Rotatorische Massen zur Frequenzstabilisierung

Mir fällt einer ein: die Frequenz steuert man nicht uber die Frequenz, sondern uber die Leistung, solange konventionelle Kraftwerke in der Überzahl sind.

Das ist jetzt aber schon mehrfach erklärt worden.

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Ich sehe in der Schwankung vom Prinzip her überhaupt kein Problem, das ist im Gegenteil eine weitere Information ergänzend zu Spannung/Leistungsmessungen um das Netz zu stabilisieren. Für irgendwelche steinzeitlichen netzgebundenen Uhren wird die Frequenz ja auf längerer Zeitskala letztlich wohl gegen Atomuhren stabilisiert. Netzfrequenz – Wikipedia Regelleistung (Stromnetz) – Wikipedia

Hast du natürlich Recht.

Ich glaube das Problem sind eher die Generatoren selbst. Wenn zwei nicht synchron laufen fängt der eine an den ander zu drehen, wodurch der dann wieder zum Verbraucher wird.
Kann aber auch sein dass ich wieder komplett daneben liege?

Ich kann auch nur spekulieren, würde aber mal von aus gehen, daß die Schwankungen auf der Lastseite deutlich größer sind. Wenn ich Ostern mal wieder daheim bin, werde ich meinen Vati fragen :wink: (war mit seiner Abteilung bis so vor 15 Jahren für die Wartung&Instandhaltung der Elektroanlagen in einem Kernkraftwerk zuständig).

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Du hast im Kraftwerk eine Trubine die dreht. Wenn die langsamer wird weil da jemand irgendwo den Strom aufdreht, dann regelt ein Dampfventil nach so das er wieder auf richtiger Frequenz ist

Genauso wenn jemand Last wegnimmt. Dann wird das Dampfventil soweit zugedreht das sich wieder die richtige Frequenz einstellt.

Ne das nur diese Kraftwerke die Frequenz setzen halte ich für ein Gerücht. Sie haben nur halt richtig Wums, wo man Energie rausbekommt auch ein bischen länger. Dann sinkt vielleicht auch die Spannung ein bischen und die Geräte verbrauchen dann alle ein wenig weniger für eine kurze Zeit

Ich denke mal das wird heutzutage auch simuliert und geregelt. D.h. auch andere dickere “Kraftwerke” senken ihre Frequenz wenn sie unter Last in die Knie gehen oder erhöhen sie wenn sie Stönen müssen um die Last ins Netz zu schieben. Möglich ist sowas jedenfalls würde ich sagen.
Kannst du ja machen ein Schwungrad simulieren, dass du mitrechnest

Kleine Anlagen machen sowas wohl nicht. Aber das hat bestimmt einen Namen. Und auch diese Anlagen können ihren bezug anpassen bzw ihre Einspeisung.

z.b. auf Seite 16 hier (EU Generator?richtlinie) findest du sowas

https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:32016R0631

Wenn du mit Vollgas bergab fährst, wird das trotzdem nicht zum Schiebebetrieb.

Ein paar Worte zur Güte.

Für das Diskussionsthema braucht man Teile aus elektrischem und mechanischen Ingenieursstudium und gute Grundlagen der Schulphysik. Viele hier haben in aller Geduld versucht, die Gesamtsituation und Detailaspekte des Problems zu erklären. Das ist gut und richtig so. Sei aber bitte so nett zu verstehen, das du nicht genug Grundlagen hast, um aufgrund des hier gelesen gesicherte Schlussfolgerungen zu ziehen. Andererseits will ich dich nicht entmutigen. Das Thema ist spannend und wichtig. Wenn es dich wirklich interessiert, schau auch in Ausbildungsunterlagen der verschiedenen Themen gebiete hinein. Stichworte Grundlagen der elektrischen Maschinen, Synchronmaschine, semesterunterlagen Regelungstechnik, jedes Lehrbuch für Elektriker und Berufsschüler. Diese Grundlagen braucht man, und es grenzt an unmöglich, das hier auf dem Board zu machen.

Schlussendlich, bleibe trotzdem hier, wir sind eine Community die sich gegenseitig hilft.

