Aufteilung des Synchronnetzes am 08.01.2021

Am 08. Januar 2021 gab es eine Aufteilung des europäischen Synchronnetzes in zwei Teile aufgrund eines Störfalls im Süd-Ost-Europäischen Bereich.

Diese Auswirkungen waren auch im restlichen Netz zu spüren. Um genau 14:04:50 Uhr gab es einen massiven Abfall der Netzfrequenz im restlichen Bereich des gemeinsamen Synchronnetzes:

Abfall der Netzfrequenz um 14:04:50 UhrAbfall der Netzfrequenz

Abfall der Netzfrequenz um 14:04:50 Uhr (Ausschnitt)

Einen Systemsplit und einen derartigen Frequenzabfall gab es zuletzt 2006, als es nach einem Fehler auf einer Leitung im Emsland zu einer fatalen Kettenreaktion kam, welche zu größflächigen Stromausfällen in Europa führte.

Meine Messwerte wurden nach meinem Tweet von mehreren Seiten bestätigt:

Dass es einen größeren Störfall gegeben hat und dieser bereits eine Stunde später behoben wurde, wurde von der ENTSO-E kurze Zeit später in einer Pressemitteilung bestätigt.

Über Twitter und per Mail sind ein paar Fragen an mich herangetragen worden

Standen wir kurz vor einem Blackout?

Ich gebe zu, dass ich extrem besorgt war, als meine Messgeräte mir die Pushmitteilung zur Netzfrequenz schickten. Jetzt – ein paar Stunden später – sehe ich es etwas entspannter. Der Ausfall in Rumänien hat zwar Auswirkungen auf das restliche europäische Netz gehabt, trotzdem haben die Massnahmen geholfen. Die Rumänen hatten zwar kurz ein Problem, das restliche Netz wurde aber durch den rechtzeitigen Netzsplit nicht mitgerissen.
Deswegen möchte ich die Fragen, ob wir vor einem Blackout standen, mit einem klaren „Jein“ beantworten. 😉
Es gibt klare Regeln für solche Vorfälle, die theoretisch gut funktionieren. Allerdings nur theoretisch, die Praxis ist immer was anderes – wie man auch an dem Vorfall im Emsland von 2006 sehen kann…

Warum die Auswirkungen bis zu uns?

Die Auswirkungen waren überall zu spüren, weil wir ein großes gemeinsames und solidarisches Netz haben. Falls irgendwo ein Kraftwerk ausfällt, kann die fehlende Energie aus anderen Regionen ersetzt werden. Hier sind aber drei Kraftwerke ausgefallen, das war etwas zu viel. Die Energiemenge hätte wohl noch kompensiert werden können, das hätten aber die Leitungen nicht mitgemacht. Deswegen musste der Bereich abgetrennt werden, um das restliche Netz nicht zu gefährden.

Moorburg wurde heute abgeschaltet!

Ja, die endgültige Abschaltung von Moorburg war heute (08. Januar 2021). Moorburg hat aber eine Nennleistung von 1,6GW (die es nie voll erbracht hat), also wesentlich weniger als die heutige Fehlmenge. Es lief bis zu seiner Abschaltung nicht auf Volllast, wurde langsam und geplant heruntergefahren. Ausserdem war die endgültige Abschaltung schon ein paar Stunden vor dem Vorfall.

(Diesen Blogeintrag werde ich noch ergänzen und anpassen. Da ich gerade mehr Zugriffe habe als mein Server verkraften kann, ist das Schreiben im Moment nicht so einfach. 😉 )

Absinken der Netzfrequenz auf 49.75Hz – Netzsplit?

Heute (08. Januar 2021) ist die Netzfrequenz um 14:04 auf einen historischen Tiefstand von 49,75Hz gefallen:

Netzfrequenz 08. Januar 2021 Nachmittags

Netzfrequenz 08. Januar 2021 Nachmittags

Zwei meiner Messgeräte haben die Werte als unplausibel verworfen. Meine Messungen wurden aber auf Twitter schon von weiteren Messstellen bestätigt.

Auch ein Dewetron-Messgerät sah sich nicht in der Lage, die Frequenzwerte noch darzustellen:
(Edit 11.01.2021: Die fehlenden Frequenzwerte des Dewetrons lagen nicht an dem Frequenzabfall. Ich scheine es mit ungeschickten Einstellungen überlastet zu haben und dadurch fehlen die Daten in diesem Bereich.)

Netzfrequenzmessung mit einem Dewetron DEW2-PA7

Netzfrequenzmessung mit einem Dewetron DEW2-PA7

Derzeit gibt es Gerüchte, dass es im europäischen Verbundnetz einen Netzsplit gegeben hat. Einen ähnlichen Vorfall gab es zuletzt 2006.

Wieder fast 49,8Hz

Nachdem bereits am 10. Januar diesen Jahres die Netzfrequenz mit 49,8Hz einen historischen Tiefstand erreicht hat, ist es gestern (07. Oktober 2019) wieder passiert.

