Hallo ich hab gestern einige Artikel gelesen über die Frequenz in
unserem Stromnetz. Etwas habe ich nicht verstanden oder kann es mir
nicht erklären.
Also 50Hz werden erzeugt durch das Drehfeld eines Generators bei exakter
Geschwindigkeit. Läuft ein Zweiter Generator (Kraftwerk) Phasen synchron
bei gleicher Frequenz ist alles super. Sollte einer langsamer werden
würden die beiden gegeneinander arbeiten.
Wird der Generator belastet läuft er langsamer. Bei zwei Generatoren
würde sich die Last auf beide verteilen und beide würden langsamer
werden.
Aber wenn wie in Realität die Generatoren komplett unterschiedlich sind.
Bleiben sie Synchron oder bedarf das einer ständigen Regelung?
Windgeneratoren wird die Frequenz elektronisch geregelt?
Wenn man aus dem System Stromnetz alle drehenden Generatoren raus nimmt
und alle einspeiser elektronisch in der Frequenz regelt. Hätte man dann
eigentlich noch den Effekt das die Frequenz sich verändert wenn das Netz
belastet wird?
Einem Elektronischen Wechselrichter bei 50Hz dürfte es doch noch die
Frequenz verändern wenn er belastet wird?
Wenn du alle Generatoren aus dem Netz entfernen und durch elektronische
Umrichter ersetzt, verlierst du die "Trägheit". Die Netzfrequezn wird
sehr viel schwerer zu regeln.
Das ist übrigens schon heute ein Problem und macht sich dadurch
bemerkbar, daß schon recht kleine Unregelmäßigkeiten relativ hohe
Frequenzschwankungen hervorrufen.
Erich schrieb:> bedarf das einer ständigen Regelung?
Ja.
Es muss in Summe immer exakt so viel Strom eingespeist werden, wie
abgenommen wird, das macht das E-Werk für dich, die Leute haben das
drauf.
Die schalten Generatoren zu oder weg, ganze Kraftwerke ab, oder eben
Windgeneratoren, je nach Bedarf. Das einzige, was ein bisschen hilft,
ist die Masse an bewegten Rotoren, die gibt Stabilität.
Wühlhase schrieb:> Wenn du alle Generatoren aus dem Netz entfernen und durch elektronische> Umrichter ersetzt, verlierst du die "Trägheit". Die Netzfrequezn wird> sehr viel schwerer zu regeln.>> Das ist übrigens schon heute ein Problem und macht sich dadurch> bemerkbar, daß schon recht kleine Unregelmäßigkeiten relativ hohe> Frequenzschwankungen hervorrufen.
Dafür wird AFAIK heftig an Schwungradgeneratoren gerarbeitet, die das
ausgleichen können/sollen, da gibts schon noch
Wirkungsgradverbesserungen. Neu ist die Technik an sich ja nicht
wirklich, für grössere USVs werden die ja schon im MW-Bereich verbaut,
um die Zeit zu überbrücken, bis der Diesel angelaufen ist.
Georg A. schrieb:> Dafür wird AFAIK heftig an Schwungradgeneratoren gerarbeitet, die das> ausgleichen können/sollen,
Die sind doch schon vorhanden, und bestens ans Übertragungsnetz
angebunden.
Georg A. schrieb:> Dafür wird AFAIK heftig an Schwungradgeneratoren gerarbeitet, die das> ausgleichen können/sollen, da gibts schon noch> Wirkungsgradverbesserungen.
Angeblich soll durch den Einsatz williger Hamster der Wirkungsgrad
gesteigert worden sein.
Georg A. schrieb:> Neu ist die Technik an sich ja nicht> wirklich, für grössere USVs werden die ja schon im MW-Bereich verbaut,> um die Zeit zu überbrücken, bis der Diesel angelaufen ist.
Ja, aber die sind aus Netzsicht reine Lasten und stabilisieren nur in
die eine Richtung. Die helfen nicht, wenn irgendwo ein Leistungsschalter
aufgeht und ein ganzer Kraftwerksblock plötzlich vom Netz fällt.
Und deren Vorhandensein ändert ja auch sichtbar nichts an der Tatsache,
daß relativ kleine Ereignisse im Zuge unserer Energie"wende" immer
stärker in der Netzfrequenz zu sehen sind.
Klar kannst du solche Geräte auch für die Netzstabilisierung hinstellen,
aber wie hoch willst du die EEG-Umlage denn noch treiben? Die Teile sind
material- und kostenintensiv, wollen gewartet werden, usw., und leisten
nichts was Turbogeneratoren nicht auch schon prinzipbedingt könnten.
Wühlhase schrieb:> und leisten> nichts was Turbogeneratoren nicht auch schon prinzipbedingt könnten
Turbogeneratoren hängen meist an Antrieben, bei denen sehr kurze
Reaktionszeiten nicht gängig sind. Und Stromleistung speichern können
sie überhaupt nicht.
