Verlauf der Netzfrequenz

Rasterdiagramm des Netzfrequenzverlaufes von Juni 2011 bis Dezember 2013

Rasterdiagramm des Netzfrequenzverlaufes von Juni 2011 bis Dezember 2013

Um den Verlauf der Netzfrequenz besser analysieren zu können, gibt es wieder ein neues Rasterdiagramm zur Netzfrequenz. Ein paar Erklärungen dazu habe ich bereits früher geliefert.

Viel neues gibt es nicht zu sehen. Die Wiederholungen der Muster sehen extrem gleich aus, ich habe sogar extra noch kontrolliert, ob ich nicht aus Versehen Daten vom falschen Jahr eingefügt habe. 😉

Es sind weiterhin die Auswirkungen des Stromhandels an den Stundengrenzen erkennbar. Die Frequenzen an den Stundengrenzen scheinen morgens um 7:00 Uhr und zu den Zeiten des Sonnenunterganges nicht mehr ganz so hoch zu sein.

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Sturm und Strom – und ein Kraftwerksausfall

Das Orkantief „Christian“ hat am 28. Oktober einiges ordentlich durcheinander gewirbelt – und auch für einen ordentlichen Ertrag an Windenergie gesorgt.

Auffälliger Verlauf der Netzfrequenz

Auffällig war an diesem Tag der Verlauf der Netzfrequenz. Es gab Ausschläge, die ich in der Form nicht erwartet hätte. Das gab mir den Anlass, die Werte dieses Tages einmal genauer anzugucken.

Netzfrequenz 28.10.2013

Netzfrequenz 28.10.2013 (Minutenmittelwerte)

Besonders Auffällig ist der starke Frequenzabfall zwischen 17 und 18 Uhr. Derartige Schwankungen deuten normalerweise auf besondere Vorkommnisse hin. Aber auch die anderen Zeiträume haben meine Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Zum Vergleich der Frequenzverlauf von dem Montag der Vorwoche:

Netzfrequenz 21.10.2013

Netzfrequenz 21.10.2013 (Minutenmittelwerte)

Hier sind in den Morgenstunden stärkere Ausschläge zu erkennen. Diese Ausschläge kommen durch die Art und Weise des Stromhandels zustande, da hauptsächlich Stundenkontrakte gehandelt werden. In den Morgen- und Abendstunden kommt es dabei durch die Laständerung im Stromnetz zu größeren Schwankungen, was jeden Tag auf’s neue zu beobachten ist. Diese Schwankungen scheinen insbesondere in den Morgenstunden am 28. etwas geringer gewesen zu sein, wobei es sich hier um einen subjektiven Eindruck handeln könnte – diesen Teil möchte ich hier und heute aber nicht beleuchten.

Sturmtief über Deutschland

Aufgrund der besonderen Windverhältnisse an diesem Tag bietet sich ein Blick auf die Daten zur Einspeisung und zur (Gesamt-)Last:

Erzeugung und Last 28.10.2013

Erzeugung und Last 28.10.2013 (Datenquellen: EEX-Transparenzplattform und entsoe, eigene Darstellung)

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Verlauf der Netzfrequenz

Rasterdiagramm des Netzfrequenzverlaufes von Juni 2011 bis Juli 2013

Rasterdiagramm des Netzfrequenzverlaufes von Juni 2011 bis Juli 2013

Das letzte Rasterdiagramm zur Netzfrequenz ist schon wieder ein halbes Jahr alt, von daher ist ein neues langsam mal wieder überfällig. Ich muss gestehen, dass ich mir dieses Mal beim Daten heraussuchen nicht so viel Mühe gegeben habe. Die Daten kommen aus mehreren Datenbanken in die von mehreren Messgeräten Daten eingetragen wurden. Irgendwo fehlt immer mal was und/oder ist zeitlich etwas verschoben. Normalerweise bereinige ich die Daten etwas. Für dieses Rasterdiagramm habe ich monatsweise die Messdaten immer von dem Messgerät genommen, welches jeweils am meisten Daten abgeliefert hat. Das scheint aber nicht viel auszumachen, das Bild sieht trotzdem hübsch aus.

Ansonsten gibt es nicht viel zu dem Verlauf der Netzfrequenz zu sagen. Interessant ist lediglich die Wiederholung. Mittlerweile habe ich Frequenzdaten von über 2 Jahren und in beiden Jahren gibt es einen Kurvenverlauf am Morgen und besonders am Abend zu beobachten der dem Sonnengang entspricht.

Durchschnittliche Netzfrequenz

Die Häufigkeitsverteilung der Netzfrequenz scheint spannender zu sein als ich ursprünglich gedacht habe. 😉
Besonders die durchschnittlichen Frequenzen eines Tages scheinen einiges auszusagen. Deswegen habe ich mir diese etwas genauer angesehen. Das folgende Bild zeigt die durchschnittlichen Frequenzen der einzelnen Tage, die zweite Linie soll die Sonntage verdeutlichen.

Freq_DayAvg_2013

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Abweichungen der Netzfrequenz

Histogramm_Netzfrequenz

Häufigkeitsverteilung der Netzfrequenz am 03. Juli 2013

Um einen Überblick über die Stabilität der Netzfrequenz und ihrer Abweichungen von 50Hz zu bekommen, gibt es jetzt ein Histogramm in dem die Verteilung der Frequenz des Vortages dargestellt wird. Eine Aktualisierung der Daten erfolgt kurz nach Mitternacht, für die Aktualisierung der Anzeige ist ein Reload der Seite nötig.

