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Begriffe aus dem Strommarkt - Teil 2:

Frequenzstabilisierung und Stromausfall

Der Strommarkt ist eine hochkomplexe Angelegenheit. Man muss ein erfahrener Experte sein, um die Zusammenhänge vollumfänglich zu verstehen. Dennoch versuchen wir als AK Energie in einer kleinen Artikelserie verschiedene Begriffe und Zusammenhänge aus dem Strommarkt zu erklären.

 

In Wechselspannungs- bzw. Drehstromnetzen muss die Netzfrequenz innerhalb enger Grenzen gehalten werden. Die Stromerzeuger, d.h. die Generatoren in den Kraftwerken und die Anlagen aus erneuerbaren Energien, übertragen ihre Drehzahlen - also ihre Frequenzen - ins Stromnetz. Die Netzfrequenz steigt z.B. an, wenn die Stromeinspeisung höher ist als erwartet, bzw. sinkt, wenn z.B. ein Kraftwerk plötzlich ausfällt.

In Europa soll die Netzfrequenz von 50 Herz (Hz) mit einer Toleranz von ±0,2 Hz eingehalten werden, wofür die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) verantwortlich sind. Sie müssen gesetzlich gewährleisten, dass sich Stromerzeugung und Stromverbrauch zu jeder Zeit im Gleichgewicht befinden und werden anteilig über den Strompreis, dem sogenannten Netznutzungsentgelt, dafür bezahlt (s. Teil 1 unserer Serie).

Durch die Vielzahl der Stromerzeuger und Stromverbraucher sind Schwankungen im Stromnetz zu den unterschiedlichen Tageszeiten oft so groß, dass die ÜNB aktiv eingreifen und regeln müssen, um zu vermeiden, dass es zu Stromausfällen kommt. Die ÜNB können dazu nacheinander verschiedene Kraftwerke hinzu- oder abschalten und das funktioniert in etwa so:

 

Die Netzfrequenz wird in jedem großen Kraftwerk automatisch gemessen. Sobald die Netzfrequenz z.B. unter 49,8 Hz fällt, greift innerhalb von 30 Sekunden die "Primärregelung", auch "Sekundenreserve" genannt, automatisch ein. Das Kraftwerk erhöht automatisch seine Leistung, speist also ab dem Zeitpunkt mehr Strom ein, sodass die Frequenz wieder steigt. Die "Primärregelung" muss ab dann mindestens 15 Min. gehalten werden. Dies erfolgt durch Großkraftwerke, z.B. Atom-, Kohle- oder Gaskraftwerke.

Sollten die 15 Min. nicht ausreichen, bis der Frequenzbereich wieder stabil innerhalb der 50 ±0,2 Hz ist, dann greift die "Sekundärregelung". Dabei wird innerhalb der Regelzone - also der Zone, für die der jeweilige ÜNB verantwortlich ist - durch genauere Messungen ermittelt, wo in welcher Region genau der Frequenzabfall liegt. Das nächstgelegene Kraftwerk wird parallel hochgefahren, bis die gewünschte Frequenz erreicht ist und läuft solange, bis wieder alles stabil ist. Dafür nimmt man z.B. Wasserspeicher- oder Wasserpumpkraftwerke, da ihre Leistung individuell angepasst werden kann, ohne das der Wirkungsgrad darunter leidet. Atomkraftwerke z.B. wären hierfür völlig unwirtschaftlich, diese müssen kontinuierlich laufen, das Hoch- und Runterfahren würde ihnen sehr schaden.

Eine weitere Regelungsstufe ist die "Tertiärregelung" (auch "Minutenreserve"). Dabei werden bei Bedarf noch weitere Kohle- und Gaskraftwerke angesteuert, die die Kraftwerke der "Sekundärregelung" unterstützen sollen. Diese werden in dem Fall nicht automatisch angesteuert, sondern der ÜNB fordert die Mehrleistung telefonisch bei den jeweiligen Kraftwerken an, da ihm bei den o.g. 15 Min. dafür genug Zeit bleibt.

Bei längerem Frequenzabfall steht innerhalb einer Stunde dann die "Stundenreserve" zur Verfügung. Dies sind z.B. weitere Pumpspeicher- oder Gaskraftwerke, auch größere Blockheizkraftwerke. Man erwägt, künftig auch Batterieanlagen und evtl. sogar die Akkus von Elektroautos dafür heranzuziehen, die Technik dafür gibt es bereits.

Als letztes Mittel, sollten alle die o.g. Maßnahmen nicht ausreichen und immer noch zu wenig Strom verfügbar wäre, bleibt nur noch der sogenannte "Lastabwurf". Zuerst werden bestimmte industrielle Großverbraucher, die dafür einen speziellen Vertrag mit ihrem Stromversorger haben, vom Stromnetz abgeschaltet. Reicht das immer noch nicht, so werden zufällig ausgewählte Netzbereiche vom Stromnetz getrennt, es kommt zum regional begrenzten Stromausfall. Dadurch wird verhindert, dass größere Teile des Stromnetzes überlastet werden und es zu größeren, weitreichenderen Schäden im Stromnetz kommt.

Sobald sich die Frequenz im Stromnetz wieder auf 50 ±0,2 Hz normalisiert hat, wird die vom Stromausfall betroffene Region wieder ans Stromnetz geschaltet, vorausgesetzt, es ist dafür genug Strom verfügbar.

Auch bei zuviel Strom im Netz, also z.B. einer Frequenz über 50,2 Hz, werden verschiedene Kraftwerke und bei Bedarf regionale Netzbereiche vom Stromnetz getrennt, um Überlastung zu vermeiden.

 

Quellen: https://www.energie-lexikon.info (Begriffe alphabetisch sortiert)

(ss)

 

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