Nachtrag: An solchen Anlangen "heftig zu forschen" ist eigentlich
Etikettenschwindel und Betrug, denn die Funktionsweise solcher Anlagen
ist seit Jahrzehnten bekannt und erprobt, genauso wie ihre Wirkung im
Netz.
Wenn irgendwelche Heißluftinstitute dafür noch Forschungsgelder
einstreichen ist das nur ein Beleg dafür, wie weit unten unsere
"Wissenschaft" schon angekommen ist. Und wie sehr am Ende der ganze
Zirkus überhaupt schon ist.
(prx) A. K. schrieb:> Wühlhase schrieb:>> und leisten>> nichts was Turbogeneratoren nicht auch schon prinzipbedingt könnten>> Turbogeneratoren hängen meist an Antrieben, bei denen sehr kurze> Reaktionszeiten nicht gängig sind. Und Stromleistung speichern können> sie überhaupt nicht.
160t rotierende Masse aus Stahl und Kupfer speichern keine Wirkleistung?
Eine interessante Ansicht.
Ich war bisher immer der Ansicht daß das die erste Reserve ist, die zur
Verfügung steht, aber naja...
Je mehr du über die Regelung erfährst, desto mehr wunderst du dich, das
unser Stromnetz überhaupt funktioniert.
Alle Kraftwerke im gesamten europäischen Verbundnetz müssen synchron
laufen. Da haben wir unzählige private und staatliche Firmen.
Börsenspekulation und langfristige Planungen mit unterschiedlichen
Interessenten.
Trotzdem konnten die sich bisher immer noch zusammen raufen. Und genau
so viel Strom einspeisen, wie gebraucht wurde.
Wühlhase schrieb:> Ich war bisher immer der Ansicht daß das die erste Reserve ist, die zur> Verfügung steht, aber naja...
Ohne Umrichter bleibt von dieser Reserve nicht viel übrig, denn je
langsamer deine Masse rotiert, desto geringer die Frequenz.
Wühlhase schrieb:> 160t rotierende Masse aus Stahl und Kupfer speichern keine Wirkleistung?> Eine interessante Ansicht.> Ich war bisher immer der Ansicht daß das die erste Reserve ist, die zur> Verfügung steht, aber naja...
Wasser fließt ja auch nicht bergauf, egal wie viel Wasser Du hast.
Franko P. schrieb:> Windgeneratoren werden über Frequenzumrichter eingespeist, die über das> Netz synchronisiert werden.
Nicht alle.
Tatsache ist, das ein Synchrongenerator/Synchronmaschine immer eine
Stabilere Netzfrequenz hat als ein Elektronischer Synchronisierer.
https://de.wikipedia.org/wiki/SynchronmaschineErich schrieb:> Sollte einer langsamer werden> würden die beiden gegeneinander arbeiten.
Das hätte(Hatte auch schon) fatale Folgen.
Wen die Synchronität aus dem "Ruder" läuft, kann es so ein Generator
regelrecht zerreisen!
Leider auf Anhieb nicht gerade das Bild, eines solchen Falles gefunden,
aber das ist schon Passiert.
Der Generator hat da selbst das "Drumherum" massiv beschädigt.
Habe mal ein Fall im Kraftwerk Rekingen erlebt wo nur eine sage mal
geringe Differenz dafür sorgte, dass der Generator so stark schaden nahm
dass er komplett Revidiert werden musste.
Du musst die die Kräfte vorstellen die da entstehen, wenn so ein bis
Megawatt Generator plötzlich durch Gegenphase gebremst wird.
In Generatoren kraftwerken, wird dies aus dem grund immer sehr genau
kontrolliert. In den 60er und 70er Jahren, waren dass noch fast
Elektromechanische anzeigen, die mittels mehreren Stimmgabeln die
Frequenz sehr genau anzeigten.
Heute geschieht dies Elektronisch.
Wühlhase schrieb:> Wenn irgendwelche Heißluftinstitute dafür noch Forschungsgelder> einstreichen
... dann vielleicht, weil man mit präzise steuerbaren variablen
Umrichtern adäquater Leistung erst in jüngerer Zeit Erfahrung hat?
Pepe T. schrieb:> Woher denkst du komme die frequenzschwankungen?
Mir ging es um das Problem, die Rotationsenergie eines
Schwungradspeichers möglichst gut ausnutzen zu können. Bei der in den
üblichen Kraftwerken implementierten netzsynchronen Kopplung des
Generators bist du sehr schnell ausserhalb jenes Bereichs, in dem das
Netz überhaupt noch aufrecht erhalten wird. Mit Umrichter geht das viel
besser.
