einem ausgedehnten Bereich von Umgebungsbedingungen und in einer weiten Spanne von Versorgungsnetzfrequenzen zur Verfügung zu stellen.

Bei Gasturbinen findet die Erfüllung dieser Anforderungen ihre Beschränkungen in Temperaturgrenzen, Gradientengrenzen (Leistung und Temperatur) und Grenzen in der Anzahl von Lastzyklen, denen gewisse Teile standhalten können. Diese Grenzen müssen durch konstruktive Maßnahmen und durch die Gasturbinensteuersysteme so ausgedehnt werden, dass den Markterfordernissen an Frequenzansprechverhalten entsprochen werden kann oder sie sogar übertroffen werden können.
Im Folgenden wird ein Datenverarbeitungsschema für Versorgungsnetzmessungen beschrieben, das für den GT-Leistungsregler Signale so erzeugt, dass den Versorgungsnetzanforderungen hinsichtlich dynamischem GT-Ansprechverhalten entsprochen wird und gleichzeitig die nachteiligen Auswirkungen dieses Betriebsmodus auf die Lebensdauerbeeinträchtigung der GT minimiert werden.
Eine vorteilhafte und zweckdienliche weitere Entwicklung der Lösung gemäß der Erfindung wird in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine umfassendere Anerkennung der Erfindung und viele der sich daraus ergebenden Vorteile gehen aus der folgenden genauen Beschreibung hervor, wenn diese im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird. Es zeigen:
1 einen Frequenzbetriebsmodus,
2 eine statische Kennlinie,
3 eine statische Kennlinie des Unempfindlichkeitsbereichs,
4 eine typische Versorgungsnetzentwicklung,
5 Signalklassen: Definition,
6 Signalklassen: Beispiel,
7 Signalklassen: Statischer Unempfindlichkeitsbereich,
8 Signalklassen: Trend,
9 Signalklassen: Dynamischer Unempfindlichkeitsbereich,
10 GSP Leistung mit konstantem dynamischen Unempfindlichkeitsbereich,
11 Unempfindlichkeitsbereich Verengung/Erweiterung,
12 Unempfindlichkeitsbereich Erweiterung/-Erweiterung,
13 Blockdiagramm des GSP, und
14 Unempfindlichkeitsbereichsverschiebung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Der Frequenzbetriebsmodus einer Gasturbine ist durch die automatische Veränderung des Einstellpunkts P_c des GT-Leistungsreglers als eine Funktion des Frequenzfehlers Δf gemäß einer gegebenen (linearen) Kennlinie gekennzeichnet, welche die Regelabweichungskennlinie (Droop) genannt wird. Der Grundaufbau des Regelkreises ist in 1 dargestellt: Die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) wird mit dem Frequenzeinstellpunkt (f_c : für gewöhnlich 50 Hz oder 60 Hz) verglichen. Der sich daraus ergebende Frequenzfehler Δf = fm – fc (2.1) wird dann in ein Signal angeforderter Leistung ΔP_c umgewandelt, das auf einer Regelabweichungskennlinie beruht, welche durch die Verordnung des lokalen Versorgungsnetzes vorgeschrieben ist. Im Folgenden werden die zugeordneten signalverarbeitenden Algorithmen als Versorgungsnetzsignalprozessor (Grid Signal Processor, GSP, siehe 1) bezeichnet. Die Ausgabe des GSP wird zu dem Leistungseinstellpunkt P_c addiert (durch den Betreiber ausgewählt), was die gesamte angeforderte Leistungsabgabe P_ct ergibt. Dieses Signal wird anschließend an den Leistungsregler weitergeleitet, welcher wiederum auf den Brennstoffdurchsatz (m_f ) und/oder auf die variablen Einlaflleitschaufeln (VIGV) wirkt, damit die gemessene Leistungsabgabe P_m dem gesamten Leistungsbedarf P_ct angepasst werden kann. Die Fähigkeit dieses Kreises, ein verlässliches und schnelles Frequenzansprechverhalten zur Verfügung zu stellen, ist in entscheidendem Maße von den Prozessdynamiken (GT Prozess, Messungen, Betätigungsmitteln), den Dynamiken des Leistungsreglers und der Qualität des GSP abhängig.
