EU-Bürger haben vielleicht bemerkt, dass einige der Uhren in ihrem Haus nicht mehr mit anderen Uhren synchron laufen. Ursache dafür ist offenbar, dass die Energieversorger die Frequenz reduzieren mussten, mit der das Wechselspannungsnetz den Stromfluss wechselt. Ich verstehe, dass die Geschwindigkeit, mit der diese Uhren ticken, auf der Frequenz des Wechselstromnetzes basiert, also macht es bisher Sinn. Was ich nicht verstehe ist, dass die Stromversorger Berichten zufolge die Frequenz reduzieren mussten, weil ein regionaler Anbieter auf dem Balkan seinen gerechten Anteil an Strom nicht ins Netz eingespeist hat. Ich habe den Artikel der Schweizer Stromnetz-Website unter https://www.swissgrid.ch/swissgrid/en/home/experts/topics/frequency.html gelesen, in dem es heißt:
Wenn der Stromverbrauch geringer ist als die Produktion, ist die Frequenz höher; ist der Verbrauch höher als die Produktion, ist die Häufigkeit geringer. Der Grund dafür ist folgender: Die elektrischen Generatoren eines Stromnetzes drehen bei geringem Verbrauch leichter und schneller. Folglich rotieren sie mit einer höheren Frequenz. Umgekehrt drehen die elektrischen Generatoren bei größerem Verbrauch mühsamer und mit geringerer Frequenz.
Die Generatoren müssen also langsamer drehen, wenn die Nachfrage größer ist als das Angebot. Warum? Ich meine, ich verstehe nicht einmal, wie das Netz funktionsfähig bleibt, wenn die Nachfrage größer ist als das Angebot. Wenn die Nachfrage größer ist als das Angebot, wird normalerweise ein Teil der Nachfrage nicht erfüllt. Ich könnte missverstehen, wie das Stromnetz als Ganzes mit einer solchen Situation umgeht. Vor allem verstehe ich den Zusammenhang zwischen der Unterversorgung im Netz und der mechanischen Drehzahl der Generatoren nicht. Ich weiß im Grunde nichts über das Stromnetz, also hilft das auch nicht.
Die Generatoren müssen also langsamer drehen, wenn die Nachfrage größer ist als das Angebot. Warum?
Das ist nicht ganz richtig. Leistungsdrehmoment X Drehzahl. Um die Leistung zu erhöhen, ist es nicht erforderlich, die Geschwindigkeit zu erhöhen; Drehmoment erhöht werden kann. Das Drehmoment wird durch Erhöhen der Gaseinstellung erhöht. Alle Generationssysteme haben eine Art Drosselmechanismus. Der Betrieb der Drosselklappe erfolgt jedoch nicht augenblicklich. Das führt bei steigender Last (Bedarf) zu einer kurzzeitigen Reduzierung der Drehzahl. Wenn die verschiedenen an das Netz angeschlossenen Generatoren langsamer werden, werden ihre Drosseln automatisch angepasst, um die Geschwindigkeitsabnahme zu korrigieren. Die Stromnetze verfügen in der Regel über genügend Reservekapazitäten, um den erhöhten Bedarf zu bewältigen. Wenn die Reserve nicht ausreicht, kann der Spannungs- und Frequenzabfall länger anhalten.
Wenn der Bedarf sinkt, laufen die Generatoren für kurze Zeit schneller als normal. Das würde dazu führen, dass die Uhren so korrigiert werden, dass im Laufe von 24 Stunden nur wenige oder keine Nettofehler auftreten. Wenn die Netzkapazität jedoch nicht ausreicht, kommt es zu längeren Perioden mit reduzierter Spannung und Frequenz.
Die Generatoren müssen also langsamer drehen, wenn die Nachfrage größer ist als das Angebot. Warum?
Die mechanische Leistung in einem Generator ist Drehmoment x Drehzahl. Wenn die elektrische Ausgangsleistung also zu hoch ist, können Sie diese Ausgangsleistung reduzieren, indem Sie die Drehzahl verlangsamen.
Wenn die Nachfrage das Angebot übersteigt, verlangsamen sich die Generatoren und kommen schließlich innerhalb weniger Minuten zum Stillstand. Dies ist noch nicht geschehen, da Notfallverfahren vorhanden sind, um dies zu verhindern.
Normalerweise produziert jeder Kraftwerksbetreiber genau die Menge Strom, die seine Kunden bestellt haben. In diesem Fall entspricht die Nachfrage dem Angebot und das Netz arbeitet mit einer Nennfrequenz von 50 Hz.
Wenn jemand mehr Strom zieht, als er bestellt hat, beginnt ein Zyklus:
Während eines Zyklus pendelt das Netz zwischen 50 Hz und Normalleistung und 49,95 Hz und Notstrom. Die durchschnittliche Leistung entspricht immer dem Bedarf und die durchschnittliche Frequenz liegt etwas unter 50 Hz. Die eigentliche Mittelung erfolgt durch den Impuls der Generatoren.
Die Netzfrequenz schwankt je nach Bedarf leicht, sodass die Frequenz jederzeit innerhalb einer festgelegten Toleranz liegt.
Die kumulative Differenz wird mit dem Standardtakt verglichen und korrigiert, indem die erzeugte Leistung angepasst wird, um den elektrischen Takt (synchron) zu kompensieren.
Es sollte also keinen merklichen Zeitgewinn/-verlust auf dem Ziffernblatt geben, außer einem totalen Stromausfall.
Eine Frage, die angesprochen werden muss, lautet: „Warum erlauben die Stromversorger, dass der Verbrauch ihrer Kunden ihre Produktionskapazität übersteigt?“
Normalerweise haben Stromversorger Klagen mit anderen (in der Nähe befindlichen) Versorgern, um ihren überschüssigen Strom zu kaufen, wenn ein Teil ihrer eigenen Erzeugungskapazität offline ist. (aufgrund von Ausfall oder Wartung)
Ich empfehle, eine oder zwei batteriebetriebene Uhren für Ihren Wohnraum zu kaufen oder die Uhrzeit eines Mobiltelefons als Ihren Standard zu verwenden. (die von Mobilfunkmasten von GPS-Satelliten gesetzt werden)
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Makoto