Parallelsteuerung mehrerer Turbinen in Wasserkraftanlagen
zurück zur Übersicht: Leistungen
Parallelsteuerung mehrerer Turbinen
Mehrere Turbinen in einer Wasserkraftanlage parallel zu betreiben bedeutet mehr, als Maschinen lediglich gemeinsam ein- und auszuschalten.
Entscheidend ist, welche Turbine bei welchem Wasserangebot betrieben wird und wie mehrere Maschinen miteinander kombiniert werden.
Bilgram Wasserkraft entwickelt dafür anlagenspezifische Parallelsteuerungen für neue und bestehende Wasserkraftanlagen.
Das verfügbare Wasser optimal nutzen
Bei einer Mehrturbinenanlage verändert sich mit dem Zufluss auch die optimale Betriebsweise.
Je nach Wasserangebot kann es sinnvoll sein, nur eine Turbine zu betreiben, eine weitere Maschine zuzuschalten oder mehrere Turbinen gemeinsam zu fahren.
Die übergeordnete Steuerung koordiniert die einzelnen Maschinen automatisch und berücksichtigt dabei die Eigenschaften der jeweiligen Turbinen.
Ziel ist ein stabiler Wasserstand und ein möglichst effizienter Betrieb der gesamten Wasserkraftanlage.
Beispiel einer Bilgram-Steuerungsanlage für drei Kaplan-Turbinen. Die gemeinsame Steuerung koordiniert den Betrieb der einzelnen Maschinen.
Nicht jede Turbinenkombination ist gleich gut
Eine gleichmäßige Aufteilung des verfügbaren Wassers auf alle Turbinen führt nicht automatisch zum besten Ergebnis.
Turbinen besitzen unterschiedliche Betriebsbereiche und Wirkungsgrade. Bei unterschiedlichen Turbinengrößen oder Turbinentypen wird dieser Zusammenhang noch wichtiger.
Die Parallelsteuerung wählt deshalb abhängig vom aktuellen Anlagenzustand die geeignete Maschinenkombination und koordiniert deren Betrieb.
Die dafür verwendeten Kennlinien, Umschaltkriterien und Regelstrategien werden von Bilgram Wasserkraft individuell für die jeweilige Anlage entwickelt und sind Bestandteil unseres Engineering-Know-hows.
Ruhiger und automatischer Anlagenbetrieb
Schwankungen des Zuflusses oder des Wasserstands dürfen nicht zu einem ständigen Zu- und Abschalten der Turbinen führen.
Die Parallelsteuerung sorgt deshalb für einen stabilen Anlagenbetrieb und koordiniert die erforderlichen Maschinenwechsel automatisch.
Dabei werden Turbinenstart, Synchronisierung, Parallelbetrieb und Abschaltung in die Gesamtsteuerung der Anlage eingebunden.
Touchpanel und Tastenfeld parallel
Neben der Bedienung über das Touchpanel setzt Bilgram Wasserkraft zusätzlich auf konventionelle Bedienelemente direkt am Schaltschrank.
Bedienfeld für drei Kaplan-Turbinen: Automatik- und Parallelbetrieb sowie wichtige Bedienfunktionen stehen zusätzlich zum Touchpanel direkt über Taster und Wahlschalter zur Verfügung.
Das Bedienkonzept verbindet damit die komfortable grafische Bedienung mit übersichtlichen, direkt erreichbaren Bedienelementen.
Der Betreiber ist für wesentliche Bedienhandlungen nicht ausschließlich auf die Touchoberfläche angewiesen. Gerade bei Wasserkraftanlagen, die über Jahrzehnte betrieben werden, ist dies ein wichtiger Bestandteil eines robusten Bedienkonzepts.
Steuerungstechnik für den langfristigen Betrieb
Die Parallelsteuerung ist Teil der gesamten Steuerungs- und Automatisierungstechnik der Wasserkraftanlage.
Blick in die Steuerungstechnik einer Wasserkraftanlage mit drei Kaplan-Turbinen. Die Steuerungs- und Automatisierungstechnik der einzelnen Maschinen wird zu einem gemeinsamen Anlagenkonzept zusammengeführt.
Damit lassen sich sowohl baugleiche als auch unterschiedliche Turbinen in eine gemeinsame Betriebsstrategie einbinden. Das gilt beispielsweise für Francis-, Kaplan- und Durchströmturbinen, unterschiedliche Maschinengrößen sowie mehrzellige Durchströmturbinen.
Besonders interessant beim Steuerungs-Retrofit
Gerade bei bestehenden Wasserkraftanlagen kann erhebliches Potenzial in der Betriebsweise liegen.
Turbinen, Generatoren und Hydraulik können mechanisch weiterhin zuverlässig arbeiten, während eine ältere Steuerung die Möglichkeiten der vorhandenen Maschinen nicht vollständig nutzt.
Bei einem Steuerungs-Retrofit können die vorhandenen Maschinen erhalten und durch eine neue übergeordnete Parallelsteuerung miteinander koordiniert werden.
Nicht die Turbine muss deshalb zwangsläufig erneuert werden – zusätzliches Potenzial kann auch in der Steuerungs- und Regelstrategie liegen.
Alle Turbinen gemeinsam im Blick
Die Parallelsteuerung wird in die Bilgram-Webvisualisierung eingebunden.
Der Betreiber sieht damit unter anderem Wasserstände, Betriebszustände, Öffnungsgrade und Leistungen der einzelnen Turbinen sowie die Gesamtleistung der Wasserkraftanlage.
Webvisualisierung einer Mehrturbinenanlage: Die einzelnen Maschinen und der Gesamtzustand der Wasserkraftanlage werden gemeinsam dargestellt.
Die Visualisierung läuft direkt auf der Steuerung und wird über einen Webbrowser aufgerufen. Bilgram Wasserkraft setzt diese Form der webbasierten Anlagenvisualisierung bereits seit 2012 in Wasserkraftanlagen ein.
Erfahrung statt Standardlösung
Eine gute Parallelsteuerung entsteht nicht allein durch Standardsoftware.
Entscheidend ist das Zusammenspiel von Wasserführung, Turbinen, Generatoren, Hydraulik und Regelung.
Bilgram Wasserkraft entwickelt die Betriebsstrategie deshalb individuell für die jeweilige Anlage. Die zugrunde liegenden Kennlinien, Entscheidungsverfahren und Optimierungsstrategien bleiben dabei Bestandteil unseres internen Engineering-Know-hows.
Mehr Energie aus dem vorhandenen Wasser
Das Ziel der Parallelsteuerung ist nicht, möglichst viele Turbinen gleichzeitig zu betreiben.
Das Ziel ist, für das aktuell verfügbare Wasser die geeignete Turbinenkombination zu betreiben – automatisch, stabil und auf die jeweilige Wasserkraftanlage abgestimmt.
Bilgram Wasserkraft entwickelt und programmiert Parallelsteuerungen für Neuanlagen und für die Modernisierung bestehender Wasserkraftanlagen.
Mehr Energie durch intelligente Steuerung.
Für mehr Energie aus jeder Kilowattstunde Wasser.
zurück zur Übersicht: Leistungen