Um 21:00 Uhr sackte die Netzfrequenz auf ~49,82Hz ab. Da gerade zum Stundenwechsel häufig große Schwankungen zu beobachten sind, ist davon auszugehen, dass auch gestern wieder der Stromhandel dafür ursächlich war.

Netzfrequenz 07.10.2019

Netzfrequenz am 07.10.2019 in den Abendstunden

In diesem Bild sind die Werte von vier Messgeräten. Drei Mal mein Eigenbau und dann noch ein Dewetron DEWE2-PA7 (@work_dewetest).

Auf Twitter bin ich meistens etwas schneller mit solchen (Kurz-)Meldungen. Hier mein Tweet von gestern Abend dazu:

Tweet von @netz_frequenz am 07. Oktober 2019; 21:29 Uhr

Tweet von @netz_frequenz am 07. Oktober 2019; 21:29 Uhr

Fast 50,2Hz

Nachdem die Netzfrequenz vor zwei Wochen auf einen historischen Tiefststand von 49,8Hz gefallen ist, hat sie gestern (24. Januar 2019) um 6:00 Uhr ihr historisches Hoch von 50,174Hz erreicht.

Netzfrequenz am 24.01.2019

Netzfrequenz am 24.01.2019 mit statistischen (Erwartungs-)Werten

Auch zu diesem Zeitpunkt wären durch den Stromhandel in Stundenblöcken leichte Ausschläge nach oben normal, wie man aus den statistischen Werten der Vorjahren erkennen kann. Abweichungen bis zu 200mHz sind erlaubt, bevor ernsthaft Massnahmen ergriffen werden. Von daher könnte man noch von einem normalen Vorgang sprechen, aber die Höhe ist trotzdem bemerkenswert (und auch etwas beunruhigend), da sich die Frequenz in den letzten Jahren nie so stark in Richtung ihrer erlaubten Grenzen bewegt hat.

49,8 Hz

Am letzten Donnerstag (10. Januar 2019) warnte mich meine Netzfrequenzüberwachung gegen 21:00 Uhr, dass die Frequenz stark gefallen ist. Da ich die Schwelle auf 49,9 Hz eingestellt habe, kommen diese Warnungen besonders zu den Stundenwechseln am Abend öfters vor und wurden von mir deswegen zuerst nicht richtig beachtet. Später stellte ich fest, dass der tiefste Punkt bei 49,8 Hz lag. Hier mein Tweet dazu vom nächsten Morgen:

Tweet zum starken Netzfrequenzabfall

Mein Tweet zum starken Netzfrequenzabfall

Ursache Stundenhandel?

In den Abendstunden sackt die Netzfrequenz aufgrund des Stundenhandels zum Stundenwechsel öfters mal ab. Es ist jeden Tag das gleiche Muster:

Netzfrequenz am 10.01.2019 in den Abendstunden

Netzfrequenz am 10.01.2019 in den Abendstunden mit statistischen Werten aus den Vorjahren

Für diesen Tag war der starke Abfall um 21:00 Uhr ungewöhnlich, normalerweise tritt die größte Abweichung zu 50Hz um 20:00 Uhr auf. Und auch die Höhe war extrem!

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Langzeitverlauf der Netzfrequenz (06.2011-05.2018)

Die folgende Grafik zeigt das Rasterdiagramm für den Langzeitverlauf der Netzfrequenz der letzten 7 Jahre:

Rasterdiagramm zum Langzeitverlauf der Netzfrequenz (06.2011-05.2018)

Rasterdiagramm zum Langzeitverlauf der Netzfrequenz (06.2011-05.2018)

Es sind im weiterhin hauptsächlich die altbekannten Muster zu erkennen, deswegen verweise ich für die Erklärungen zum Bild auf meinen Beitrag zum Langzeitverlauf vom April 2016.

Ein paar Auffälligkeiten gibt es aber doch:

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Netzfrequenz und Fußball-WM (GER-MEX)

Häufig kommt die Frage auf, in welcher Form sich gesellschaftliche Ereignisse auf den Stromverbrauch und die Netzfrequenz auswirken. Bereits zur letzten Fußball-WM (bei der Deutschland wohl noch besser gespielt hat als zur jetzigen 😉 ) konnten u.a. beim Finalspiel Deutschland – Argentinien Auffälligkeiten beobachtet werden.

So war es auch am 17. Juni 2018 beim Spiel Deutschland – Mexiko:

Netzfrequenz während des WM-Vorrundenspiels Deutschland - Mexiko

Netzfrequenz während des WM-Vorrundenspiels Deutschland – Mexiko

Stromerzeugung und Verbrauch müssen jederzeit ausgeglichen sein

Die Netzfrequenz hängt davon ab, wie gut Stromerzeugung und Verbrauch in dem Moment ausgeglichen sind. Ein Absinken der Frequenz unter 50Hz bedeutet, dass zu dem Zeitpunkt mehr Energie verbraucht als in das Stromnetz eingespeist wird. Steigt die Netzfrequenz über 50Hz, dann gibt es zu dem Zeitpunkt ein Überangebot an Strom.

