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Netzfre­quenz

Lesezeit: 3 Minuten
Netzfrequenz Wissensbeitrag Teaserbild

Was ist die Netzfre­quenz?

In einem Strom­netz ist mit der Netzfre­quenz die Frequenz der elektri­schen Energie­er­zeu­gung durch Wechsel­strom bzw. Wechsel­span­nung gemeint. Die Netzfre­quenz wird in Hertz (Hz) gemessen. In Deutsch­land und auch in Europa beträgt die Netzfre­quenz ca. 50 Hz und ist stabil, mit Ausnahme von kurzfris­tigen regel­tech­ni­schen Abwei­chungen.

Was ist die aktuelle Netzfre­quenz in Deutsch­land und Europa?

In Deutsch­land und Europa beträgt die Netzfre­quenz flächen­de­ckend 50 Hz. Früher jedoch waren verschie­dene “Frequenzen” — oder besser gesagt “Wechsel­zahlen pro Sekunde” — normal. Dank dem Physiker Heinrich Hertz wurde “Hz” als Einheits­größe für die Frequenz einge­führt und somit verein­heit­licht. In den USA ist die Netzfre­quenz 60 Hz und in Japan gibt es sowohl 50 als auch 60 Hz als Netzfre­quenzen, die neben­ein­ander bestehen.

Die Netzfre­quenz kann man aus jeder herkömm­li­chen Steck­dose auslesen lassen. Oder man kann auf dieser Website die aktuelle Netzfre­quenz einsehen.

Was passiert, wenn die Netzfre­quenz zu niedrig oder zu hoch ist?

Damit die Netzfre­quenz stabil gehalten werden kann, braucht es Regel­en­ergie. Fällt die Frequenz unter die 50 Hz, sind zusätz­liche Einspei­sungen oder Lastab­wurf (die Reduzie­rung von Verbrauch) von Nöten, was positive Regel­en­ergie genannt wird. Ist die Netzfre­quenz zu hoch, muss die Einspei­sung gesenkt werden, was auch als negative Regel­en­ergie bezeichnet wird. In Deutsch­land sind die Übertra­gungs­netz­be­treiber für die Netzre­ge­lung und die damit einher­ge­hende Beschaf­fung der Regel­en­ergie zuständig.

Welche Maßnahmen bei einer zu niedrigen Netzfre­quenz?

Sinkt die Netzfre­quenz auf 49,8 Hz, werden Leistungs­re­serven aus allen Kraft­werken im Verbund­netz einge­setzt. Fällt die Netzfre­quenz weiterhin unter 49 Hz, kommt es zum sogenannten Lastab­wurf. Hierbei werden ausge­wählte Bereiche vom Strom­netz getrennt, damit es zu einer Reduzie­rung des Strom­ver­brauchs kommt. Ab einer Frequenz von 47,5 Hz werden alle Kraft­werke vom Strom­netz getrennt und die Strom­ver­sor­gung im Anschluss wieder neu aufge­baut.

Welche Maßnahmen bei einer zu hohen Netzfre­quenz?

Steigt die Netzfre­quenz über 50 Hz, reduzieren die Kraft­werke ihre Einspei­se­leis­tung. Bei älteren Kohle- und Kernkraft­werken dauert das länger. Schneller anpassen können sich beispiels­weise Erneu­er­bare-Energien-Anlagen, wie Windkraft- oder Photo­vol­ta­ik­an­lagen (PV). Ab einer Netzfre­quenz von 50,02 Hz reduziert ein Großteil der PV-Anlagen ihre Wirkleis­tung linear und erst ab einer Überfre­quenz von 51,5 Hz erfolgt eine komplette Trennung der Anlagen vom Netz.

Totales Blackout in Großbri­tan­nien – die Folgen einer Unter­fre­quenz

Am 09. August 2019 gab es in London und weiteren Teilen Großbri­tan­niens einen großflä­chigen Strom­aus­fall, der Flughäfen, Züge, viele Haushalte und ein Kranken­haus still­ge­legt hatte. Ursache für das Blackout waren laut des Netzbe­trei­bers National Grid zwei Strom­ge­ne­ra­toren, welche nachein­ander ausge­fallen waren. Der Ausfall dieser Genera­toren hatte eine Senkung der Netzfre­quenz zur Folge. Diese fiel unter 48,9 Hz – die Frequenz­ab­wei­chung war demnach zu groß und es wurde ein sofor­tiger Lastab­wurf aktiviert. Diese Abschal­tung führte nach wenigen Minuten wieder zu dem Soll-Netzfre­quenz­wert von 50 Hz. Es brauchte dennoch etwas, bis sich die Strom­ver­sor­gung auf der Insel wieder einge­pe­gelt hatte.
Netzfrequenz Verlauf am 09.August 2019 in Großbritannien

Wie wird die Netzfre­quenz beein­flusst?

Inner­halb des europäi­schen Verbund­sys­tems ist geregelt, welche Maßnahmen getroffen werden müssen, wenn die Netzfre­quenz von 50 Hz nach oben oder unten abweicht. Die Primär­re­ge­lung wird aktiviert, sobald es zu einer Abwei­chung von mindes­tens 0,02 Hz kommt. So ändern beispiels­weise Genera­toren ihre Leistungs­er­brin­gung durch Anpas­sung der Drehzahl, um die Frequenz­ab­wei­chung zu kompen­sieren.

Inner­halb von 30 Sekunden wird die Primär­re­ge­lung durch eine Aktivie­rung der Sekun­där­reg­lung abgelöst. Hierfür werden insbe­son­dere schnell anlau­fende Kraft­werke zum Einsatz gebracht, welche vollau­to­ma­tisch gestartet werden. Nach 15 Minuten wird die Sekun­där­reg­lung durch manuelle Zuschal­tung der “Minuten­re­serve” abgelöst. Oberstes Ziel dieser Maßnahmen ist es, die Netzfre­quenz wieder auf den Sollwert von 50 Hz zurück­zu­führen.

Was kann ein Krimi­no­loge anhand der Netzfre­quenz ablesen?

Wir wissen bereits, dass es im Strom­netz zu Frequenz­ab­wei­chungen kommen kann. Diese Frequenz­ab­wei­chungen zeigen in Audio- oder Video­auf­nahmen ein einzig­ar­tiges Muster auf. Krimi­no­logen können von diesen Frequenz­ab­wei­chungen profi­tieren. Anhand der Muster und mit Filtern ermit­teln Krimi­no­logen den Aufnah­me­zeit­punkt der Video- oder Audio­datei, falls dieser bei Ermitt­lungen brauchbar ist.

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Nareh Khoorshidian

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