Stromnetzreihe in Serbien und im Kosovo verzögert europäische Uhren. Warum?

Laut diesem Artikel (und viel mehr, die heute zum selben Thema veröffentlicht wurden) hat sich die Nettoproduktionsbilanz des Kosovo in den letzten Wochen verringert.
Dies hat zu einer geringen Abweichung der Frequenz des europäischen Netzwerks geführt (von 50 Hz auf 49,996 Hz). Diese Frequenzabweichung führte wiederum dazu, dass einige elektrische Uhren (wie die in Öfen) nicht synchron waren (bis zu 6 Minuten seit Januar).

• Wie kann zu einer Abnahme der Frequenz auf dem Gitter eine Abnahme der Stromproduktion führen auf lange Sicht ? Ist die Frequenz nicht ein Parameter, der am Ende des Tages vom Kraftwerk gesteuert wird?
• Wenn der Stromausfall in einigen Ländern zu einer Frequenzabweichung führt, sollten wir dann nicht auch andere Auswirkungen wie einen Abfall der Ausgangsspannung beobachten? Bedeutet das, dass wir auch hier in Europa seit Wochen einen Spannungsabfall erleben?
• Warum verwenden einige elektrische Geräte anstelle einer Quarzkristalltechnologie die Netzwerkfrequenz direkt, um ihre Uhren zu synchronisieren? Dies bedeutet, dass derselbe Ofen zwei verschiedene Firmwares für Länder mit unterschiedlichen Frequenzen des Stromnetzes benötigt, während mit einem Kristall (der ohnehin benötigt werden sollte, um alle eingebetteten Schaltkreise zu betreiben) dasselbe Gerät überall unverändert funktionieren würde.

Wie kann eine Abnahme der Stromerzeugung langfristig zu einer Abnahme der Netzfrequenz führen? Ist die Frequenz nicht ein Parameter, der am Ende des Tages vom Kraftwerk gesteuert wird?

Beantwortet vor: Warum müssen Generatoren langsamer drehen, wenn die Nachfrage über dem Angebot liegt?

Wenn der Stromausfall in einigen Ländern zu einer Frequenzabweichung führt, sollten wir dann nicht auch andere Auswirkungen wie einen Abfall der Ausgangsspannung beobachten? Das heißt, wir erleben auch hier in Europa seit Wochen einen Spannungsabfall?

Frequenzreduzierung ist in erster Linie das Mittel zur Regelung, nicht die Spannung. Aber ja, Sie werden eine gewisse Variation der Amplitude (Hüllkurve) feststellen.

Warum verwenden einige elektrische Geräte anstelle einer Quarzkristalltechnologie die Netzwerkfrequenz direkt, um ihre Uhren zu synchronisieren? Dies bedeutet, dass derselbe Ofen 2 verschiedene Firmwares für Länder mit unterschiedlichen Frequenzen des Stromnetzes benötigt, während mit einem Kristall (der ohnehin benötigt werden sollte, um alle eingebetteten Schaltkreise zu betreiben) dasselbe Gerät überall unverändert funktionieren würde.

Kommen wir nun zu der relevanten Frage:

Nein, diese werden keine Firmwares haben, wie Sie denken. Außerdem kann in Ländern mit unterschiedlichen Netzfrequenzen nicht zu 100% derselbe Ofen verkauft werden, da in 60-Hz-Ländern häufig unterschiedliche Netzspannungen verwendet werden.

Diese Taktgeberschaltungen sehen eher aus wie Nulldurchgangsdetektoren (d. H. Ein sehr minimaler Komparator mit einer Kappe an einem Eingang, der direkt von der Stromleitung gespeist wird, höchstwahrscheinlich über einen resistiven Spannungsteiler) und Zähler, die einen sehr minimalistischen dedizierten Takt speisen IC. Wir sprechen hier von Low-Tech. Millionenfach produzierte Produkte, bei denen die Verwendung eines jahrzehntealten ASIC billiger ist als die Verwendung eines Quarz-Mikrocontrollers.

Beachten Sie auch, dass es mit einem Minimum an zusätzlicher Komplexität (einem RC-Filter) relativ einfach ist, herauszufinden, ob Sie mit nominal 50 Hz oder 60 Hz arbeiten, sodass nicht einmal Ihre "Anforderungen für verschiedene Netze unterschiedlich sein müssen". Argument funktioniert!

