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Forum: Offtopic Frage: Netzfrequenz = Netzqualität? Messung der These des instablien Stromnetz


Autor: Patrick T. (Gast)
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Guten abend,

gerade am Rahmen der aktuellen Diskussion zur Abschaltung der 
Kernkraftwerke, dem damit verbundenen Ausbau der erneuerbaren Energien, 
den angeblich so knappen Transportnetzkapazitäten und der These der 
Großen Vier, das das Netz zusammenbrechen wird (Schlagwort: Blackout), 
frage ich mich inwiefern das populistische/politische Äußerungen sind 
oder inwiefern unser Verbundnetz jetzt schon davon belastet wird ... und 
vor allem ob wir das messen können?

Bei Wikipedia wird behauptet: "Die Netzfrequenz und deren Abweichung vom 
Nennwert ist ein direkter Qualitätsindikator über die Relation der über 
Erzeuger wie Kraftwerke angebotenen elektrischen Momentanleistung und 
der Abnahme der elektrischen Momentanleistung durch Verbraucher." 
(http://de.wikipedia.org/wiki/Netzfrequenz)

Demnach denke ich mir, dass, wenn Eon und Co davon reden wie unstetig 
und unberechnbar Wind- und Solarstrom zu Verfügung stehen, sich dies in 
der Schwankung der Netzfrequenz wiederspiegeln müsste. Wie bzw. ob sich 
die These der überlasteten Transportnetze sich in der Netzfrequenz 
wiederspiegelt, weiß ich leider nicht; dies wäre eine Frage.

Nach aktuellen Medienberichten würde ich erwarten, dass es zur Zeit ein 
unablässiger Kampf der Netzbetreiber ist, eben dieses stabil zu halten. 
Also müssten wir bei dieser unterstellten schlechten Vereinbarkeit von 
Angebot und Nachfrage auf dem Strommarkt eine stark schwankende 
Netzfrequenz beobachten.

Da wir hier von einem "Verbundnetz" sprechen, würde ich außerdem 
erwarten, dass an allen Orten in Deutschland die Netzfrequenz zu jeder 
Zeit gleich sein müsste.


-> Also meine Fragen, erstmal aus rein wissenschaftlichem Interesse:

- Ist die Schwankung der Netzfrequenz wirklich ein Indikator für die 
Netzqualität bzw. das prophezeite Zusammenbrechen des Netzes?
- Inwiefern wirken sich direkt oder indirekt die angeblich überlasteten 
Transportnetze auf die Netzfrequenz aus?
- Stimmt die These, dass man an jedem Ort im Verbundnetz die gleiche 
Netzfrequenz messen müsste?



Grüße,
Patrick

[PS: Damit es Ontopic bleibt ... ich würde die Netzfrequenz auch sehr 
gern über einen längeren Zeitraum beobachten wollen. Eine simple 
Schaltung schwebt mir im Kopf schon vor.]

: Verschoben durch User
Autor: Peter R. (pnu)
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Da brauchst Du nur im Internet suchen: Es gibt da z.B. eine page aus der 
Schweiz, die ständig die aktuelle Frequenz des europäischen Netzes 
anzeigt.

für das Netz ist das Hauptproblem, dass bei plötzlichen Ausfällen vieler 
Windkraftgeneratoren usw. Regelschwingungen entstehen können, Stichwort 
dynamische Stabilität, die zu Zwangabschaltungen oder zur Abschaltlawine 
führen können.

Das Problem ist weniger die Frequenz: Die Leistungsabgabe der 
Generatoren wird durch die Phasenlage relativ zum Netz bestimmt. Bei 
Änderungen der Phase müssen alle Generatoren im Netz nachziehen, ein 
Generator, der da nachhinkt wird überlastet oder entlastet und kann im 
Extremfall sogar außer Tritt kommen.

Auch der kreuz und quer über Europa wechselnde Stromtransport je nach 
Windrichtung oder Zugrichtung einer Wolkenfront dürfte für die 
Stabilität und den Wirkungsgrad ein Problem sein.

