Stromausfall in Europa im November 2006

380-kV-Ems-Freileitungskreuzung bei Mark südlich von Weener

Am 4. November 2006 kam es gegen 22:10 Uhr zu einem größeren Stromausfall in Europa^[1]. Teile von Deutschland, Frankreich, Belgien, Italien, Österreich, Spanien waren teilweise bis zu 120 Minuten ohne Strom, und sogar in Marokko waren die Auswirkungen spürbar.

Ursache

Norwegian Pearl

Auslöser war die planmäßige zeitweilige Abschaltung zweier von Tennet TSO (damals E.ON) betriebenen 380-kV-Hochspannungsleitungen mit der Bezeichnung „Conneforde-Diele rot und weiss“, bei Weener am Abend des 4. November 2006 für die Ausschiffung der Norwegian Pearl, eines auf der Meyer Werft in Papenburg gebauten Kreuzfahrtschiffes. Durch das TenneT-Netz wurden zum Zeitpunkt des Ausfalls fast 10.000 MW, vor allem durch Windenergie erzeugter Strom, von Norddeutschland und Nordeuropa nach West- und Südeuropa weitergeleitet.

Laut Untersuchungsbericht der UCTE war diese Abschaltung mangelhaft geplant und durch kurzfristige Änderung gekennzeichnet. Der ursprüngliche Zeitplan der Leitungsabschaltung sah eine erhebliche Reduzierung der Transportleistung vor. Aufgrund von rechtlichen Vereinbarungen konnte diese Reduzierung nicht mehr dem aktualisierten Zeitplan angepasst werden. Zudem wurde die Abschaltung der Leitung vorgezogen, ohne die anderen beteiligten Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz Transmission (damals Vattenfall) und Amprion (damals RWE) rechtzeitig zu informieren, so dass diese keine Chancen mehr hatten, ihre Stromerzeugungs- und Netzkapazitäten zum neuen Zeitpunkt an die veränderten Bedingungen anzupassen. Das TenneT-Netz ging nach der geplanten Abschaltung der beiden 400-kV-Leitungen „Conneforde-Diele rot und weiss“ von dem Normalbetrieb, in welchem das (N-1)-Kriterium erfüllt war, in den gefährdeten aber noch sicheren Betriebszustand über.

Weitere Umstände waren zwischen den Netzbetreibern nicht korrekt ausgetauschte und aktualisierte Grenzdaten bei den verbliebenen Transportleitungen welche die Leistung von der Ems-Freileitungskreuzung übernehmen sollten. Dadurch kam es in den zwar laufend durchgeführten Lastflussberechnungen zur Bestimmung der Netzsicherheit zu ungenauen bzw. falschen Berechnungen. So waren die Grenzwerte der 400-kV-Transportleitung zwischen den Umspannwerken Landesbergen und Wehrendorf, diese Leitung übernahm einen wesentlichen Teil der Leistung, auf beiden Seiten unterschiedlich eingestellt - wobei sich die Operatoren von TenneT TSO über die abweichenden Parameter auf der Seite von Amprion nicht bewusst waren: ^[1]

Unterschiedlich Grenzwerte (Strom pro Leiterseil) der 400-kV-Transportleitung zwischen Landesbergen-Wehrendorf

Parameter	Landesbergen	Wehrendorf
Zeitlich unlimitierter thermischer Grenzwert der Leitung:	2.000 A	2.000 A
Warnschwellen für Alarmmeldung	1.000 A und 2.000A	1.795 A
Maximal zulässiger Strom	2.550 A für 1 Stunde	1.995 A
Unmittelbare Abschaltung	3.000 A	2.100 A