Die Ausgewogenheit dieser Darlegung befasst sich mit einem GSP, der das Frequenzsignal Δf zu einem geeigneten Signal ΔP_c so umwandelt, dass die Versorgungsnetzanforderungen erfüllt werden und so, dass die Gasturbine mit einer minimalen Auswirkung auf die Verkürzung ihrer Lebensdauer betrieben wird.
Definition 1
Die Regelabweichungskennlinie ist eine Funktion ΔP(Δf), die die stationäre Veränderung der Leistungsabgabe hinsichtlich des Frequenzfehlers einer Kraftanlage bestimmt, die im Frequenzansprechverhalten betrieben wird.
Eine ideale, lineare Kennlinie ist in 2 gezeigt.
Definition 2
Die Regelabweichung bestimmt die Neigung der linearen, idealen in 2 gezeigten und definierten Kennlinie.
Je niedriger die Regelabweichung, umso steiler die Neigung der Regelabweichungskennlinie.
Die Implementierung der idealen Regelabweichungskennlinie in Kraftwerken ist nicht praktikabel, weil dies zu Frequenzansprechverhalten auf jeden Frequenzfehler führen würde, außerdem insbesondere auf durch Messung und/oder Versorgungsnetzrauschen bedingte Fehler. Dieses Rauschen wird als ein Rauschbefehlssignal des Leistungsreglers der Anlage abgebildet und produziert als Folge Ausgangsrauschen der Anlage. Dies ist sowohl für den Anlagenbetreiber als auch für den Versorgungsnetzbetreiber unerwünscht: Für den Anlagenbetreiber führt die Erregung der Anlage mit Rauschsignalen zu unnötiger Verkürzung der Lebensdauer. Dies ist insbesondere bei Gasturbinenkraftwerken wichtig. Für den Versorgungsnetzbetreiber ist Anlagenleistung mit Rauschen unerwünscht, weil dies den Rauschpegel des Versorgungsnetzes erhöht. Es sei angemerkt, dass das Versorgungsnetzrauschen zunehmend umso mehr verstärkt wird, je niedriger die Regelabweichungseinstellung des Versorgungsnetzes ist. Aus diesem Grund wird die ideale Kennlinie mit einem Unempfindlichkeitsbereich modifiziert, welcher um die nominale Frequenz f_o herum ausgerichtet ist (siehe 3). Der Versorgungsnetzbetreiber teilt sowohl die Regelabweichung als auch den Unempfindlichkeitsbereich zu. Es zeigt sich jedoch, dass diese Kennlinie nicht in der Lage ist, die Ergebnisse zu produzieren, für die sie ausgelegt ist. Dieses Problem wird in den folgenden Abschnitten analysiert, und ein optimierter GSP wird vorgestellt, der die Anforderungen sowohl des Versorgungsnetzbetreibers als auch des Anlagenbetreibers erfüllt.
Die Optimierungsgrundlage des GSP für gasturbinenbetriebene Kraftwerke ist eine Analyse der Versorgungsnetzdynamiken. Eine typische Kurve des britischen Versorgungsnetzes ist in 4 als ein anschauliches Beispiel gezeigt. Diese Daten können in Bezug auf ihre dynamische Kennlinie hinsichtlich Frequenzen und Amplituden klassifiziert werden, unter besonderer. Beachtung ihrer Auswirkung auf die Lebensdauer einer Gasturbine. Das Ergebnis dieser Analyse ist in 5 zusammengefasst. Im Wesentlichen kann der dynamische Signalinhalt des Versorgungsnetzes in drei Klassen übereinandergelagerter Signale unterteilt werden.
Klasse-1-Signale beschreiben das Langzeitverhalten des Versorgungsnetzes aus einem Blickwinkel, welcher in der Größenordnung von Minuten liegt (siehe 4). Diese Art der Bewegung wird außerdem als Trend bezeichnet. Er wird durch Schwankungen des Stromverbrauchs und durch die Eigendynamiken des Versorgungsnetzes erzeugt. Deswegen möchte der Versorgungsnetzeigentümer Frequenzansprechverhalten auf Klasse-1-Signale bekommen. Wegen ihrer sehr niedrigen Gradienten und ihrer beschränkten Auftrittshäufigkeit haben Klasse-1-Signale nur eine geringe Auswirkung auf die Lebensdauer der Gasturbine.
