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Schwarzstartfähigkeit

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Unter Schwarzstartfähigkeit versteht man zunächst die Möglichkeit ein Netzsegment, Verteilnetz oder sogar eine ganze Regelzone nach einem Stromausfall wieder mit Strom zu versorgen. Nur wenn dies …

Unter Schwarzstartfähigkeit versteht man zunächst die Möglichkeit ein Netzsegment, Verteilnetz oder sogar eine ganze Regelzone nach einem Stromausfall wieder mit Strom zu versorgen. Nur wenn dies sichergestellt ist, können längere Ausfälle vermieden werden. Eigentlich ein Thema des Netzbetriebs, das ansonsten kaum jemanden zu interessieren hat. Eine Herausforderung des Netzumbaus ist aber, dass man die Schwarzstartfähigkeit zwar sicherstellen muss, aber sie eigentlich nicht endgültig beweisen kann. Windenergie, Solarstrom und Wasserkraft dürfen bei der Machbarkeitsüberprüfung nicht vernachlässigt werden. Simulation hilft…

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  • 1. SchwarzstartStromausfall – Die Sekunden nach dem BlackoutUnter Schwarzstartfähigkeit versteht man zunächst die Möglichkeitein Netzsegment, Verteilnetz oder sogar eine ganze Regelzone nacheinem Stromausfall wieder mit Strom zu versorgen. Nur wenn diessichergestellt ist, können längere Ausfälle vermieden werden.Eigentlich ein Thema des Netzbetriebs, das ansonsten kaum jemandenzu interessieren hat. Eine Herausforderung des Netzumbaus ist aber,dass man die Schwarzstartfähigkeit zwar sicherstellen muss, aber sieeigentlich nicht endgültig beweisen kann. Windenergie, Solarstromund Wasserkraft dürfen bei der Machbarkeitsüberprüfung nichtvernachlässigt werden. Simulation hilft…Die Vermutung liegt nahe, dass gerade die schlechte Beweisbarkeit, obdas Stromnetz im Falle eines Kollapses/Stromausfalls wieder gestartetwerden kann, dazu führt, dass schon in naher Zukunft Ansprüchegestellt werden bestimmte Anlagen oder Einrichtungen mit Geld zuunterstützen. Mit Hilfe einer speziell für den Test von Smart Gridskonfigurierte Simulationsumgebung[1] können die relevantenEigenschaften überprüft werden. Ein Schwarzstart wird bei der SmartGrid Simulation automatisch bei jedem Neustart der Simulationgetestet. Fair-Pay Bitte unterstützen Sie denAuswirkung auf dezentrale Stromerzeugung Autor durch eine kleine Aufmerksamkeit (ab 1 €):Bei einem Stromausfall ist kein Strom vorhanden. Dies ist sehreinleuchtend, bedeutet aber auch, dass zum Beispiel keineNetzfrequenz mehr vorhanden ist. Der Wechselrichter einer PV-Anlagekann somit auch erst Strom einspeisen, wenn er eine Netzfrequenzermitteln kann mit der die Erzeugte Strommenge moduliert werdenmuss. Diese Frequenz wird allerdings erst dann wieder vorhanden sein,wenn das Stromnetz an sich bereits wieder verfügbar ist. Um einbestimmtes Netzsegment wieder hochfahren zu können, muss dessenvertikale Last (Summe aus Gesamtverbrauch abzüglich der Einspeisung)bekannt sein. Die für den Start eingesetzte Erzeugungsquelle (zumBeispiel ein anderes Netzsegment) muss diese Last akzeptieren können,ohne selbst in einen Energie-Defizit zu geraten. blog.Stromhaltig.de