Autor: Patrick T. (Gast)
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Peter R. schrieb:
> Da brauchst Du nur im Internet suchen: Es gibt da z.B. eine page aus der
> Schweiz, die ständig die aktuelle Frequenz des europäischen Netzes
> anzeigt.

Ich glaube so eine Seite mal vor Jahren gefunden zu haben, leider finde 
ich sie nicht mehr, kennt irgendwer die URL? (Btw: In Bezug auf meine 
theoretische Frage ... ist die Netzfrequenz überall im Verbundnetz 
gleich (sollte sie ja sein)?)

Peter R. schrieb:
> Das Problem ist weniger die Frequenz: Die Leistungsabgabe der
> Generatoren wird durch die Phasenlage relativ zum Netz bestimmt. Bei
> Änderungen der Phase müssen alle Generatoren im Netz nachziehen, ein
> Generator, der da nachhinkt wird überlastet oder entlastet und kann im
> Extremfall sogar außer Tritt kommen.

Peter R. schrieb:
> Auch der kreuz und quer über Europa wechselnde Stromtransport je nach
> Windrichtung oder Zugrichtung einer Wolkenfront dürfte für die
> Stabilität und den Wirkungsgrad ein Problem sein.

-> Aber wie wirkt sich dieses "außer tritt kommen" auch auf die 
Netzfrequenz aus und inwiefern lässt das auf die "Netzqualität" 
schließen?

Autor: Andreas K. (derandi)
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Je weniger von den 50 Hz abgewichen wird (Betrag der Abweichung und 
Änderungsrate also möglichst gering), desto stabiler ist das Netz.

Zuerst: Strom kann man nicht einfach speichern, Kraftwerke können nur 
genau so viel Energie erzeugen wie gerade verbraucht wird.

Wenn ein Generator außer Tritt gerät und der automatische Lastabwurf den 
Generator vor Zerstörung schützt indem es ihn vom Netz trennt fehlen 
natürlich auf einen Schlag hunderte MW Leistung, die müssen schnell 
genug von anderen Kraftwerken nachgeregelt werden, andernfalls kann eine 
Kettenreaktion entstehen die nach und nach Kraftwerke in der Nähe durch 
die rapide Frequenzänderung wie Dominosteine vom Netz trennt.

Theoretisch sollte dabei die Netzfrequenz lokal außergewöhnlich schnell 
sinken, die genauen Werte, wann Kraftwerke den Lastabwurf durchführen, 
hab ich aber nicht mehr im Kopf.

Autor: Patrick T. (Gast)
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Andreas K. schrieb:
> Theoretisch sollte dabei die Netzfrequenz lokal außergewöhnlich schnell
> sinken, die genauen Werte, wann Kraftwerke den Lastabwurf durchführen,
> hab ich aber nicht mehr im Kopf.

Aber auch das war meine Frage ... kann die Netzfrequenz überhaupt 
"lokal" sinken. Ich glaube nicht, wenn dann nur im gesamten Netz 
gleichzeitig. Deshalb ist es ja ein Verbundnetz. -> Ist das so?

Meine Frage war jedoch darauf gerichtet, was passiert, wenn schlecht 
regelbare Energiequellen wie Sonne und Wind auf das Netz einwirken ... 
kann man deren Auswirkungen mit Hilfe der Netzfrequenz nachvollziehen?

Autor: Hans Mayer (hansilein)
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Zur eigentlichen Frage:
Nein, ob die Kraftwerke oder das Netz zu 20% oder zu 95% ausgelastet 
sind kannst Du durch Frequnzmessung nicht merken.
Da merkt man erst was wenn es gleich kracht.

Autor: Hans Mayer (hansilein)
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Früher war es so daß die Leistung mit der Frequenz gekoppelt war und daß 
das gleichzeitg der Regelungsmechanismus war.
Heute weiss man vorher bescheid und regelt dementsprechend. Víelleicht 
kann man kurzfristige Frequenzabweichungen messen, die sind aber auch 
nur bei 20% Auslastung da.

