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Die Basis für ein stabiles Netz mit gleichbleibender Frequenz ist nur dann gegeben, wenn sich stromerzeugung und Verbrauch die Waage halten, Quelle: Next Kraftwerke
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Aus dem Facharchiv: Elektropraxis

Energie – Erzeugung, Handel und Transport (13)

17.08.2023

Während im Teil 12 dieser Serie mit Themen der Energiewirtschaft die gängigsten Formen des Strom- und Gashandels im Mittelpunkt standen, beschäftigen sich die folgenden Ausführungen mit dem Aufbau und der Funktion sowie dem Handel von Regelleistungen zur Stabilisierung von Strom- und Gasnetzen.

Es gehört zu den Pflichten von Übertragungsnetzbetreibern (ÜNB), Spannung und Frequenz in ihren Netzen mit geeigneten Maßnahmen stabil zu halten. Zu diesen Maßnahmen zählt der Einsatz von Regelleistungen, die auf separaten Regelreservemärkten gehandelt werden. Eine weitere Möglichkeit, das Netz zu stabilisieren, ist der Lastabwurf. Dafür müssen die ÜNB mit den in Frage kommenden Stromkunden entsprechende Verträge abschließen. Wie der Strommarkt kennt auch der Gasmarkt Stabilisierungsmaßnahmen. Die entsprechenden Regeln unterscheiden sich schon aus physikalischen Gründen stark von denen des Strommarktes. Sie finden am Ende dieses Beitrags Berücksichtigung, allerdings nur in kurzer Form.

Systemverantwortung im Stromverbundnetz

Die Verantwortung für die Stabilität des europäischen Stromverbundnetzes liegt bei den europäischen Übertragungsnetzbetreibern (ÜNB). Sie sind im Verband Europäischer Übertragungsnetzbetreiber ENTSO-E [1] organisiert und haben mit der Systemverantwortung der Betreiber von Übertragungsnetzen [2] den gesetzlichen Auftrag, unter anderem die Frequenz im europäischen Verbundnetz stabil zu halten (Frequenzhaltung). Die im europäischen Verbundnetz und damit auch im deutschen Stromnetz verbindlich vorgeschriebene Frequenz liegt bei 50 Hz –mit einer Toleranz von ± 200 mHz. Um diesen Wert einzuhalten, müssen sich Stromeinspeisung und Stromverbrauch zu jeder Zeit die Waage halten (Bild 1).

Diese notwendige Äquivalenz kann naturgemäß in Gefahr geraten, zum Beispiel bei einem plötzlichen Abfall der Frequenz, verursacht durch einen Kraftwerksausfall, oder bei einem plötzlichen Anstieg der Frequenz, beispielsweise durch steigende Einspeisung von Windenergie bei einem auftretenden Sturm. Die für öffentliche europäische Stromnetze vorgegebene Frequenz von 50 Hz könnte also ohne Eingriffe des zuständigen ÜNB bzw. des Bilanzkreisverantwortlichen [3] unverhältnismäßig sinken oder steigen (Bild 2), mit negativen Folgen bis hin zur Zerstörung von Netz- und angeschlossenen Betriebsmitteln. Um das zu verhindern, müssen die ÜNB im Rahmen ihrer gesetzlich festgeschriebenen Systemverantwortung Maßnahmen ergreifen, die die Frequenz unter allen Umständen strikt auf einen Pfad von 49,8 bis 50,2 Hz eingrenzen [4]. Sie können die in einem dynamischen Netz permanent entstehenden Differenzen zwischen Stromerzeugung und -verbrauch entweder mit Energiereserven aus dem eigenen Bilanzkreis ausgleichen oder Regelreserve [5] einkaufen und einspeisen. Falls das nicht genügt, müssen sie – auf der anderen Seite der imaginären Waage – den Stromverbrauch durch Lastabwurf bei Kunden reduzieren.

Autor: W. Wilming

Literatur
[1] European Network of Transmission System Operators for Electricity, in: www.entso.eu und in de.wikipedia.org/wiki/Verband _ Europäischer _Übertragungsnetzbetreiber#Netzcodes, letztmalig eingesehen am 27. 01. 21.
[2] Systemverantwortung der Betreiber von Übertragungsnetzen, in: Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) § 13.
[3] W. Wilming: Energie – Erzeugung, Handel und Transport. Teil 12: Marktrollen und Marktteilnehmer in der deutschen Energiewirtschaft. Elektropraktiker, Berlin 74 (2020) 11, S. 836–838.
[4] Schön zu beobachten unter: www.netzfrequenzmessung.de, letztmalig eingesehen am 26. 01. 21.
[5] Regelenergie, in: www.next kraftwerke.de/wissen/regelenergie, letztmalig eingesehen am 27. 01. 21.

Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.