Ihr redet jetzt nicht über instabilitäten im konventionellen Netz, oder? Das wird jedenfalls von den nonlinear Gurus in ihrer Videoserie beschrieben (Blackout in Spanien, Krauter und Fette). Solltet ihr euch mal anhören wenn ihr die technische E-Materie ein bischen kennt. Da sind so einige Sachen die zwar logisch sind aber man kommt nicht drauf, hier ist Teil eins. Ich glaube es waren 5 Teile.
Die haben auch noch eine Serie dazu was für Folgen das für Smartmeter eigentlich hat

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Renoes, Carlos: Könnt Ihr ggf ergänzend zu den Wikipedia Links, die ich oben eingefügt habe, bestimmte Youtube Videos für die Basics empfehlen um das Thema hier abzurunden?

Deswegen wurde, ich meine 2012, das Verhalten von PV WR hinsichtlich des Abschaltverhaltens bei Netzfrequenzänderung geändert. Nagelt mich nicht auf die konkreten Werte fest, aber ich meine bis 2012 haben die PV WR hart bei 49Hz bzw. 50,5Hz abgeschaltet. Seit 2012 ist demnach eine frequenzabhängige Leistungsreduzierung implementiert die in der VDE ARN 4105 geregelt ist. Deswegen funktioniert die Leistungsregelung in der PV Insel mit AC gekoppelter PV WR Leistung die dann z.B. durch die Inselwechselrichter mit bidirektionalen Ausgängen (z.B. Multiplus AC OUT) in den Akku geschoben werden kann und wenn der voll ist wird die Ausgangsleistung der AC gekoppelten PV WR Leistung via sog. Frequenzshifting schrittweise reduziert bis hin das dann ab einem unteren und oberen Grenzwert der Frequenz komplett abgeschaltet wird.

Nach meinem Stand liegen die Abschaltgrenzen nach VDE ARN 4105 bei 47,5Hz und 51,5Hz. Nach unten hin hab ich das noch nicht testen können, nach oben hin klappt das z.B. im Zusammenspiel Multiplus und SOLAX (sicher auch bei allen anderen WR die nach VDE ARN 4105 zertifiziert sind) sehr gut. Ab 51,4Hz reduziert der SOLAX seine Leistung um geschätzt 90% - schaltet aber noch nicht hart ab.

Ein meiner Meinung nach viel größeres Problem bei angestrebter Netzbildung durch Leistungselektronik liegt darin, dass die elektronischen Erzeugungsanlagen nicht nur bei Grenzwertverletzungen hinsichtlich der Frequenz- sondern auch bei Grenzwertverletzungen hinsichtlich Oberwellen hart abschalten. Und die elektronischen Erzeugungsanlagen können unter Umständen zum Haupttverursacher der Oberwellen werden.

Sowas hier?

Instantan ist anscheinend Trägheit, wobei da wohl schon primäre Regelenergie zu wirken anfängt. Soweit ich weiss

Hab was gefunden bei unserem finnischem Verteilnetzbetreiber. Das heisst wohl FFR. Das wird tatsächlich schon vermarktet.

Könnt ihr mal ein bischen stöbern wenn ihr wollt. Ist auf Englisch.

Heisst wohl Grid-forming https://de.wikipedia.org/wiki/Regelleistung\_(Stromnetz) und Stromerzeugung in Deutschland – Wikipedia

Im Zuge der Energiewende sollen die konventionellen Kraftwerke vom Netz gehen und die Grid-forming-Eigenschaft der Synchrongeneratoren langfristig durch den Einsatz von Stromrichtern an Netzknotenpunkten von den EE-Anlagen übernommen werden.[56]

Ich hab nur Etechnik 1-3 auf der Uhr, das war auch nur Teil meiner Vorlesungen. ûber Elektrochemie kann ich euch wesentlich mehr erzählen

Ich dachte eher an die Basics im Sinne des Titels des Fadens, wie das jetzt im 30s Bereich mit der Trägheit genau funktioniert und vielleicht wie so ein Kraftwerk das neu startet mit dem Netz synchronisiert wird, so daß Frequenz und Phase stimmen. Gab hier ja schon diverse Erklärungen, aber wenn das jemand mal für ein YT richtig gut aufbereitet hat, ist das denke ich doch nochmal deutlich verständlicher. Vielleicht gibts ja auch was, wie ein Netz von Null weg gestartet wird und verschiedene Inselnetze dann zusammen geführt werden.

