Netzfrequenz
Die Frequenz, mit der der Wechselstrom in einem Stromnetz die Richtung wechselt (50 oder 60 Hz). Sie zeigt das momentane Gleichgewicht von Erzeugung und Verbrauch an.
Die Netzfrequenz ist die Zahl der Wechselstromperioden pro Sekunde in einem synchronen Stromnetz. Kontinentaleuropa, der größte Teil Asiens, Afrika und Australien arbeiten mit 50 Hz; Nordamerika, Teile Südamerikas, Saudi-Arabien, Taiwan und Westjapan mit 60 Hz. Japan ist geteilt: Der Osten (Tokio) läuft mit 50 Hz, der Westen (Osaka) mit 60 Hz, verbunden über Frequenzumrichter.
Die Frequenz zeigt in Echtzeit, ob das Netz im Gleichgewicht ist. Übersteigt die Erzeugung den Verbrauch, beschleunigen die rotierenden Maschinen und die Frequenz steigt; überwiegt der Verbrauch, sinkt sie. Wie schnell das geht, hängt von der Trägheit des Systems ab:
Dabei ist ΔP das Leistungsungleichgewicht, f₀ die Nennfrequenz, H die Trägheitskonstante in Sekunden und S die Nennleistung der Synchronmaschinen.
In Kontinentaleuropa (ENTSO-E) bewegt sich die Frequenz im Normalbetrieb innerhalb von ±50 mHz um 50 Hz. Die Primärregelreserve (rund 3.000 MW) ist bei ±200 mHz voll aktiviert, ab 49,0 Hz beginnt der automatische Lastabwurf. In Nordamerika legen NERC-Standards die Pflichten zur Frequenzhaltung je Verbundnetz fest. Große Abweichungen lösen Schutzeinrichtungen aus und können sich zu Blackouts aufschaukeln, wie beim Stromausfall auf der Iberischen Halbinsel im April 2025 und beim Ereignis in Großbritannien im August 2019, als die Frequenz auf 48,8 Hz fiel.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- Trägheit (Momentanreserve)
Die in synchron rotierenden Generatoren und Motoren gespeicherte Bewegungsenergie, die plötzlichen Änderungen der Netzfrequenz entgegenwirkt.
- Frequenzhaltung (Regelreserve)
Automatische Anpassung von Erzeugung oder Last, die eine Frequenzabweichung nach einem plötzlichen Ungleichgewicht im Netz abfängt und korrigiert.
- Systemdienstleistungen
Leistungen über die reine Energielieferung hinaus, die Netzbetreiber einkaufen, um das Netz stabil und sicher zu halten, etwa Regelreserve, Spannungshaltung und Schwarzstart.
- Netzbildender Wechselrichter
Wechselrichter, der Spannung und Frequenz selbst vorgibt. Er verhält sich wie eine Spannungsquelle, kann schwache Netze stabilisieren und synthetische Trägheit bereitstellen.
- Schwarzstart
Wiederaufbau eines Stromnetzes nach einem vollständigen oder teilweisen Blackout mit Anlagen, die ohne Strom aus dem Netz anfahren können.
- Blindleistung
Der Teil der Wechselstromleistung, der zwischen Quelle und Last hin- und herpendelt, ohne netto Arbeit zu verrichten; nötig für magnetische und elektrische Felder und zur Spannungshaltung.