(prx) A. K. schrieb:> Wühlhase schrieb:>> Wenn irgendwelche Heißluftinstitute dafür noch Forschungsgelder>> einstreichen>> ... dann vielleicht, weil man mit präzise steuerbaren variablen> Umrichtern adäquater Leistung erst in jüngerer Zeit Erfahrung hat?
Erst gut 70 Jahre...
H. H. schrieb:> Erst gut 70 Jahre...
Zugegeben, ich dachte dabei an moderne Leistungselektronik. Was hatte
man vor 70 Jahren in einem entsprechenden Leistungsbereich verwendet, um
bei ansprechendem Wirkungsgrad aus einem weiten Drehzahlbereich
netzsynchrone 50 Hz zu bauen?
(prx) A. K. schrieb:> Wühlhase schrieb:>> 160t rotierende Masse aus Stahl und Kupfer speichern keine Wirkleistung?>> Ich schrieb nicht ohne Grund von Stromleistung.
Wenn es diesen Begriff geben würde, würde ich ihn sehr wahrscheinlich
kennen.
Trotzdem: Was meinst du damit?
Wühlhase schrieb:> Wenn es diesen Begriff geben würde, würde ich ihn sehr wahrscheinlich> kennen.> Trotzdem: Was meinst du damit?
Tu Dich nicht ab, es ist eine Wortschöpfung des Dauerschwurblers mit
seinen mehr als 67.000 "Beiträgen".
Noch ein Kommentar schrieb:> Trotzdem konnten die sich bisher immer noch zusammen raufen. Und genau> so viel Strom einspeisen, wie gebraucht wurde.
Ja, nee is' klar. Dann guck mal, was z.B. an folgenden Daten passiert
ist:
- Juni 2019 https://www.netzfrequenzmessung.de/aktuelles.htm#2020_06
- < 49.8 Hz 10.01.2019 um 20:02:07 Uhr UTC
- längere ungenügende Einspeisung ab 3. Januar 2018 durch Serbien,
Montenegro und Mazedonien (mit entsprechender Schieflage der Netzzeit)
- Frequenzeinbruch 26.04.2016 19:29 UTC
Quelle: https://www.netzfrequenzmessung.de/
Nichtverzweifelter schrieb:> es ist eine Wortschöpfung
Stell dir darunter einfach elektrische Leistung vor. Wenn euch sonst
keine bessere Kritik einfällt, dann immer her damit. Steigert das Niveau
bestimmt. Das war nämlich bisher von sachlicher Frage geprägt, aber um
solche Begriffe streitet es sich vielleicht leichter.
(prx) A. K. schrieb:> Stell dir darunter einfach elektrische Leistung vor. Wenn euch sonst> keine bessere Kritik einfällt
Dann "schreib doch einfach elektrische Leistung"! statt zu schwurbeln!
(prx) A. K. schrieb:> Ohne Umrichter bleibt von dieser Reserve nicht viel übrig, denn je> langsamer deine Masse rotiert, desto geringer die Frequenz.
Es reicht für ein paar Minuten (und wird auch so eingeplant), genug um
andere Regelreserven zu aktivieren oder kurzzeitige Fehler einfach
durchzufahren.
Und wenn ich nochmal daran erinnern darf: Angefangen hat es mit
Schwungradspeicher wie in "für grössere USVs werden die ja schon im
MW-Bereich verbaut, um die Zeit zu überbrücken, bis der Diesel
angelaufen ist".
Anders funktioniert das mit einem Turbogenerator auch nicht, man kann
sich allerdings evt. eine niedrigere Netzfrequenz auf Abnehmerseite
solcher Groß-USVs erlauben.
Möglicherweise schreiben wir aber auch von zwei verschiedenen Dingen.
Ansonsten sind Stromrichter auch im Großleistungsbereich tatsächlich
nicht so neu...Thyristoren gibt es ja nun schon mittlerweile recht
lange.
Wühlhase schrieb:> sich allerdings evt. eine niedrigere Netzfrequenz auf Abnehmerseite> solcher Groß-USVs erlauben.
Genau das ist doch der Punkt. Zur Eigenversorgung ist man da viel
flexibler als zur Netzstützung.
Die drehenden Massen sind für die Frequenzstabilität ziemlich essentiell
und daher werden extra rotierende Phasenschieber in große Umspannwerke
eingebaut. Das ist praktisch der gleiche Aufbau wie ein großer
Synchrongenerator, nur daß die Welle bei diesen Maschinen nichts
antreibt und nicht angetrieben wird. Es gibt hermetische Aufbauen (zur
Wasserstoffkühlung), bei denen die Welle gar nicht aus dem Gehäuse
herausgeführt ist. Diese Maschinen können unterschiedliche Lastflüsse
zwischen den Phasen ausgleichen und über ihre Erregung kann man
bestimmen, ob sie kapazitive oder induktive Blindleistung bereitstellen
sollen.