Wer mal cool zu hören wie das FFR bei denen funktioniert, die das anbieten auf dem Markt.
Weil bei Turbinen Kraftwerken kannst du das ja nicht abstellen. Das geht ja nicht.
Aber wenn dann mal alle Turbinen Kraftwerke aus sind oder die Reserve zu klein…..

Windkraft dreht sich ja auch. Ich denke da wäre auch vielleicht was rauszuholen wenn man die Frequenz des Umrichters schlau an die Rotationsgeschwindigkeit des Generators ankoppeln würde
Wahrscheinlich alles nix neues. Vielleicht kann man sogar MPPT Werte mit der Frequenz koppeln.

Ich fürchte mit kleinen Anlagen ist das echt schwierig, weil das muss ja gerne auch in der involvierten Energie den Rotationsenergien von Turbinen entsprechen, sonst werden die Frequenzunterschiede zu klein, dann kann man sowas vielleicht nicht mehr implementieren.

Imho gibt es aktuell keine “direkte” Beeinflussung der Frequenz.

Momentan bestimmen die Generatoren - als synchron laufendes zwangsgekoppeltes System - die Frequenz. Über ihre Drehzahl. Die wiederum das Ergebnis eines Gleichgewichtes zwischen Last und Antrieb ist.

Das ändert sich z.B. dann, wenn die angekoppelten elektronischen Erzeuger die gesamten Lastschwankungen übernehmen und ausgleichen. Dann laufen die Generatoren mit gleichbleibender Last, und die Frequenzschwankungen sind weg.

So ist die Theorie.

Ok hier ist wohl was weiterführendes. Von Prof. Krauter

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Danke! Mal schaun, wann ich mir mal Zeit für nehmen kann.

Und hier ein Report von EWI im Auftrag von Siemens über FFR (2019)

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Das mit dem mehreren Generatoren, wie die auf die Frequenzänderung reagieren heisst anscheinend Maschinenleistungszahl bzw. Netzleistungszahl. Und die Zahl besagt wie viel anteilig ein jeder Generator / Subnetz nachregeln soll. Irgendwie so. Das gute ist das der Leistungsunterschuss oder überschuss proportional zur Frequenzänderung ist, da kann man das so aufteilen erst auf Netze dann auf Subnetze und dann auf Generatoren.

FFR würde das dann emulieren. die anderen Regelleistungen machen sowas aber nicht, soweit ich weiss. Sondern die funktionieren dann anders. Und sind langsamer. Batterien sind natürlich ultraschnell, wenn die da mit angekoppelt werden könnten.

Man müsste mal solche Maschinenleistungszahlen mit der jeweiligen Generatorleistungen vergleichen, dann sieht man auch wann das ganze überhaupt noch Sinn macht. Die werden ja dann sehr klein. Und teilweise unzuverlässig. Das ist ja auch immer ne Frage.

Allerdings stabilisieren Batterien trotzdem das Netz wenn sie über andere Regelleistungen angefordert werden. Nur halt nicht so schnell

Hab mal gerade auf Regelung im Verbundnetz vorgespult und noch ein bischen weiter (link mit Zeitangabe springt also zur richtigen Folie)

soweit bin ich selbst im Verständnis gekommen bisher. Dat geit. Ausserdem geht probieren häufig über …. also jetzt nicht willkürlich oder so. Sondern vorsichtig optimistisch austesten und dann ….

Passt eigentlich ganz gut in den Faden.
Es gibt scheinbar schon erste praktische Anwendungen für die Momentanreserve und Blindleistungskompensation unabhängig von (fossilen) Erzeugungsanlagen:

https://www.focus.de/earth/weltweit-erster-superkondensator-statcom-in-hannover-soll-stromnetz-in-millisekunden-stabilisieren_6660ffcb-892f-40c6-9aa2-8840ef23af79.html

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Locus scheint paar Jahre hinterher. Teslaspeicher werden dafür schon länger eingesetzt, die Chinesencontainer ab 3MWh/1MW können das alle.