Nach der geplanten Abschaltung der zweiten Ems-Freileitungskreuzung um 21:39 kam es auf der 400-kV-Leitung Landesbergen-Wehrendorf zu einem geplanten Anstieg von rund 600 MVA auf 1.300 MVA. Bis 22:05 wäre es mit Hilfe der dänischen Regelzone noch möglich gewesen, das Netz aus dem gefährdeten Zustand in den sicheren (N-1)-Zustand überzuführen, allerdings wurde diese Option nicht in Erwägung gezogen und es war diese Möglichkeit aus rechtlichen Gründen auch nicht zulässig, da zunächst zur Sicherstellung Topologieänderungen im eigenen Netz durchgeführt werden müssen.^[2]

Zwischen 22:05 und 22:07 kam es auf der Leitung Landesbergen-Wehrendorf zu einer weiteren Steigerung um 100 MW, was zur Auslösung einer Warnung auf Seite von Amprion führte und um 22:08 zu einer dringenden Abklärung mit der Netzleitung von TenneT TSO führte um den sicheren Betrieb wieder herzustellen. Das Personal von TenneT TSO führte in Echtzeit eine Lastflussberechnung zur Änderung der Netztopologie durch, allerdings ohne Prüfung des (N-1)-Kriteriums, mit dem Ergebnis, dass ein Zusammenschluss zweier Sammelschienen im Umspannwerk Landesbergen den Strom auf der Leitung Landesbergen-Wehrendorf um 80 A reduzieren sollte.

Aufsplittung des UCTE-Netz in drei Teilregionen um 22:10:40

Die um 22:10:11 vorgenomme Schalthandlung durch Zusammenschaltung der Sammelschienen ohne weiterer Absprache mit der Netzleitung von Amprion endete allerdings in einem Desaster: Anstatt wie geplant die Übertrangsleistung zu mindern, stieg der Strom durch die Leitung Landesbergen-Wehrendorf um 67 A an, was zwei Sekunden später zur automatischen Auslöung des Netzschutzes im Umspannwerkwerk Wehrendorf führte. Da zu diesem Zeitpunkt das (N-1)-Kriterium für diese Region nicht erfüllt war, führte die Abschaltung der Leitung Landesbergen-Wehrendorf zu einer Kettenreaktion: Die Last verteilte sich unkontrolliert auf andere Leitungen im Umfeld, was in der Folge zu weiteren automatischen Abschaltungen wegen Überlastung und fehlender Synchronität führte.

Am Ende der Kettenreaktion wurde um 22:10:28,7 das UCTE-Verbundnetz durch die Abfolge bzw. automatische Notfallprogramme in den Bereich West and Nord-Osten und 0,2 s später das Süd-Östliche Stromnetz als eigene Teilnetze aufgetrennt, ohne dass es zu Schäden an der Infrastruktur wie Transformatoren oder Leitungen kam. Nord- und Osteuropa erzeugten nun knapp 10.000 MW zu viel Leistung, die in West- und Südeuropa fehlte. Als Konsequenz stieg die Netzfrequenz im Norden und Osten Europas rapide, während sie im Westen und Süden Europas rapide fiel (Unterfrequenz). Während es in Nord- und Osteuropa noch gelang, die Leistungsbilanz rechtzeitig auszugleichen, vor allem durch Trennen von Energieerzeugern vom Netz, konnte die fehlende Erzeugerleistung in West- und Südeuropa nicht schnell genug mobilisiert werden. Es mussten durch automatischen Lastabwurf Verbraucher vom Netz genommen werden, dies bedeutete für die betroffenen Regionen einen unmittelbaren Stromausfall. Um 22:10:40 konnte so eine Stabilisierung der Netzfrequenz in den verbliebenden Versorgungsbereichen der westlichen Region auf niedrigen Niveau gesichert werden. In der Folge wurde versucht die Zusammenschaltung und Synchronität des Stromnetzes wieder herzustellen. Diese konnte europaweit nach mehreren erfolglosen Versuchen nach einigen Stunden hergestellt werden.

