Recht und Technik

Stabilisierung unseres Stromnetzes

Unser Stromnetz ist das Rückgrat unseres Wohlstandes. Fast nichts mehr funktioniert ohne Strom aus diesem Netz, und wir können uns einen längeren Stromausfall gar nicht mehr vorstellen. Unser Stromnetz ist ein empfindliches und hochdynamisches System, da in jedem Moment der Strom, der verbraucht wird, auch zwingend eingespeist werden muss! Ansonsten fällt die Netzfrequenz ab (Unterfrequenz), und kaum ein technisches Gerät funktioniert dann noch zuverlässig. Ähnliches gilt für einen zu geringen Verbrauch bzw. eine zu hohe Einspeisung. In diesem Fall steigt die Frequenz über den Sollwert von 50 Hz (Überfrequenz ab 50,2 Hz). Als Folge dieser Abweichungen würden sich viele Verbraucher bzw. vor allem Erzeuger abschalten, was zu einer Kettenreaktion und sodann zu einem großräumigen Ausfall des Netzes führen würde.
Auf diesem live-chart kann man sehen, dass die Netzfrequenz (blau) ständigen Schwankungen unterworfen ist.

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(Quelle: https://www.netzfrequenz.info/regelleistung)


Doch wie wird das Netz nun eigentlich stabilisiert und wer tut das?

Es erfolgt in erster Linie durch rotierende Massen in Generatoren, die direkt mit dem Netz gekoppelt sind. Dies ist bei großen thermischen Anlagen wie Kohle- oder Atomkraftwerken und auch Wasserkraftanlagen der Fall. Man nennt dies Momentanreserve.

(Siehe auch: https://forschung-stromnetze.info/projekte/einfluss-reduzierter-rotierender-masse-auf-den-netzbetrieb/)

 


Primärregelleistung PRL


Im normalen Netzbetrieb ist eine maximale Abweichung der Netzfrequenz im Rahmen der durch die Momentanreserve zur Verfügung gestellten Kpazitäten von +/-180 mHz erlaubt. Kurzfristig darf die Abweichung auch bis zu +/-200 mHz betragen. Eine Abweichung in dieser Größenordnung kann durch eine Laständerung von 3000 MW auftreten. Ein derartiger Ausfall soll durch den Einsatz von PRL aufgefangen werden können. Diese Leistung wird vorrangig von Wasserkraftwerken zur Verfügung gestellt. Hierbei werden sowohl Hybridkraftwerke (WKA Rain am Lech) wie auch reine Pumpspeicherkraftwerke (wie beispielsweise Waldeck I und II am Edersee) genutzt.
 


Sekundarregelleistung SRL

Sekundärreserve wird bisher zumeist von gut regelbaren und vollautomatisch schaltbaren Kraftwerken wie z. B. Pumpspeicherkraftwerken oder Gasturbinen bereitgestellt. Seit einigen Jahren tragen allerdings auch Virtuelle Kraftwerke aus Biogasanlagen, Blockheizkraftwerken und Laufwasserkraftanlagen zur Sekundärregelleistung und damit zur Netzstabilität bei. Bei Netzschwankungen, die länger als 15 Minuten andauern, wird die Sekundärreserve von der Minutenreserve abgelöst.

 

Minutenreserveleistung MRL

Die Minutenreserve wird unterschieden in „positive" und „negative" Minutenreserve. Die positive Minutenreserve ist die Reservekapazität, die im Notfall eine Unterproduktion auf dem deutschen Strommarkt abfedert und zusätzlichen Strom einspeist oder den Stromverbrauch senkt, um die Normalfrequenz von 50 Hertz im Stromnetz zu halten. Mit negativer Minutenreserve ist hingegen die Kapazität gemeint, die für das Speichern oder Zurückhalten von Strom bzw. die Steigerung des Stromverbrauchs benötigt wird, wenn zu viel Strom bei zu wenig Nachfrage im Netz vorhanden ist. Auf dem Regelenergiemarkt, der von den vier deutschen Übertragungsnetzbetreibern organisiert wird, haben bisher hauptsächlich flexible Gaskraftwerke oder Pumpspeicherkraftwerke ihre Dienste zur Erbringung der Minutenreserve angeboten. Sie können innerhalb einer Viertelstunde ihre Produktion ändern, den Betrieb hochfahren oder einstellen. Gleiches gilt aber auch für Blockheizkraftwerke (BHKW), Notstromaggregate, Biogasanlagen, Wasserkraftanlagen und flexible Stromverbraucher, die in einem Virtuellen Kraftwerk vernetzt sind.

(Quelle: https://www.next-kraftwerke.de/)

Weitere interessante Links:

https://www.netzfrequenzmessung.de/index.htm

 

https://gridradar.net/netzfrequenz.html

Netzdienstleistungen der Wasserkraft

 

Die kleine Wasserkraft stellt in erheblichen Umfang Netzdienstleistungen zur Verfügung. Dies sind zum einen die stetige Stützung der Verteilernetze in der Region, oftmals als einziger stetiger Stromerzeuger. Zum anderen stellt die Teilnahme am Regelenergiemarkt im Bereich der Sekundärreserve und Minutenregelleistung einen wichtigen Beitrag zur Netzstabilität dar, die für den Zugang der volatilen erneuerbaren Stromproduktion aus Wind- und Solarkraft von grundlegender Bedeutung ist. Hierzu verweisen wir auf die Studie von Prof. Dr.-Ing. Markus Zdralleck über den netztechnischen Beitrag der kleinen Wasserkraft.

Hier finden Sie die Studie zu dem netztechnischen Beitrag in Hessen.

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