Arti­kel­se­rie “Ener­gie­wen­de – muss das sein?”: 6. Strom­net­ze – siche­re Ver­sor­gung auch bei vie­len Störungsfällen

Foto: Uberprutser, CC-BY-SA-3.0-nl

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Wir haben schon fest­ge­stellt, dass im Stö­rungs­fall geziel­te Schalt­maß­nah­men inner­halb des Net­zes nötig sind, um die Ver­sor­gungs­si­cher­heit zu gewähr­lei­sten. Dies gilt sogar auch für den Nor­mal­be­trieb. Um das zu ver­ste­hen, müs­sen wir 3 wich­ti­ge Bedin­gun­gen berücksichtigen:

1. In jeder Sekun­de muss genau die Men­ge an elek­tri­scher Ener­gie erzeugt wer­den, die ange­for­dert wird. Jedes Mal, wenn ein Gerät ein- oder aus­ge­schal­tet wird, muss ein Gene­ra­tor sei­ne Strom­pro­duk­ti­on anpas­sen. Bei klei­nen und kurz­fri­sti­gen Ände­run­gen geschieht dies im Gene­ra­tor über die Steue­rung der Magnet­fel­der auto­ma­tisch. Dann wird ein „inne­rer Ener­gie­spei­cher“ ange­zapft. Jeder Maschi­nen­satz ent­hält mecha­ni­sche Ener­gie in Form von Bewe­gungs­en­er­gie in sei­nen rotie­ren­den Tei­len. Die Fol­ge ist, dass die Dreh­zahl etwas fällt. Dadurch ändert sich die „Strom­qua­li­tät“. Span­nung und Fre­quenz wer­den klei­ner. Dies ist in Gren­zen und kurz­zei­tig zuläs­sig. Spä­te­stens aber dann, wenn die­ses Limit unter­schrit­ten wird, muss die Ener­gie­zu­fuhr zum Gene­ra­tor erhöht wer­den – also mehr Dampf bei den näch­sten Dampf­kraft­wer­ken, mehr Kraft­stoff bei den näch­sten Motor-getrie­be­nen Kraftwerken.

2. In das Netz wird die Ener­gie von vie­len, wirt­schaft­lich eigen­stän­di­gen Strom­lie­fe­ran­ten ein­ge­speist. Wer wann wie­viel Ener­gie lie­fern darf, wird jeden Tag an der Strom­bör­se aus­ge­han­delt. Die Ener­gie­flüs­se im Netz müs­sen ent­spre­chend die­sen Vor­ga­ben und der sich lau­fend ändern­den Ener­gie­an­for­de­rung gesteu­ert wer­den. Und das mög­lichst auch in ein­fa­chen Stö­rungs­fäl­len (N‑1-Kri­te­ri­um).

3. Jedes Ele­ment im Netz – Lei­tun­gen, Schal­ter, Ein­spei­se­punk­te, Trans­for­ma­to­ren und auch die Gene­ra­to­ren – sind für eine bestimm­te maxi­ma­le Durch­gangs­lei­stung dimen­sio­niert. Die­se wird lau­fend über­wacht. Bei Über­last schal­tet sich das jewei­li­ge Gerät selbst ab, um Zer­stö­rung und Fol­ge­schä­den vorzubeugen.

Durch eine über­ge­ord­ne­te Steue­rung, z.T. auto­ma­ti­siert und mit selbst­tä­ti­gen Rege­lun­gen unter­stützt, wird sicher­ge­stellt, dass jeder Strom­lie­fe­rant sei­nen ihm zuste­hen­den Anteil bekommt und dass kein Ele­ment des Net­zes über­la­stet wird. Dabei hat die­se Steue­rung kei­nen Ein­fluss auf die Ener­gie­an­for­de­rung. Sie reagiert nur unmit­tel­bar auf Ände­run­gen. Durch die vie­len Nut­zer, also lau­fen­de Be- und Ent­la­stun­gen des Net­zes, ega­li­siert sich die­ser Ener­gie­be­darf. Außer­dem hat man sta­ti­sti­sche Erfah­rungs­wer­te, wie sich der Ener­gie­be­darf im Tages‑, Wochen- und Jah­res­zei­ten­ver­lauf ändert, so dass man sich grob dar­auf vor­be­rei­ten kann. Im Grund­satz muss aber auf jede Ände­rung sofort reagiert wer­den. Hier­für müs­sen u.U. Ener­gie­strö­me umge­lei­tet wer­den, um loka­le Über­la­stun­gen zu ver­mei­den. Die Strom­pro­duk­ti­on ein­zel­ner Kraft­wer­ke ist nach oben oder unten zu kor­ri­gie­ren, oder gan­ze Kraft­wer­ke sind zu- oder abzu­schal­ten. Hier­mit ist die sog. „Regel­lei­stung“ gemeint, ein Begriff der in Dis­kus­sio­nen auf­taucht, bei denen es um die „Sta­bi­li­tät des Net­zes“ geht. Auch Begrif­fe wie „Blind­lei­stungs­ge­ne­ra­tor“ oder „Pha­sen­schie­ber“ gehö­ren in die­se Kate­go­rie. Die­se kom­ple­xe Anpas­sung der Strom­erzeu­gung an den Bedarf, auch wenn mal ein gan­zes Kraft­werk aus­fällt, kann nur funk­tio­nie­ren, wenn immer auch aus­rei­chen­de Reser­ve­ka­pa­zi­tä­ten zur Ver­fü­gung ste­hen. Im Grun­de bedeu­tet dies, dass sowohl die Kraft­werks­ka­pa­zi­tä­ten als auch bestimm­te Tei­le des Net­zes über­di­men­sio­niert sein müssen.

Schalt­maß­nah­men, die im Sin­ne die­ser über­ge­ord­ne­ten Steue­rung not­wen­dig sind, wer­den letzt­lich von Men­schen ent­schie­den. Die­se wer­den durch ent­spre­chen­de Com­pu­ter­sy­ste­me unter­stützt: ein­mal, um die not­wen­di­gen Mess­da­ten aus dem gesam­ten Netz zu lie­fern, als Basis für die Ent­schei­dun­gen, aber auch um die not­wen­di­gen Schalt­maß­nah­men ord­nungs­ge­mäß durch­zu­füh­ren, die in einer bestimm­ten Rei­hen­fol­ge irgend­wo im Netz erfol­gen müs­sen. Dies gilt vor allem auch in Stö­rungs­fäl­len, bei denen ggf. sehr schnell reagiert wer­den muss. Doch hier­über mehr in der näch­sten Folge.

Die­ter Lenzkes
Bürger-für-Bürger-Energie
www​.bfb​-ener​gie​.de

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