Eines Tages werden die Eisenbahner die Macht ergreifen!
Dann gibt es 16 2/3 Hz fuer alle!
Dann schlaegt die Luftwaffe zurueck und aus der Steckdose
kommen 400 Hz!
die angenommenen 160 t die sich da drehen sind nicht zur "kinetischen"
netzerhaltung da, sondern nur zur momentanreserve und auch um die zeiten
von kurzschluss bis zur trennung zu überbrücken quasi "glattzubügeln"..
sind auch nur wenige milisekunden..
mit den 160 t kann man kaum 1 (eine) sekunde überbrücken.. da springt
kein diesel an, noch ein anderes gaskraftwerk und auch kein
pumpspeicherwerk..außer nen batteriegepuffertes "impulskraftwerk" die
zunehemend auch entstehen um diese zeiten zu überbrücken.
https://www.google.com/search?q=schwarze+pumpe+batterie&ie=utf-8&oe=utf-8&client=firefox-b-ab
die gespeicherte energien in den 160 t kann man sich mal einfach
ausrechnen
und mit den leistungen im netz vergleichen.. dann weiß man wie lange
das reicht..
(prx) A. K. schrieb:> Wühlhase schrieb:>> sich allerdings evt. eine niedrigere Netzfrequenz auf Abnehmerseite>> solcher Groß-USVs erlauben.>> Genau das ist doch der Punkt. Zur Eigenversorgung ist man da viel> flexibler als zur Netzstützung.
Trotzdem ist das keine Option für das Netz auf Abnehmerseite. Bei
Kraftwerken, Krankenhäusern usw. welche solche Groß-USVs haben, sind die
mit großem Abstand meisten und wichtigsten Abnehmer Schaltnetzteile auf
Niederspannungsebene. Da spielt die Netzfrequenz und deren Stabilität
keine so große Rolle.
Bei Hoch- und Höchstspannung, wo z.B. die Impedanz praktisch nur aus
Induktivitäten besteht und damit direkt frequenzabhängig ist, ist das
eine andere Nummer.
Und die Eingangsfrage war, was passiert, wenn alle rotierenden Massen –
mit Augenmerk vornehmlich auf Generatoren – aus dem Netz entfernt
werden. Und nicht was man auf Abnehmerseite gegen einen Netzausfall tun
kann.
(prx) A. K. schrieb:> Wühlhase schrieb:>> Was meinst du damit?>> Leistung aus dem Stromnetz kurzzeitig in Form anderer Energie> abzuspeichern.
Das sind dann nach wie vor entweder Leistung - elektrische oder
mechanische - oder bzw. eben Energie. Ich sehe nach wie vor nicht was
ein Schwungradspeicher kann und ein herkömmlicher Generator nicht. Die
Entkopplung von der Netzfrequenz mittels Umrichter bekommt man auch mit
Batterien hin (übrigens auch schon eine jahrzehntealte Methode), dafür
verdirbt der Umrichter die Überlastfähigkeit, die Generatoren
typischerweise mitbringen.
(prx) A. K. schrieb:> Wühlhase schrieb:>> Wenn irgendwelche Heißluftinstitute dafür noch Forschungsgelder>> einstreichen>> ... dann vielleicht, weil man mit präzise steuerbaren variablen> Umrichtern adäquater Leistung erst in jüngerer Zeit Erfahrung hat?
Nicht deñ Vorteil des Drehstroms vergessen. Werden von einem Generator
in Ste zu
drei Verbrauchern gelegt. Die 6 Leiter kann man durch Verbindung vom
Stern des Generator Stern und der Verbrauch Stern müssen nicht
verbunden werden.
Bei Schwungradspeicher-USVs aufpassen, da gab es tatsächlich Aufbauten,
wo eine gigantisch schwere Schwungmasse mit 750 oder 1500 U/min rotiert
und bei Netzausfall unterbrechungsfrei den synchron laufenden
Motor-Generator antreibt. Gleichzeitig wird die Kurbelwelle eines
vorgewärmten Dieselmotors mit der Schwungmasse gekuppelt und der Motor
dadurch in extrem kurzer Zeit auf Nenndrehzahl hochgezogen. So kann der
ohne Verzögerung eine hohe Leistung abgeben und das Schwungrad auf
Drehzahl halten, ist im Grunde nur so 0,5 Sekunden Kuppelvorgang und die
Hochlaufzeit des Abgas-Turboladers bis der Diesel Nennlast erreicht. Ob
solche Anlagen heute noch in Betrieb sind oder dank der
Weiterentwicklung von Leistungshalbleitern durch statische USVs ersetzt
wurden... keine Ahnung.