Klasse-2-Signale sind Signale mit niedriger Amplitude in dem gesamten Frequenzspektrum mit einer extrem hohen Auftrittsrate (O(10⁵)pro Jahr). Wegen ihrer hohen Auftrittsrate haben sie eine enorme Auswirkung auf die GT-Lebensdauer. Andererseits werden sie im Wesentlichen durch stochastische Effekte (Messrauschen, Versorgungsnetzrauschen) erzeugt, und sind deswegen für Frequenzansprechverhalten nicht relevant. Aus diesem Grund ist es für den Versorgungsnetzeigentümer und den Anlagenbetreiber von Interesse, das Frequenzansprechverhalten für diesen Signaltyp zu unterdrücken.
Klasse-3-Signale sind durch einen sehr hohen Frequenzgehalt, hohe Amplituden (typischerweise Impulse oder Stufen) und eine vergleichsweise niedrige Auftrittshäufigkeit gekennzeichnet. Diese Signale werden durch plötzliche Versorgungsnetzereignisse, wie der Leistungseinbruch eines Kraftwerks, erzeugt. Für den Versorgungsnetzbetreiber ist es von größter Wichtigkeit, verlässliches Frequenzansprechverhalten für diese Art von Ereignissen zur Verfügung zu haben. Ihre Auswirkung auf GT-Lebensverkürzung ist relativ gering, weil diese Ereignisse verglichen mit den anderen Signalklassen sehr selten sind.
Eine typische Kurve, die die vorstehend beschriebenen Signaltypen aufweist, ist in 6 gezeigt. Ruf der vorstehenden Analyse basierend wird ein GSP konzipiert, der Frequenzansprechverhalten für die Signalklassen 1 und 3 gemäß der spezifizierten Regelabweichung zur Verfügung stellt und Frequenzansprechverhalten für Klasse-3-Signale unterdrückt. Der Schlüssel der Konzeption eines derartigen GSP ist eine Möglichkeit, die drei Klassen in der verfügbaren Frequenzmessung zu differenzieren.
Konzept und Mechanismus des dynamischen Unempfindlichkeitsbereichs: Das Wesentliche des neuen GSP besteht darin, den in Abschnitt 3 beschriebenen statischen Unempfindlichkeitsbereich durch einen dynamischen Unempfindlichkeitsbereich zu ersetzen. Die Begründung hierfür wird beim Analysieren der in 7 gezeigten Kurve deutlich. In dieser Figur ist ersichtlich, dass der statische Unempfindlichkeitsbereich die Signalklasse 3 nicht von den anderen unterscheiden kann, weil der Trend (Klasse-1-Signal) die meiste Zeit außerhalb des statischen Unempfindlichkeitsbereichs liegt. Weil jedoch der Trend als das Langzeitverhalten des Versorgungsnetzes definiert ist, kann er durch geeignetes Filtern der Frequenzmessung des Versorgungsnetzes (siehe 8) mit einem Trendfilter erstellt werden. Wenn man berücksichtigt, dass die Klasse-3-Signale den gesamten Frequenzbereich belegen, ist es offensichtlich, dass sie mittels dynamischer Filter nicht unterschieden werden können. Andererseits deuten 5 und 8 an, dass sie durch ihre Amplitude mit Bezug auf die Klasse-1-Signale unterschieden werden können. Mit anderen Worten: Jede kleine Abweichung von dem Trend ist, laut Definition, ein Klasse-3-Signal und sollte daher beim Frequenzansprechverhalten unterdrückt werden. Dies kann einfach durch Implementieren eines Unempfindlichkeitsbereichs erreicht werden, welcher sich um den Trend statt um die nominale Frequenz f_o ausrichtet. Da die Anordnung dieses Unempfindlichkeitsbereichs sich mit dem Trend verändert, wird er ein dynamischer Unempfindlichkeitsbereich genannt.
