Theoretisch haben wir immer 50 Hertz im Stromnetz. Schaut man allerdings genauer auf die Netzfrequenz, so muss man feststellen, dass hinter dem Komma durchaus eine Abweichung entsteht. Tatsächlich verändert jeder Lastwechsel (Zuschalten eines Verbrauchers oder Erzeugers) eine minimale Veränderung der Netzfrequenz. So auch die meisten Schaltvorgänge im Stromnetz wie das Abfahren eines sogenannten Fahrplans der Kraftwerke. Ausgehend von den großen Stromerzeugern zu den (relativ) kleinen Verbrauchern muss verteilt werden, wobei immer die Einspeisung und die Entnahme in Balance bleiben muss.  Bei etwa 5% Netzverluste (im Schnitt) – also elektrische Energie, die zwischen der Erzeugung und dem Verbrauch verloren geht – spielt auch die reale (mittlere) Entfernung zwischen Erzeugung und Entnahme eine Rolle beim Halten der Netzbalance.

blog.stromhaltig hat nun erstmals für das europäische Verbundnetz eine Analyse der Wahrscheinlichkeiten durchgeführt, die verkürzt in diesem Beitrag dargestellt werden sollen.

Können Lastwechsel mit unsicherem Ausgang aus der Netzfrequenz abgelesen werden?

Über 180 Tage wurde im Sekundentakt die Netzfrequenz protokolliert. Zwischen jeder Sekunde wurde verglichen, wie stark die Änderung zur Vorgängersekunde ist. Gewollte Frequenzänderungen, wie sie zum Beispiel durch die Netzbetreiber zur Haltung der Netzuhr eingesetzt werden, finden relativ sanft statt, d.h. hierbei ist die Änderung zwischen den Sekundenwerten gering. Das geplante Hochfahren oder Runterfahren thermischer Kraftwerke wird ebenfalls mit Rampen durchgeführt, weshalb auch hier keine Auswirkungen auf die Netzfrequenz zu vermuten ist. Bleiben Ereignisse mit Schwankungen, die in ihrer Auswirkung auf das Netz (Lastfluss) nicht vorgesehen sind.

Aus der Frequenzdatenbank wurden alle Ereignisse extrahiert, bei denen der Frequenzwechsel größer 0,02 Hz lag. Insgesamt konnten so 2173 Ereignisse erkannt werden, die nun weiter ausgewertet wurden.

Da jeder Tag 24 Stunden besitzt, müssten sich die Ereignisse auf die Stunden gleichmäßig verteilen. Dies ist allerdings nicht gegeben. Deutlich mehr Frequenzsprünge wurden in den folgenden Stunden festgestellt (absteigend):

Stunde (UTC) Gewichtungsfaktor
17 0,20
22 0,18
23 0,15
7 0,15

Die wenigsten Ereignisse wurden in der Stunde 2 festgestellt (Gewichtungsfaktor=0,04)

Was für die Stunden des Tages gilt, kann ebenfalls für die Minuten der Stunde durchgeführt werden. Auch hier sollten eigentlich gleichmäßige Verteilungen vorliegen. Die Ergebnisse im einzelnen:

Minute Gewichtungsfaktor
32 0,13
00 0,12
01 0,09
31 0,08

Bei den Minuten 10,21,29,32,37,56,58 wurden die wenigsten Ereignisse festgestellt (Gewichtungsfaktor=0,01).

Lediglich eine signifikante Abweichung vom Mittelwert wurde bei der Auswertung nach Wochentagen festgestellt. Der Montag zeigt doppelt so viele Ereignisse, als die anderen Wochentage.

Deutung

Wer sich etwas mit Stromhandel beschäftigt hat, wird feststellen, dass man die im Börsenstromhandel bekannten Produkte erkennen kann. Etwas erstaunt hat bei der Minutenauswertung, dass die Minute 32 solch viele Ereignisse hervorbringt, wobei die Minuten vor und nach den 30 Lastwechseln am „stabilsten“ sind.  Bei einem gekoppelten europäischen Stromnetz kann man davon ausgehen, dass mit dem Handelsmodell einer Kupferplatte die erkannten Ereignisse tatsächlich von den (unklaren) Netzverlusten verursacht werden.

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6 Gedanken zu “Wahrscheinlichkeiten, dass das Stromnetz aus dem Takt kommt

  1. Lieber Herr Zoerner,

    Ihr Artikel ist sehr interessant, allerdings Verstehe ich nicht wie ich hier Zusammenhänge erkennen kann. : „Wer sich etwas mit Stromhandel beschäftigt hat, wird feststellen, dass man die im Börsenstromhandel bekannten Produkte erkennen kann.“

    Herzlichst Daniela

    Antworten
  2. Lieber Herr Zoerner,

    wo kann man denn nun diese gesammte Analyse einsehen?
    Ich wäre wirklich sehr interessiert an Ihren Daten :)

    Vielen Dank und beste Grüße

    Antworten

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