K u rzfassu n g sb an d - Graz University of Technology

134 Energieinnovation 2006
5.3.6 „Aufrechterhaltung der Grundversorgung mit elektrischer
Energie bei Netzstörungen und Überlast unter Nutzung
dezentraler Energie“
Helmut Weiss (Montanuniversität Leoben/Institut für Elektrotechnik) 1
Gegenwärtiger Stand der Reaktion auf Netzstörungen und Überlast
Elektrische Energie ist in vielen Bereichen des Lebens unabdingbar und muss ständig verfügbar sein.
Das europäische Verbundnetz stellt mittels zentraler Versorgung die Koordination von Erzeugung und
Verteilung elektrischer Energie zu allen Verbrauchern sicher. Das Lastmanagement beruht auf
Bereitstellung jeder verbrauchten Leistung und muss sich dabei einer ausreichenden Reserve
bedienen. Hohe Leistungen werden hierzu mittels Hoch- und Höchstspannungsleitungen quer
übertragen, lediglich Blindleistungsbereitstellung und Spannungshaltung bzw.
Spannungsnachregelung erfolgen lokal. Bei größeren Störungen im Gesamtsystem (Fehler in der
Leistungsübertragung, Überlastung im Leistungstransfer, Ausfall von Erzeugereinheiten) bricht das
Netz auseinander, es entstehen über- sowie unterversorgte Teile. Die minimierten Reserven ergeben
gegenwärtig in unterversorgten Bereichen einen Totalausfall („Black-Out“), auch die lokalen Erzeuger
können ihre Energie nicht in das zusammengebrochene Netz einspeisen. Ein Netzwiederaufbau ist
nicht leicht zu bewerkstelligen, lange Ausfallzeiten sind die Folge.
Konzept zur Beherrschung von großen Störfällen
Bildung lokaler Netze
Das vorgeschlagene Konzept zur Beherrschung von derartigen Störfällen unter Aufrechterhaltung
einer Grundversorgung mit elektrischer Energie sieht eine Reihe von Maßnahmen vor. Bei kritischen
Zuständen wird das Netz vor dem Zusammenbruch in kleine Netzteile aufgespaltet. Ein etwaiger
großräumiger Zusammenbruch wird vermieden. Die Netzteile werden von einer bestimmten Menge
lokaler Erzeuger gespeist. Hier sollen alle örtlich verfügbaren Erzeuger eingebunden werden. In der
Regel wird dies eine Unterversorgung dieses betrachteten Netzgebiets ergeben, verglichen mit der vor
der Störung benötigten Leistung. Zusätzlich erfolgt daher ein Eingriff auf die Lastseite. Es muss von
der Verfügbarkeit praktisch beliebiger Leistungen abgegangen werden.
Aktivitäten auf der Seite der Erzeugung und Energieverteilung
Auf der Erzeuger- und Verteilungsseite ist eine umfassende Kenntnis über verfügbare Energien,
Leistungen und Leistungsflüsse im örtlichen Lastverteiler (der nun zum Netzregler wird) notwendig.
Hierzu soll der örtliche Lastverteiler als Stand-By Netzregler bereits im ungestörten Zustand arbeiten,
um bei Erfordernis ohne Verzögerung funktionsfähig zu sein. Dieser „Netzmanager“ muss im
Störungsfall die örtliche Erzeugung mit den Lasten in Einklang bringen. Örtliche Erzeugungen sind
insbesondere mit erneuerbarer Energie möglich. Die hierbei zur Verfügung gestellte Leistung variiert
prinzipbedingt sehr stark.
Aktivitäten und Akzeptanz auf der Seite der Verbraucher
Bei einem großen Problem im Verbundnetz kann davon ausgegangen werden, dass die industrielle
Produktion nicht auf längere Zeit hin ungestört fortgesetzt werden kann. Durch Wegfall unkritischer
industrieller Lasten wird der Energieengpass verringert. Der nächste Eingriff auf die Lasten erfolgt
dezentral in jedem Haushalt. Der bisherige Energiezähler wird in einen lokalen Lastmanager
umgebildet. Die Basis für seine Arbeit bildet die Tatsache, dass nur relativ wenige Lasten ohne
Unterbrechung versorgt werden müssen, viele Lasten jedoch kurzzeitige Abschaltungen oder auch
längere Zeiten ohne Energiezufuhr problemlos überstehen. Im Haushalt, ebenso in der Industrie, wird
dann nur die Versorgung eingegrenzter kritischer Verbraucher garantiert (Licht-Grundversorgung,
Kommunikation, wichtige elektrische Steuergeräte wie z.B. Heizungssteuerung). Ausfälle im
Minutenbereich sind für Betrieb eines Herdes kein Problem, Nichtverfügbarkeit von elektrischer
Energie überstehen Geschirrspüler, Waschmaschinen über mehrere Stunden. Gekühlte Lebensmittel
sind bei gezielter Nutzung auch nach wenigen Stunden ohne elektrische Energie nicht verdorben. Das
Steuergerät für elektrische Energie im Haushalt wird über Fernsteuerung bestimmte
1 Institut für Elektrotechnik, Montanuniversität, Franz-Josef-Strasse 18, 8700 Leoben;
Tel: +43 3842 402 2400, e-mail: helmut.weiss@mu-leoben.at,
Url: http://www.unileoben.ac.at/institute/etechnik.htm;