  • 2. Ausschluss Dominoeffekt Wie ein Schwarzstart nicht ablaufen sollte, konnte man vor einigen Jahren in den USA erleben[2]. Den Netzbetreibern war beim Zuschalten der einzelnen Segmente schlicht nicht klar, welche vertikale Netzlast das jeweilige Segment hatte. Bereits im Jahre 2003 wurde bei ähnlichen Bedingungen ein Dominoeffekt ausgelöst. Der Ausfall in einem Segment sorgte beim Startversuch zu einer zu starken Belastung des nächsten Segmentes usw… bis schließlich die halbe Ostküste ohne Strom war. Auch bei der SmartGrid Simulation konnte man schön beobachten, dass die (automatisierte) Nutzung von Nachbarsegmenten eine große Gefahr von Flächenausfällen birgt. Die PV-Anlagen hatten dabei sogar eine stabilisierende Wirkung, denn in den ersten Sekundenbruchteilen sorgte die (geringe) Latenz der Wechselrichter für eine Frequenzstabilisierung. Bei der Simulation eines sonnigen Winterabends führte dies allerdings zu einem Art Stottereffekt, welcher ohne Veränderung der Parameter über mehrere Minuten aufrecht blieb, bevor das Netz wieder vollständig zusammenbrach. Ebook Empfehlung Auffällig war beim Schalten einiger Segmente, dass Verhalten der Verbraucher. Soweit bekannt gab es bislang keine Untersuchung wie sich eine Sammlung von verschiedenen Verbrauchern beim Neustart verhalten. Bei den ersten Versuchen mit der Smartgrid Simulation wurde erschreckend festgestellt, dass viele Großverbraucher (Wärmepumpe, Kühlschrank,…) beim Neustart innerhalb von wenigen Sekunden die volle Netzlast ziehen. Dies bedeutet, dass die nach einem längeren Ausfall auftretende Belastung deutlich über der Belastung liegen dürfte, die zur gleichen Zeit unter normalen Big Data trifft Bedingungen vorherrschen würde. Aktuell wird gerade untersucht, ob Stromzähler das sofortige Aussenden eines Lastabwurfs an die … beschreibt die Rundsendeempfänger (Stromunterbrechung bei Wärmepumpen) Chancen, die sich hinter rechtzeitig Wirkung zeigt, bevor die hohe Last zu einem erneuten der Verbreitung von Ausfall führt. Smart Metern vor allem bei den privaten Kraftwerke zum Schwarzstart Haushalten in den Die PV-Anlagen können den Neustart etwas stabilisieren, jedoch nicht kommenden Jahren eine initiale Frequenz und Spannung im Netz bereitstellen. Im ergeben. klassischen Netzbetrieb ist die Wasserkraft für einen Schwarzstart sehr geeignet, besonders aus Pumpspeicherkraftwerken, da die Lastspitze 3,99€ bei Xinxii leichter ausgleichen lässt. Auch Strom aus Windkraft könnte hilfreich sein, jedoch werden die meisten Windräder mit einem Fernzugriff betrieben. Kommt es zu einem Stromausfall, so ist auch die Fernwartung einer Anlage zunächst nicht möglich. Um ein Windkraft schwarzstartfähig zu machen, müsste es eine Form vonblog.Stromhaltig.de Schwarztstart – Stromausfall und die Sekunden nach dem Blackout
  • 3. Notstromversorgung haben und eine durch Notstrom gesicherteTelekommunikationseinrichtung.Gelerntes für den NetzbetriebBei der Simulation der Schwarzstarfähigkeit konnten etliche Effekteerkannt werden, die entscheidenden Einfluss auf den Netzbetrieb habenkönnte. Deren Sammlung uns Ausarbeitung würde den Rahmen einesBlogbeitrages deutlich sprengen. Es ist allerdings davon auszugehen, dassdurch entsprechende Verfahrensanweisungen (manuell) undautomatisiert auf Level 2 der SCADA Integration. Schnittstellen, in dieSimulation zukünftig implementiert werden sollten, sind somit zwischenLevel 1 (Ebene RTUs/Kommunikation) und Level 2 (Business Rules)anzusiedeln. Ein wichtiger Punkt, der erst im Laufe des Aprils näheruntersucht wird, ist die Phasenverschiebung. Hier hatten Vorabtestsgezeigt, dass es zu extremen Schwankungen kam.Gelerntes für den StromkundenSollte es wirklich zu einem großflächigen Stromausfall kommen, so sindStromabnehmer gut beraten etwas beim Hochfahren des Stromnetzesbeizutragen. Es ist