Aus dem Artikel von Reuter, auf den verwiesen wird:

SARAJEVO, 7. März (Reuters). Die europäische Stromnetz-Lobby ENTSO-E forderte Serbien und das Kosovo dringend auf, einen Streit über ihr Stromnetz beizulegen, der das gesamte europäische Netz in Mitleidenschaft gezogen hat und dazu geführt hat, dass einige Digitaluhren auf dem Kontinent Zeit verlieren.

Abbildung 1. Das ENTSO-E System Operations Committee besteht aus 5 ständigen regionalen Gruppen, die auf den Synchrongebieten basieren (Kontinentaleuropa, Nordische Länder, Baltische Länder, Großbritannien und Irland-Nordirland) sowie aus 2 freiwilligen regionalen Gruppen (Nordeuropa und isolierte Systeme). . Quelle: ENTSO-E .

Das europäische Stromnetz teilt die Macht über Grenzen hinweg. Wechselstromnetze müssen zu 100% synchron gehalten werden, wenn Wechselstromverbindungen verwendet werden. Großbritannien und Irland sind zum Beispiel über Gleichstromverbindungsleitungen an das europäische Netz angeschlossen, sodass jedes nationale Netz asynchron mit dem übrigen Europa betrieben werden kann, während die Stromversorgung gemeinsam genutzt wird.

Das von Serbien und seiner ehemaligen Provinz Kosovo gemeinsam genutzte Stromnetz ist an das synchronisierte Hochspannungsnetz Europas angeschlossen.

Wie oben erklärt.

ENTSO-E, das die europäischen Stromübertragungsnetzbetreiber vertritt, sagte, das kontinentale Netz habe seit Mitte Januar 113 Gigawattstunden (GWh) Energie verloren, weil das Kosovo mehr Strom verbraucht als es erzeugt. Serbien, das für den Netzausgleich im Kosovo zuständig ist, habe dies nicht getan, sagte ENTSO-E.

Die Energie ist nicht verloren gegangen. Es wurde nie produziert.

Laut NetzFrequenzMessung.de (Sie möchten vielleicht übersetzen) beträgt das Defizit von 113 GWh bei einer Gesamtleistung von 60 GW durchgehend etwa 80 MW. Das sind 0,13%. Die beängstigende Sache ist, dass wir tatsächlich das Maximum erreicht haben und keine zusätzlichen 0,13% finden können!

Der Energieverlust habe dazu geführt, dass elektrische Uhren, die von der Frequenz des Stromnetzes und nicht von einem Quarz gesteuert werden, fast sechs Minuten hinterherhinken, so ENTSO-E.

"Gelenkt" ist wahrscheinlich eine Fehlübersetzung. "Geregelt" wäre besser.

Viele Digitaluhren, wie beispielsweise Wecker, Öfen oder Mikrowellen, verwenden die Frequenz des Stromnetzes, um die Zeit zu halten. Das Problem tritt auf, wenn die Frequenz über einen längeren Zeitraum abfällt.

Abbildung 2. Eine elektromechanische Zeitschaltuhr des bei Versorgungsunternehmen beliebten Stils.

Analoge, motorisierte Uhren auch. Die Tag- / Nachtuhr meines Stromzählers ist> 40 Jahre alt und verfügt über eine netzbetriebene Uhr mit einer sich selbst zurückziehenden Uhrwerk-USV, um sie bei Stromausfällen in Ordnung zu halten!

Laut ENTSO-E war die Frequenz des europäischen Netzes seit Mitte Januar von ihrem Standard von 50 Hertz (Hz) auf 49,996 Hz abgewichen, was 113 Gigawattstunden (GWh) Energieverlust zur Folge hatte, obwohl es den Anschein hatte, dass sie zurückkehrte am Dienstag wieder normal.

Die Häufigkeit wird monatelang nicht auf drei Dezimalstellen konstant gehalten. Das könnte eine durchschnittliche Zahl sein. Hier sind die Daten für die letzten fünf Minuten:

Abbildung 3. Beachten Sie, dass die Frequenzabweichung über einen längeren Zeitraum viel größer ist. Quelle: MainsFrequency.com .

Abbildung 4. Die Abweichung der Netzwerkzeit ist in drei Wochen von -100 s auf -350 s gestiegen. Quelle: MainsFrequency.com .

