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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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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Einfluss des Stromausfalls in der Türkei auf das Stromnetz? [Update]

Gestern gab es einen großen Stromausfall in der Türkei. Ab 10:36 Uhr Ortszeit (9:36 Uhr nach unserer Zeit) fiel der Strom für 8 Stunden aus. Die Türkei ist zwar kein Mitglied der ENTSO-E, aber das türkische Netz läuft im Testbetrieb synchron zum Europäischen Verbundnetz.

In der Netzfrequenz sind deutliche Einflüsse eines Ereignisses um 9:36 Uhr (MESZ) zu erkennen:

Netzfrequenz zum Zeitpunkt des Stromausfalls in der Türkei

Netzfrequenz zum Zeitpunkt des Stromausfalls in der Türkei

Der zeitliche Zusammenhang deutet darauf hin, dass der Stromausfall in der Türkei die Frequenz des europäische Verbundnetzes beeinflusst hat.

Es ist möglich, dass die gestrige Auffälligkeit in der Netzfrequenz etwas mit dem Ende des Stromausfalls zu tun hat und zu dem Zeitpunkt das Netz der Türkei wieder mit dem restlichen Verbundnetz synchronisiert wurde.

[Update]: Obwohl der Zeitpunkt dieser Frequenzschwankung sehr gut mit dem Zeitpunkt des Stromausfalls in der Türkei zusammenhängt, muss nicht unbedingt ein Zusammenhang bestehen. Gegen diesen Zusammenhang spricht, dass es bereits am Vortag eine ähnliche Schwingung im Netz gab:

Schwingung der Netzfrequenz am 30. März 2015

Schwingung der Netzfrequenz am 30. März 2015

 

Earth Hour am 28. März 2015

Am 28. März 2015 findet wieder die jährliche Earth Hour statt. Ab 20:30 Uhr werden überall auf der Welt für eine Stunde die Lichter ausgeschaltet, um damit ein Zeichen für den Klimaschutz zu setzen.

Auswirkungen auf die Stabilität des Stromnetzes?

Da Stromerzeugung und Verbrauch immer im Gleichgewicht sein müssen – ein Ungleichgewicht würde sich unter anderem an der Netzfrequenz ablesen lassen -, würde das massenhafte Abschalten von Verbrauchern bedeuten, dass plötzlich ein Erzeugungsüberschuss auftritt und die Netzfrequenz steigt. Die letzten Jahre haben aber gezeigt, dass es keine Auswirkungen auf die Netzfrequenz gab.

Durch das Abschalten der Beleuchtung für eine Stunde wird auch nicht wirklich Energie eingespart, es ist aber eine schöne Aktion, um auf den Klimaschutz hinzuweisen und die Notwendigkeit für verantwortungsbewussten Energieverbrauch wieder in die Köpfe zu bringen.

(Kurz-)Analyse Sonnenfinsternis

Die Sonnenfinsternis vom 20. März 2015 wurde besonders mit Sicht auf die Stabilität der Stromversorgung mit Spannung erwartet. Einen Blackout gab es nicht* – und eine Betrachtung der Netzfrequenz des Tages zeigt, dass die Stromversorgung auch zu keinem Zeitpunkt gefährdet war (zumindest, was den Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch angeht):

Die Netzfrequenz während der Sonnenfinsternis am 20. März 2015

Die Netzfrequenz während der Sonnenfinsternis am 20. März 2015

 

Es ist zu erkennen, dass die Netzfrequenz zu Beginn der Sonnenfinsternis langsam etwas heruntergeht. Das hängt mit der nachlassenden Einspeisung durch die Photovoltaik zusammen. Nach und nach werden (konventionelle) Kraftwerke zugeschaltet, um die fehlende Solarenergie zu ersetzen. Nach der größten Bedeckung der Sonne werden innerhalb einer Stunde wieder 15GW durch Solarenergie mehr in das Netz eingespeist und die konventionellen Kraftwerke wieder heruntergefahren. Kraftwerke werden hauptsächtlich im Viertelstundentakt zu- und abgeschaltet, daher die häufigen Spitzen.

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