Die Histogrammanzeige befindet sich noch im beta-Stadium. Ich muss erstmal ausprobieren, ob es ein guter Weg ist, die von den Frequenzmessgeräten auf den Server übertragenen Werte für automatisierte Auswertungen zu nehmen, da es hier teilweise zu Verschiebungen, zu Ausfällen und sonstigen Übertragungsfehlern kommen kann. Auch die Skripte zur Erstellung der Daten müssen ihre Tauglichkeit noch beweisen.

Um für jeden Tag eine gut zu vergleichende Darstellung zu haben, ist der Frequenzbereich auf der x-Achse fest auf 49,85Hz – 50,15Hz eingestellt. Aus der Datenbank werden Werte von 49,80Hz – 50,20Hz berücksichtigt. Stärkere Abweichungen kommen eh so gut wie gar nicht vor. Und sollte es doch zu Auffälligkeiten kommen, dann werde ich diese „händisch“ aufarbeiten.

Die Verteilung der Netzfrequenz für den 03. Juli wirkt auf den ersten Blick etwas merkwürdig, da sie leicht „linkslastig“ ist. Der Grund für diese Verschiebung wird die Netzzeit sein. Der Mittelwert für diesen Tag liegt bei 49,988Hz, was bedeutet, dass die Netzzeit im Laufe des Tages um ca. 20 Sekunden zurück liegt. Die Netzzeit wird laufend mit der Weltzeit verglichen. Weicht die Netzzeit um mehr als 20 Sekunden ab, dann wird die Sollfrequenz von 50Hz um +/-10mHz verändert (siehe auch Frequenz- und Netzzeitanzeige bei Swissgrid). In den letzten Tagen eilte die Netzzeit der Weltzeit um einige Sekunden voraus, heute geht sie etwas hinterher. Deswegen ist die Verschiebung des Histogramms plausibel und es ist davon auszugehen, dass (mindestens) am 03. Juli die Sollfrequenz auf 49,99Hz gesenkt wurde, um die Netzzeit wieder der Weltzeit anzugleichen.

„Earth Hour“ und die Netzfrequenz

Bei der am 23. März 2013 stattgefundenen „Earth Hour“ sollten die Menschen in der Zeit vom 20:30 Uhr bis 21:30 Uhr sämtliche Lichter ausschalten, um damit ein globales Zeichen für den Schutz unseres Planeten zu setzen. Dieses plötzliche Ausschalten vieler Stromverbraucher könnte Auswirkungen auf die Energieversorgung haben. Kritiker sprechen sogar von der Gefahr eines möglichen Zusammenbruchs der Versorgungsnetze (z.B. Telepolis – Blackout als Folge der Aktion „Licht aus“ am Samstag? (2007) ).

 

Verlauf der Netzfrequenz während der "Earth Hour" am 23.03.2013

Verlauf der Netzfrequenz während der „Earth Hour“ am 23.03.2013

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Verlauf der Netzfrequenz

Das letzte Rasterdiagramm zur Langzeitbetrachtung der Netzfrequenz ist schon etwas älter. Aber in der Zwischenzeit wurde natürlich weiter gemessen. Deswegen gibt es jetzt ein neues Rasterdiagramm für den Zeitraum von Juni 2011 bis (einschliesslich) Februar 2013.

Netzfrequenz 06.2011-02.2013

Netzfrequenz 06.2011-02.2013

Seit der letzten Betrachtung des Verlaufes der Netzfrequenz haben sich keine Veränderungen ergeben. Interessant ist hauptsächlich die Wiederholung. Die Netzfrequenz folgt weiter dem Sonnenauf- und Untergang, wobei hier besonders die abendliche Linie hervorsticht.

Trompetenkurve (und mehr…)

Zusätzlich zur Anzeige der Netzfrequenz gibt es jetzt noch eine Anzeige mit der errechneten Trompetenkurve – bzw. meiner abgewandelten Interpretation davon.

In dieser Anzeige werden nicht nur die Frequenz und die Trompetenkurve, sondern auch noch Mittelwerte über 1 Minute & 15 Minuten und eine Kurve zur Primärregelleistung dargestellt (nicht gewünschte Anzeigen lassen sich über einen Klick auf die Legende ein- und ausschalten).

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Langzeitbetrachtung der eingesetzten Regelleistung

Die Netzfrequenz ist zwar mit die wichtigste Größe für die Regelung der Stromnetze, allerdings sagt die Frequenz selber noch nicht aus, wie viel Aufwand nötig war, um sie stabil zu halten. Für die Stabilisierung der Netzfrequenz wird Regelleistung genutzt. Mit der Primärregelleistung werden die Abweichungen sehr schnell ausgeglichen. Hält eine Abweichung länger als 30 Sekunden an, wird die Sekundärregelung genutzt, um die Primäre abzulösen, damit diese wieder zur Verfügung steht. Die Primärregelleistung wird in allen Regelzonen aktiviert, die Sekundäre nur in dem Bereich, in dem die Störung aufgetreten ist.

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