Langzeitverlauf und -Spektrum der Netzfrequenz

Verlauf der Netzfrequenz von Juni 2011 bis Oktober2014

Verlauf der Netzfrequenz von Juni 2011 bis Oktober2014

Dieses Mal sieht die Grafik zum Verlauf der Netzfrequenz leicht anders aus als früher. Nach dem Update meines Macs auf Yosemite lief meine gute alte Matlab-Version nicht mehr und ich musste auf die aktuelle R2014b updaten (wobei ich mich schon etwas wundere, dass ich bisher nicht das Bedürfnis nach einem Update hatte, das entspricht eigentlich so gar nicht meiner Natur 😉 ). Mit der neuesten Version scheint Matlab (zumindest in der Mac-Version) Probleme mit der Anzeige der Datenmenge zu haben.

Zum Glück habe ich noch eine ältere Version auf einem anderen Rechner. Dieser ist allerdings so schwach auf der Brust, so dass es mehrere Stunden gedauert hat, bis er das Bild endlich dargestellt und gespeichert hat.

Mittlerweile habe ich es geschafft, die Datenmenge so weit zu reduzieren bzw. zusammenzufassen, dass auch die neue Matlab-Version das Rasterdiagramm wieder darstellen kann. Eine Reduktion macht für die Darstellung auch Sinn, das Bild ist ja eh keine 86400 Pixel hoch (da ein Tag 86400 Sekunden hat, gibt es auch so viele Werte in der „Höhe“). Da es aber bisher auch immer so ging, hatte ich mich bisher nicht darum gekümmert. 😉

 

Rasterdiagramm der Netzfrequenz langweilig… 😉

Mittlerweile finde ich das Rasterdiagramm zur Netzfrequenz gar nicht mehr so spannend. Sieht ja eh immer gleich aus. Man erkennt den Sonnenauf- und Untergang und die Stundengrenzen. In den dreieinhalb Jahren, in denen ich jetzt die Netzfrequenz messe, hat sich da so ziemlich gar nichts verändert. Trotzdem werde ich es weiterhin in unregelmässigen Abständen veröffentlichen.

 

Spektrum der Netzfrequenz

Anhand des Rasterdiagrammes zur Netzfrequenz lässt sich ein sich wiederholender Verlauf erkennen. Hier bietet es sich an, diesen zeitlichen Verlauf genauer auf seine Periodizität hin zu untersuchen. Also auf die Frequenz, mit der sich etwas wiederholt (diese „Frequenz“ hat allerdings nicht direkt etwas mit der Netz-„Frequenz“ zu tun). Um diese Wiederholungen darzustellen, bietet sich die Fourier-Transformation (FFT) an. Paul Balzer hat in seinem Blog vor einiger Zeit eine Frequenzspektrumanalyse der vertikalen Netzlast des deutschen Stromnetzes für das Jahr 2011 durchgeführt. Mit Hilfe seines Matlab-Codes (und geringfügiger Änderungen aufgrund der anderen Abtastfrequenz) habe ich mal das Spektrum des Verlaufs der Netzfrequenz dargestellt:

Spektrum des Netzfrequenzverlaufes von Juni 2011 bis Oktober 2014

Spektrum des Netzfrequenzverlaufes von Juni 2011 bis Oktober 2014

 

Deutlich zu erkennen sind die täglichen Wiederholungen (Periodendauer von 24 Stunden) und die wöchentlichen (bei 168 Stunden). Die monatlichen bzw. jährlichen Wiederholungen verstecken sich wohl eher in den täglichen, deshalb gibt es da keine größeren Ausschläge zu erkennen. Die Stundenwechsel, die in dem Rasterdiagramm sehr deutlich sind, sind in dem Spektrum besonders bei den Stunden 1 (ganz links am Rand), 4, 6, 8 (und auch 12 und 24) enthalten. Dass sich die Stundenwechsel so verteilen und nicht nur bei „Stunde 1“ liegen, liegt daran, dass es je nach Tages- und Jahreszeit unterschiedliche Richtungen und Ausprägungen im „Stundenausschlag“ gibt. Das „Gezappel“ auf der linken Seite kommt durch die vielen kleinen Änderungen, die die Netzfrequenz dauernd hat und aus regeltechnischen Gründen auch haben muss.

Die Darstellung dieses Sprektrum ist für’s Erste schon ganz spannend. Noch spannender wäre es aber vielleicht, nicht den vollen Zeitraum von dreieinhalb Jahren zu nehmen, sondern sich auf kürzere Zeiträume zu beschränken und diese dann miteinander zu vergleichen. Mit diesem Vergleich könnte zum Beispiel der Einfluss des Viertelstundenhandels untersucht werden. Das mache ich dann in einem späteren Beitrag mal. 😉