Gasskraftverk Kårstø

Abstract

Denne diplomoppgaven er skrevet i samarbeid med Statnett. Naturkraft har under bygging et gasskraftverk på Kårstø i Rogaland. Dette er et såkalt combined-cycle-kraftverk (kombinert kraftverk), som består av en gassturbin i kombinasjon med en dampturbin. Gasskraftverket vil kunne bidra med 418MW inn i sentralnettet, og det er Statnetts ansvar at kraften levert til forbrukerne har god nok kvalitet. Oppgaven tar først og fremst for seg problemstillinger knyttet til dynamisk respons og transient stabilitet i forbindelse med kraftverket. Statnett har bidratt med datamodell over nettet i Sør-Norge, og analyseverktøyet PSS/E er benyttet for å analysere kraftverkets respons ved ulike hendelser. Spesielt er det sett på regulerresponser ved frekvens- og spenningsendringer i nettet og kraftverkets egenskaper ved kortslutning. I tillegg er konsekvenser ved utfall av kraftverket analysert. Analyseresultatene er sjekket opp mot de relevante krav gitt i Veiledende systemkrav til anlegg tilknyttet regional- og sentralnettet i Norge (VtA) og Nordic Grid Code (NGC). Det er av interesse å sammenligne responsen i gasskraftverket mot den i et typisk vannkraftverk. Av den grunn er det lagt til en modell av et vannkraftverk på samme sted som gasskraftverket. Foruten at forskjellen mellom gasskraftverket og vannkraftverket er analysert er det også benyttet to forskjellige turbinregulatormodeller for gasskraftverket: en enkel modell beregnet på gassturbiner, og en mer avansert modell beregnet på nettopp kombinerte kraftverk. Det viser seg at den avanserte turbinregulatormodellen er den som egner seg best til simuleringer opp mot gasskraftverket. Skal man benytte den enkle modellen må man være obs på hvilket utgangspunkt man har, og hvilke hendelser man simulerer på. Spesielt ved fall i frekvensen kan ukritisk bruk av den enkle modellen gi et for optimistisk resultat. Gasskraftverket har problemer med fullstendig å overholde kravene gitt i VtA til drift under frekvensavvik, og simuleringer viser at responsen til magnetiseringssystemet er for kraftig. Kraftverket viser imidlertid god oppførsel ved feil i nettet, og bidrar til å gjenopprette spenningene i området etter feil. Ved normal drift tåler nettet et utfall av kraftverket godt, mens man ved svekkelser i nettet kan oppleve til dels lave spenninger etter et utfall.