Zusammen mit dem dynamischen Unempfindlichkeitsbereich stellt das Trendsignal außerdem den Mechanismus, die Klasse-3-Signale zu erfassen, zur Verfügung: Laut Definition ist jedes Versorgungsnetzsignal, das den dynamischen Unempfindlichkeitsbereich verlässt, ein Klasse-3-Signal (hohe Amplitude, hohe Frequenz). Das Prinzip ist in 9 illustriert.
Der grundsätzliche Betriebsablauf des GSP kann nun wie folgt zusammengefasst werden: Das Signal, das zu der idealen Kennlinie (2) weitergeleitet wird, ist das Trendsignal, so lange wie das gemessene Versorgungsnetzsignal innerhalb des dynamischen Unempfindlichkeitsbereichs ist, und es ist das gemessene Versorgungsnetzsignal für jene Zeitintervalle, wenn das Versorgungsnetzsignal den dynamischen Unempfindlichkeitsbereich verlässt. Auf diese Weise ist das Frequenzansprechverhalten auf jene Ereignisse beschränkt, die für das Versorgungsnetz relevant sind, und das Versorgungsnetzrauschen wird die meiste Zeit unterdrückt. Es sei angemerkt, dass das Versorgungsnetzrauschen nicht unterdrückt werden kann, wenn auf Klasse-3-Signale angesprochen wird, weil sie mit den Klasse-2-Signalen einen sich überlappenden Frequenzbereich aufweisen können. Dies hat jedoch keine Bedeutung für die GT-Lebensdauer, weil Klasse-3-Ereignisse selten sind und während dieser Ereignisse die vorherrschende Auswirkung auf Lebensdauer das Klasse-3-Signal und nicht das Klasse-2-Signal ist (wegen der höheren Amplitude von Klasse 3). Eine typische Kurve, die mit diesem Mecanismus erzielt wird, ist in 10 gezeigt.
Die Strategien des Unempfindlichkeitsbereichs sind wie folgt:

a) Mit Bezugnahme auf die Erweiterung/Verengung: Die in 10 dargestellte Kurve bringt ein Problem zu Tage, das auftaucht, wenn das gemessene Frequenzsignal in der Nähe des Unempfindlichkeitsbereichs verbleibt. In dieser Situation können wiederholte Austritte und Wiedereintritte in den Unempfindlichkeitsbereich (hervorgerufen durch Klasse-2-Signale) vorkommen, welche jedes Mal einen Sprung von dem Trendsignal zu der Frequenzmessung und zurück zu dem Trend auslösen. Dieser Effekt wird Seitenbandstörung genannt. Seitenbandstörung kann durch die Verwendung eines sich verengenden Unempfindlichkeitsbereichs vermieden werden. Die Idee ist, den Unempfindlichkeitsbereich auf einen sehr kleinen Wert zu reduzieren, sobald die gemessene Frequenz den Unempfindlichkeitsbereich verlässt. Auf diese Weise kann Seitenbandstörung nicht durch Klasse-2-Signale ausgelöst werden. Der Unempfindlichkeitsbereich wird wieder erweitert, sobald die gemessene Frequenz wieder in den verengten Unempfindlichkeitsbereich eintritt. Dieser Mechanismus ist schematisch in 11 gezeigt und für eine einfache Frequenzkurve in 12 dargestellt. Als eine Konsequenz dieser Verengung des Unempfindlichkeitsbereichs wird die GSP-Ausgabe so lange Klasse-2-Signale enthalten, bis sie in den verengten Unempfindlichkeitsbereich eintritt. Dies bedeutet für die GT-Lebensdauer kein Problem, wegen der relativen Seltenheit der Klasse-3-Ereignisse (und deswegen Verengung/Erweiterung des Unempfindlichkeitsbereichs), und wegen der relativ kurzen Zeit (und deswegen niedrigen Anzahl an Klasse-2-Ereignissen), die erforderlich ist, bis der Wiedereintritt in den Unempfindlichkeitsbereich erfolgt. 13 zeigt das Blockdiagramm der Versorgungsnetzsignalverarbeitung. Dieses Blockdiagramm ist für den Fachmann verständlich.