Was zeigt das Bild?

In der Grafik ist die höher aufgelöste Kurve (die „zappeligere“ Linie) die aktuelle Netzfrequenz. Die restlichen Kurven sind Daten aus den Vorjahren zum gleichen Zeitraum in jeweils einer Auflösung von 5 Minuten. Das sind zum einen der Durchschnittswert, Minimum und Maximum und 1σ (1 Sigma) bzw. 2σ. Die σ-Werte sagen etwas über die Wahrscheinlichkeit aus, mit der sich die Messwerte in einem bestimmten Bereich befinden (siehe auch Normalverteilung bei Wikipedia).
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Die Netzzeit hat sich normalisiert

Jetzt alle schnell die Uhren stellen. 😉
Die Netzzeit hat sich wieder normalisiert und hatte heute morgen um 8:00 Uhr keine Abweichung mehr zur Weltzeit.

Netzfrequenzabweichung und Netzzeit

Netzfrequenzabweichung und Netzzeit (Quelle Screenshot: swissgrid)

Vor ein paar Tagen hatte ich noch prognostiziert, dass es noch ungefähr 2-3 Wochen dauern wird, bis sich die Netzzeit wieder an die Weltzeit angeglichen hat. Das ging jetzt wesentlich schneller, da der Mittelwert der Netzfrequenz in den letzten Tagen über dem Sollwert lag. Dadurch wurde innerhalb eines Tages ungefähr eine halbe Minute aufgeholt. Alleine in den letzten 24 Stunden waren es 42 Sekunden:

Netzzeitabweichung wieder auf 0

Netzzeitabweichung wieder auf 0 (Quelle: Daten von swissgrid, eigene Darstellung)

Es wird auch in Zukunft kleine Abweichungen zwischen Netzzeit und Weltzeit  geben. Diese sollten aber nicht mehr als 20-30 Sekunden betragen und dann schnell wieder aufgeholt werden.

Die Netzzeit normalisiert sich

Nachdem die Abweichung der Netzzeit zur Weltzeit seit Anfang des Jahres immer größer geworden ist und am 14. März 2018 um ungefähr 23:20 Uhr die Differenz mit fast -382 Sekunden (über 6 Minuten) am größten war, normalisiert sich der Wert seitdem wieder. Derzeit besträgt die Abweichung „nur“ noch -180 Sekunden, Synchronuhren (wie zum Beispiel Radiowecker und Uhren von Küchengeräten) gehen jetzt also noch 3 Minuten nach.

Größte Abweichung der Netzzeit am 14. März 2018

Größte Abweichung der Netzzeit am 14. März 2018 um 23:20 Uhr

Zur Umstellung von der Winter- auf die Sommerzeit am 25. März 2018 betrug die Abweichung 280 Sekunden. Davon ausgehend, dass jeder zu diesem Zeitpunkt seine Uhren wieder auf den korrekten Wert gestellt hat, werden die betroffenen Uhren bald ungefähr 4,5 Minuten vor gehen, wenn die Netzzeit wieder korrigiert wurde. Diese Korrektur des Mittelwertes der Netzfrequenz dürfte in den nächsten 2-3 Wochen erfolgt sein. Die Uhren müssen also noch ab und zu nachgestellt werden, wenn man nicht morgens zu früh aufstehen möchte. Weiterlesen

Weiterhin steigende Netzzeitabweichung

Die Uhrzeit hat sich weiterhin nicht „erholt“. Als ich am 28. Februar 2018 darüber berichtet habe, lag die Abweichung der Netzzeit bei -280 Sekunden. Derzeit sind es -360 Sekunden. Es sind also noch einmal 80 Sekunden dazu gekommen.

Netzzeit 01.03.-13.03.2018

Netzzeit 01.03.-13.03.2018

Aufklärung durch ENTSO-E

Am 06. März 2018 veröffentlichten die ENTSO-E und Swissgrid Pressemitteilungen, dass der Fehler in Serbien und Kosovo lokalisiert ist. Zu dem Zeitpunkt lag die Abweichung bei ungefähr -345 Sekunden. In einer weiteren Pressemitteilung vom 08. März 2018 hiess es, dass die Frequenzabweichung gestoppt wurde und als nächstes Maßnahmen ergriffen werden, um die Netzzeit wieder an die Weltzeit anzugleichen. An diesen Tagen hielt sich die Netzfrequenz relativ stabil bei -345s. Mittlerweile ist aber wieder ein Abwärtstrend zu beobachten und das Problem ist offensichtlich nicht behoben.

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