Folgen

Netzfrequenz Area 1

Betroffen waren bis zu zehn Millionen Haushalte in Europa. Auch der Bahnverkehr wurde massiv beeinträchtigt. In Österreich kam es im Zuge der Störung zu einer Auftrennung des Verbundnetzes zwischen West- und Ostösterreich: Während in Ostösterreich zu viel Leistung verfügbar war, mit einem deutlichen Anstieg der Netzfrequenz und mit der Folge, dass Kraftwerke kurzfristig vom Netz genommen werden mussten, war in Westösterreich Knappheit im Leistungsangebot. Kurzfristig wurden in Westösterreich daher Großverbraucher abgeschaltet und zusätzliche Speicherkraftwerke zur Stützung der Stromversorgung in Betrieb genommen. Die Ausfallzeiten betrugen durch die Umschaltungen in Österreich allerdings nur Sekundenbruchteile und in manchen Regionen bis zu einigen Minuten. Erst nach über einer Stunde konnten die beiden Netzhälften in Österreich wieder synchronisiert und zusammengeschaltet werden.

Zeitlicher Ablauf

• 18. September 2006: Meyer Werft beantragt die Abschaltung der Conneforde-Diele Leitung zum 5. November 2006, 01:00 - 05:00 Uhr
• 27. Oktober 2006: vorläufige Genehmigung durch E.ON, Information an Tennet und RWE
• 3. November 2006: Die Meyer Werft bittet E.ON um eine Vorverlegung auf den 4. November ab 22:00 Uhr
• 3. November 2006, ca. 18:00 Uhr: E.ON übermittelt das routinemäßige, tägliche Informationsdokument (DACF) an Tennet und RWE. Es enthält keine Angaben zur geänderten Zeitplanung.
• 4. November 2006, zwischen 18:00 und 19:00 Uhr: E.ON informiert Tennet und RWE über die geänderte Zeitplanung
• 4. November 2006, 21:30 Uhr: RWE und Tennet stimmen der Leitungsabschaltung zu.
• 4. November 2006, 21:38 Uhr: die erste Leitung wird abgeschaltet
• 4. November 2006, 21:39 Uhr: die zweite Leitung wird abgeschaltet
• 4. November 2006, 21:39 Uhr: E.ON erhält erste Warnmeldungen zu möglichen Leitungsüberlastungen
• 4. November 2006, 21:42 Uhr: E.ON erteilt die sogenannte Verfügungserlaubnis (finale Freigabe) an die Meyer Werft
• 4. November 2006, ab 22:00 Uhr: der tägliche Wechsel von Handelsabsprachen zu 22:00 Uhr erhöht die Lastflüsse ab ca. 22:05
• 4. November 2006, ab 22:07 Uhr: Überschreitung des durch RWE gesetzten Sicherheitsgrenzwerts für die Leitung Landesbergen-Wehrendorf
• 4. November 2006, ab 22:10:11 Uhr: E.ON legt eine Kupplung im Umspannwerk Landesbergen ein. Ziel ist eine Reduzierung des Lastflusses auf der kritischen Leitung. Das Gegenteil tritt ein, der Lastfluss erhöht sich.
• 4. November 2006, ab 22:10:13 Uhr: Die Leitung Landesbergen-Wehrendorf schaltet sich ab.
• 4. November 2006, ab 22:10:15 Uhr: verschiedene andere Leitungen werden überlastet und schalten sich ab. Der UCTE-Netzverbund wird in der Folge in drei Gebiete getrennt.

Angaben gemäß Untersuchungsbericht der Bundesnetzagentur^[3].

Siehe auch

• Liste historischer Stromausfälle

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} UCTE (2007): Final Report - System Disturbance on 4 November 2006 (PDF)
2. ↑ § 13(1) German Energy Industry Act vom 13. Juli 2005
3. ↑ http://www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Downloads/DE/BNetzA/Sachgebiete/Energie/Sonderthemen/Stromausfall4Nov06/BerichtId9007pdf.pdf?__blob=publicationFile