Versorgungsqualität

Schwankung der Netzfrequenz über 48 Stunden in einigen europäischen und asiatischen Regelzonen

Unter Versorgungsqualität in elektrischen Versorgungsnetzen der Stromversorger werden folgende Kriterien zusammengefasst:

• Verfügbarkeit oder Versorgungszuverlässigkeit;
• Spannungsqualität, dazu gehört auch die Konstanz der Netzfrequenz.

Manchmal wird noch der Begriff der Servicequalität genannt, damit ist die Qualität der Beziehung zwischen Versorger und Kunde gemeint.

Oft wird auch im Deutschen der englische Begriff "Power quality" für die Versorgungsqualität verwendet.

Kriterien

Zuverlässigkeit

Die Zuverlässigkeit der Versorgung drückt sich in der Abwesenheit längerer Versorgungsunterbrechungen aus und ist auf bestimmten Anschlusspunkt bzw. eine Region des Versorgungsgebietes bezogen. Die Größe "Customer Minutes Lost" gibt die pro Jahr und Kunde ausgefallenen Minuten wieder; je kleiner dieser Wert desto höher die Verfügbarkeit. Die Stromversorgung in Deutschland steht hier im internationalen Vergleich sehr gut da.

Spannungsqualität

Die Spannungsqualität ist ebenfalls immer auf einen bestimmten Anschlusspunkt, wie beispielsweise einen Kundenanschluss, bezogen und teilt sich in verschiedene Kriterien auf, von denen das wichtigste Kriterium die momentane Höhe der effektiven Netzspannung in einem fixen Toleranzbereich um die Nennspannung ist. Weiters zählen zur Spannungsqualität ein nur minimaler Anteil von Flicker, Transienten und Oberschwingungen.

Stabilität der Netzfrequenz

Die Netzfrequenz ist in den üblichen überregionalen elektrischen synchronen Versorgungsnetzen ein im gesamten Verbundnetz einheitlicher Qualitätsfaktor welcher nicht auf einem bestimmten Punkt im Netz referenziert ist. Er ist ein Indikator für das Regelverhalten innerhalb des Verbundnetzes. Die Netzfrequenz drückt indirekt das Vermögen aus, Variationen zwischen Angebot und Nachfrage von elektrischer Energie auszugleichen. Insbesondere wird damit ausgedrückt wie gut Verbrauchsprognosen mit dem tatsächlichen Energiebedarf übereinstimmten, dies resultiert im Idealfall in einer minimalen Regelleistung.

Je größer ein Verbundnetz, zwecks kurzfristigen Ausgleich lokaler Überschüsse bzw. Nachfrage, und umso besser Kraftwerke geregelt werden können, desto stabiler kann die Netzfrequenz in einem Toleranzbereich gehalten werden. In nebenstehender Abbildung ist der Verlauf der Netzfrequenz und deren Abweichung über 48 Stunden für einigen Regelzonen, welche alle um den Nennwert von 50 Hz schwanken, dargestellt. Im West- und Zentraleuopäischen Verbundsystem (UTCE) treten dabei die geringsten Abweichungen auf. Allerdings sind in den letzten Jahren durch den börslichen, blockweisen Stromhandel häufig Frequenzabweichungen festzustellen, wenn zum Stundenwechsel Kraftwerke den neuen Leistungswert einstellen und nicht mehr im Lastfolgebetrieb die Erzeugerleistung der Regelzonenlast kontinuierlich anpassen^[1]. In der Regelzone NORDEL welche unter anderem Schweden umfasst, werden kurzfristige Lastschwankungen gut ausgeglichen, längerfristige Abweichungen über einige Stunden sind aber deutlich zu erkennen. Das Inselnetz im Vereinigtes Königreich, dies umfasst die ENTSO-E Regelzone Regional Group UK, weist unter anderem Aufgrund seiner Größenbeschränkungen gemeinsam mit den geringen Reserven betriebenen Netz in Singapur die deutlich stärksten Abweichungen auf.

Im Extremfall kann es durch Ausfälle oder Fehler zu einer Unterfrequenz kommen, welche oft mit dem Lastabwurf und weiträumigen Stromausfällen einher geht und damit die Zuverlässigkeit der Versorgung reduziert.

Literatur

• Adolf Schwab: Elektroenergiesysteme. Springer-Verlag, Berlin 2006, ISBN 978-3-540-29664-5.
• Math Bollen, Irene Yu-Hua Gu: Signal Processing Of Power Quality Disturbances. Wiley-Interscience, 2006, ISBN 978-0-471-73168-9.

Quellen

1. ↑ Tobias Weißbach und Ernst Welfonder: High Frequency Deviations within the European Power System, Origins and Proposals for Improvement, VGB PowerTech 06/2009, S. 26 - 34.