davon auszugehen, dass die Netzbetreiber nur wenigeInformationen zur Verfügung haben, welche Energie beim Hochfahrenbenötigt wird. Die Steuerung/Verteilung ist dabei leider nicht sofeingliedrig möglich, dass ein Zuschalten von einzelnen Teilbereichen nichtzu einer signifikanten Belastung (noch) funktionierender Nachbarn führt.Abschalten was abzuschalten geht sollte daher die höchste Prioritäthaben. Dabei reicht es nicht, dass die Geräte vom Netz genommenwerden, die ohnehin per Stecker oder Schalter ständig geschaltet werdenkönnen. Viel wichtiger ist es Kühlschränke, Wärmepumpen undUmwälzpumpen vom Netz zu trennen (per Sicherung Ausschalten?) und solange vom Netz zu lassen, bis die Stromversorgung wieder stabil ist.Netz kein Netz, sondern viele Inseln?Wer Eigenstrom Nutzer ist, der hat bereits eine Notstromversorgung aufZeit. Eigenstromversorgung wurde daher manchmal auch als Inselbetriebbezeichnet. Jedes Verteilnetz für sich betrachtet kann auch eine Inseldarstellen. Großflächige Ausfälle sind nur möglich, wenn der Zustand dereinzelnen Inseln unklar ist. Bei einem Schwarzstart könnte man hergehenund zunächst alle Inseln getrennt betrachten und somit das Netz zunächstauflösen. Ländliche Gebiete mit potentiellem Überschuss könnten zuerstwieder mit Strom versorgt werden. Nach erfolgreicher Stabilisierung wirddann nach das Netz wieder aufgebaut. Notwendig ist hierfür allerdingseine dynamisch erzeugte Prioritätsliste. Die höchste Prioritätsliste hatdabei die Gemeinde mit dem höchsten zu erwartenden Energieüberschuss blog.Stromhaltig.deSchwarztstart – Stromausfall und die Sekunden nach dem Blackout
  • 4. aus Basis der EE-Erträge. Ein operatives Beispiel wird in den nächsten Wochen veröffentlicht. Empfehlung: Flächentest Im Januar 2013 gab es etliche Medienberichte und Veröffentlichungen zu den verschiedenen Szenarien bei einem längeren, großflächigen Stromausfall. Es ging um die Erstellung von Szenarien für den Katastrophenschutz/Bevölkerungsschutz. Eine wichtige Erfahrung aus der Grid Simulation ist, dass man nie genug Daten und Erfahrungswerte haben kann. Ohne größere Einschränkungen könnten diese Daten systematische gesammelt werden. Jedes Unternehmen/Haushalt, der mit einem intelligenten Stromzähler ausgestattet ist, wird verpflichtet einmalig – zu einem von ihm definierten Zeitpunkt den eigenen Stromverbrauch für wenige Minuten zu trennen. Dieser Zeitpunkt ist vorab mit dem Netzbetreiber abzustimmen, damit Werte für verschiedene Tages und Jahreszeiten erhoben werden können. Der Netzbetreiber wird die Zählerdaten für die Trennung aggregieren und statistisch zusammenführen. Es entsteht ein Profil, welches im Ernstfall zwischen Minuten-Ausfall und Wochen-Ausfällen entscheiden kann. Weitere Informationen [1] http://grid.stromhaltig.de/ Fair-Pay: Flattr: http://flattr.com/thing/1191225/Strommarkt-Design-der-Zukunft-ohne-Merit-Order Paypal: https://www.paypal.com/cgi-bin/webscr?cmd=_s-xclick&hosted_button_id=8JE3G89LPSY5J Impressum Copyright: © 2013 Thorsten Zoerner (me@thorsten-zoerner.com) Gerhard Weiser Ring 29 69256 Mauer Dieses Werk von Thorsten Zoerner steht unter einer Creative Commons Namensnennung 3.0 Unported Lizenz.blog.Stromhaltig.de Schwarztstart – Stromausfall und die Sekunden nach dem Blackout
  • 5. Weitere Informationen zur Lizenz: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/.Schwarztstart – Stromausfall und die Sekunden nach dem Blackout

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