b) Mit Bezugnahme auf die Unempfindlichkeitsbereichsverschiebung: Eine andere Weise, um mit dem Problem der Seitenbandstörung umzugehen, ohne dass Verengung des Unempfindlichkeitsbereichs notwendig ist, ist die Verschiebung des Unempfindlichkeitsbereichs. Mit diesem Mechanismus wird der Trendfilter jedes Mal wiederausgelöst, wenn die gemessene Frequenz wieder in den Unempfindlichkeitsbereich eintritt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Trendfilter mit der gemessenen Frequenz in dem Moment des Wiedereintritts ausgelöst. Als Konsequenz wird der Unempfindlichkeitsbereich (welcher um den Trend ausgerichtet ist) um die Hälfte seiner Gesamtbreite verschoben. Auf diese Weise wird ein weiches Wiedereintreten in den Unempfindlichkeitsbereich für isolierte Klasse-3-Ereignisse geschaffen und Seitenbandstörung wird in dem Fall von Wiedereintritten, welche durch Klasse-2-Signale ausgelöst werden, ausgeschaltet. Das Letztere wird erzielt, weil ein Klasse-2-Wiedereintritt nun zu einer Unempfindlichkeitsbereichsverschiebung führen wird, die im Folgenden jegliche weiteren Klasse-2-Ereignisse hinsichtlich des neuen Trends eliminiert. Eine beispielhafte Kurve ist in 14 gezeigt.
c) Mit Bezugnahme auf die vorgeschriebenen Zeiten außerhalb des Unempfindlichkeitsbereichs: Noch eine weitere Strategie könnte darin bestehen, die maximale Zeit vorzuschreiben, die die gemessene Frequenz außerhalb des Unempfindlichkeitsbereichs verbleiben kann. Im Zusammenhang mit der Unempfindlichkeitsbereichsverschiebung, die in dem vor hergehenden Abschnitt beschrieben wurde, stellt dieser Mechanismus die Möglichkeit zur Verfügung, die Anzahl von Klasse-2-Ereignissen zu minimieren, die durch die Regelabweichungskennlinie geleitet werden.

Δf: Frequenzfehler
Δf_D: Unempfindlichkeitsbereich
f_o: nominale Versorgungsnetzfrequenz
f_m: gemessene Versorgungsnetzfreguenz
f_c: Frequenzeinstellpunkt
K: Regelabweichungsfaktor
m_f: Brennstoffdurchsatz
ΔP_c: Signal angeforderter Leistung
P_o: Nennlast
P_c: Leistungseinstellpunkt
P_ct: Gesamte angeforderte Leistungsabgabe
P_m: Gemessene Leistungsabgabe

Claims

Verfahren zum Steuern eines Kraftwerks, welches elektrischen Strom an ein elektrisches Versorgungsnetz liefert, wobei das Versorgungsnetz ein Wechselstrom-Versorgungsnetz ist und eine Versorgungsnetzfrequenz aufweist, welche um eine nominale Frequenz (f_o ) schwankt, – wobei die Leistungsabgabe des Kraftwerks als eine Funktion einer Steuerungsfrequenz auf solch eine Weise gesteuert wird, dass die Leistungsabgabe erhöht wird, wenn die Steuerungsfrequenz die nominale Frequenz (f_o ) unterschreitet und die Leistungsabgabe abgesenkt wird, wenn die Steuerungsfrequenz die nominale Frequenz (f_o ) überschreitet, und – wobei die Versorgungsnetzfrequenz kontinuierlich gemessen wird, die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) gemittelt wird, um wie ein gleitender Durchschnitt eine sich langsam verändernde gemittelte Versorgungsnetzfrequenz als Trendfrequenz festzulegen, welche für das Langzeitverhalten der Versorgungsnetzfrequenz kennzeichnend ist, – die gemittelte Versorgungsnetzfrequenz als die Steuerungsfrequenz verwendet wird, wenn die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) innerhalb eines vorbestimmten Bandes als Unempfindlichkeitsbereich um die gemittelte Versorgungsnetzfrequenz herum liegt, und – die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) als die Steuerungsfrequenz verwendet wird, wenn die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) außerhalb des vorbestimmten Bandes liegt, und – wobei die Bandbreite des Unempfindlichkeitsbereichs konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass – der Prozess der Mittelwertbildung der gemessenen Versorgungsnetzfrequenz (f_m ), um die gemittelte Versorgungsnetzfrequenz festzulegen, angehalten wird, und ein neuer Mittelwertbildungsprozess immer dann gestartet wird, – wenn die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) wieder in den Unempfindlichkeitsbereich eintritt, nachdem sie ihn zuvor verlassen hat, oder wenn die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) länger als eine vorbestimmte maximale Zeitdauer außerhalb des Unempfindlichkeitsbereichs verbleibt.