Autor: Patrick T. (Gast)
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Hans Mayer schrieb:
> Zur eigentlichen Frage:
> Nein, ob die Kraftwerke oder das Netz zu 20% oder zu 95% ausgelastet
> sind kannst Du durch Frequnzmessung nicht merken.
> Da merkt man erst was wenn es gleich kracht.

Da war jetzt aber viel Fantasie dabei ... mir ging es gar nicht um die 
Auslastung direkt. Vielmehr das "dynamische" Verhalten unseres 
Stromnetzes interessiert mich. "Wenn es kracht" muss die Phasenlagen 
eines sehr sehr schlecht gergelten oder neu zugeschalteten Kraftwerks ja 
Schuld sein.

Von diesem extremen Szenario rede ich jedocch nicht. Es geht darum, dass 
es Energierquelle gibt, die so bedeutend sind und gleichzeitig unstetig 
sind, das sie nicht mehr mit Gas-, Öl, usw. Kraftwerkeb schnell 
nachgeregelt werden können.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Der Link :
https://www.swissgrid.ch/swissgrid/de/home/experts...

Gilt offensichtlich fuer Kontinental Europa

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)
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Die Frequenz kann im Netz zeitlich schwanken ist aber im gesamten Netz 
an jedem Ort gleich.

Lokal wirken sich Ungleichverteilungen in der Spannung aus.


Der Lastabwurf wird durch einen Überstrom ausgelöst und kann nur die 
Folge einer zu großen Differenz im Phasenwinkel zwischen Netz und 
Genearator sein (zuviel Leistung auf Turbine).Andernfalls wird der 
Generator vom Netz geschleppt(Ausnahme mechanische Einflüsse bremsen den 
Generator).

Solaranlagen haben keine Einflus auf die Netzfrequenz, da die FU ihre 
frequenz nach dem Netz richten.

Wenn nun eine Windturbine nicht hinreichend Energie liefert wird auch 
diese vom Netz geschleppt und dann abgeschaltet.

Namaste

Autor: Hans Mayer (hansilein)
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So schnell muss man garnicht nachregeln, da die großen Turbinen eine 
Menge Trägheit haben.

Autor: A. K. (prx)
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Information zu Netzfrequenz und -spannung aus dem Wandler einer 
Solaranlage: http://www.c2j2m.de/sys_pv/graph_day.html

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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Zumindest vor einigen Jahren war es so, dass die EVU stets Gaskraftwerke 
im Standby für die Windkraft haben mitlaufen lassen - um einzuspringen 
falls der Wind aufhört.

Insofern war schon damals klar, dass eine kWh Windenergie nicht die 
Brennstoffkosten für 1 kWh "normales" Kraftwerk spart, sondern nur einen 
Bruchteil (eben wegen der Bereitschaftsverluste)

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)
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Michael K-punkt schrieb:
> Zumindest vor einigen Jahren war es so, dass die EVU stets Gaskraftwerke
> im Standby für die Windkraft haben mitlaufen lassen - um einzuspringen
> falls der Wind aufhört.
>
> Insofern war schon damals klar, dass eine kWh Windenergie nicht die
> Brennstoffkosten für 1 kWh "normales" Kraftwerk spart, sondern nur einen
> Bruchteil (eben wegen der Bereitschaftsverluste)

Da lässt sich aber in Zusammenarbeit mit den Meterologen sicher viel 
sparen.

Auch dürften die energiekonzerneigenen Windparks deutlich öknomischer 
und sicherer zu betreiben sein.

MfG
Winne

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Winfried J. schrieb:
> Da lässt sich aber in Zusammenarbeit mit den Meterologen sicher viel
> sparen.

Und durch ein leistungsfähiges Fernnetz, denn wenn es hier windstill 
ist, muß es das am anderen Ende der Republik nicht unbedingt sein.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)
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...und transkontinentel erst, es ist auf diesem Planeten selten 
überallzeitgleich Flaute ;-)
MfG

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