Verfahren zum Steuern eines Kraftwerks, welches elektrischen Strom an ein elektrisches Versorgungsnetz liefert, wobei das Versorgungsnetz ein Wechselstrom-Versorgungsnetz ist und eine Versorgungsnetzfrequenz aufweist, welche um eine nominale Frequenz (f_o ) schwankt, – wobei die Leistungsabgabe des Kraftwerks als eine Funktion einer Steuerungsfrequenz auf solch eine Weise gesteuert wird, dass die Leistungsabgabe erhöht wird, wenn die Steuerungsfrequenz die nominale Frequenz (f_o ) unterschreitet und die Leistungsabgabe abgesenkt wird, wenn die Steuerungsfrequenz die nominale Frequenz (f_o ) überschreitet, und – wobei die Versorgungsnetzfrequenz kontinuierlich gemessen wird, die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) gemittelt wird, um wie ein gleitender Durchschnitt eine sich langsam verändernde gemittelte Versorgungsnetzfrequenz als Trendfrequenz festzulegen, welche für das Langzeitverhalten der Versorgungsnetzfrequenz kennzeichnend ist, – die gemittelte Versorgungsnetzfrequenz als die Steuerungsfrequenz verwendet wird, wenn die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) innerhalb eines vorbestimmten Bandes als Unempfindlichkeitsbereich um die gemittelte Versorgungsnetzfrequenz herum liegt, und – die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) als die Steuerungsfrequenz verwendet wird, wenn die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) außerhalb des vorbestimmten Bandes liegt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Bandbreite des Unempfindlichkeitsbereichs so lange auf einem ersten Pegel gehalten wird, wie die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) innerhalb des Unempfindlichkeitsbereichs liegt, – die Bandbreite des Unempfindlichkeitsbereichs auf einen zweiten Pegel reduziert wird, der niedriger als der erste Pegel ist, wenn die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) die Grenzen des Unempfindlichkeitsbereichs überquert, um den Unempfindlichkeitsbereich zu verlassen, und – die Bandbreite des Unempfindlichkeitsbereichs von dem zweiten zurück auf den ersten Pegel erhöht wird, wenn die gemessene Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) die Grenzen des bandbreitenreduzierten Unempfindlichkeitsbereichs überquert, um wieder in den Unempfindlichkeitsbereich einzutreten.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftwerk eine Gasturbine (GT) umfasst und die Abgabeleistung der Gasturbine als eine Funktion der Steuerungsfrequenz geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabeleistung eine lineare oder nicht lineare Funktion der Steuerungsfrequenz ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Unempfindlichkeitsbereich einen oberen Unempfindlichkeitsbereich und einen unteren Unempfindlichkeitsbereich umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Unempfindlichkeitsbereich und untere Unempfindlichkeitsbereich eine gleich große Bandbreite, oder eine ungleich große Bandbreite, oder eine variable Bandbreite während des Zeitverlaufs umfassen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nominale Frequenz (f_o ) 50 oder 60 Hz beträgt und die Bandbreite des oberen und unteren Unempfindlichkeitsbereichs ungefähr 0,015 Hz beträgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Pegel der Bandbreite ungefähr 0,030 Hz beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess der Mittelwertbildung der gemessenen Versorgungsnetzfrequenz (f_m ) zum Festlegen der gemittelten Versorgungsnetzfrequenz durch Filtereinrichtungen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtungen einen Tiefpassfilter umfassen.