Abbildung 5. [WOW!] Bei unserem vorherigen Messvorgang (Juli 2011 bis 2017) traten Abweichungen der Netzwerkzeit von ± 160 Sekunden auf (Juni 2013). Seit dem 3. Januar 2018 nimmt die Abweichung der Netzwerkzeit jedoch kontinuierlich ab. Durch Ändern des Sollwerts für die Sekundärregelleistung am 15. Januar von 50.000 Hz auf 50.010 Hz konnte die Netzzeit noch nicht reduziert werden. Quelle: MainsFrequency.com .

Die sekundäre Steuerspannung wird aktiviert, wenn das System länger als 30 Sekunden in Mitleidenschaft gezogen wird oder wenn davon ausgegangen wird, dass das System länger als 30 Sekunden in Mitleidenschaft gezogen wird. Zuvor werden Abweichungen im System nur durch die Primärsteuerung abgedeckt. Quelle: APG.at .

"Die Abweichung hat gestern aufgehört, nachdem das Kosovo einige Schritte unternommen hat, aber es wird einige Zeit dauern, bis sich das System wieder normalisiert", sagte ENTSO-E-Sprecherin Susanne Nies gegenüber Reuters. Sie sagte, das Risiko könne bestehen bleiben, wenn es keine politische Lösung für das Problem gebe.

Wenn sie anfangen, Strom zu erzeugen und in das Netz einzuspeisen, wird es schneller.

Der politische Streit dreht sich hauptsächlich um Regulierungsfragen und eine Auseinandersetzung zwischen Serbien und dem Kosovo über den Netzbetrieb. Erschwerend kommt hinzu, dass Belgrad das Kosovo noch immer nicht anerkennt.

"Wir werden versuchen, die technischen Probleme bis Ende dieser Woche zu beheben, aber die Frage, wer diesen Verlust kompensieren wird, muss noch beantwortet werden", sagte Nies.

Das ergibt für mich keinen Sinn. Der Energiefluss wird entsprechend gemessen und abgerechnet. Jedes Land zahlt für ihre Importe.

ENTSO-E forderte die europäischen Regierungen und politischen Entscheidungsträger auf, rasch zu handeln und Druck auf das Kosovo und Serbien auszuüben, um das Problem zu lösen, was auch die Integration des von der Europäischen Union geforderten westlichen Balkan-Energiemarkts behindert.

"Diese Maßnahmen müssen sich mit der politischen Seite dieses Themas befassen", heißt es in einer Erklärung von ENTSO-E. Die Netzbetreiber in Serbien und im Kosovo standen für eine Stellungnahme nicht sofort zur Verfügung.

Der Kosovo hat sich 2008 von Serbien getrennt. Beide Staaten wollen der Europäischen Union beitreten, aber Brüssel sagt, sie müssen die Beziehungen normalisieren, um engere Beziehungen zum Block aufzubauen.

Serbien und das Kosovo haben im Jahr 2015 ein Abkommen über den Betrieb ihres Stromnetzes unterzeichnet. Es wurde jedoch noch nicht umgesetzt, da sie sich angesichts der widersprüchlichen Behauptungen über das Eigentum am Stromnetz, das beide zu Jugoslawien gehörten, nicht auf die Stromverteilung im Kosovo einigen können. (Schreiben von Maja Zuvela; Schnitt von Susan Fenton)

Ich denke, keiner der oben genannten sind Elektrotechniker.

Beantwortung der Fragen:

1. Wie kann eine Abnahme der Stromerzeugung langfristig zu einer Abnahme der Netzfrequenz führen? Ist die Frequenz nicht ein Parameter, der am Ende des Tages vom Kraftwerk gesteuert wird?

Wenn sich die Nachfrage der Spitzenkapazität nähert, müssen wir entweder die Spannung oder die Frequenz sinken lassen, um zu vermeiden, dass Kunden getrennt werden. Ein Spannungsabfall führt bei bestimmten Lasten zu Problemen und ist zu vermeiden.

Der Artikel von Reuter kann nicht erklären, warum die durchschnittliche Systemfrequenz so lange niedrig war. Es kann nur sein, dass es nicht lange genug über 50 Hz laufen konnte, um aufzuholen. Off-Peak scheint die Zeit dafür zu sein, aber es wird eine Obergrenze für die Frequenzabweichung geben - etwa 50,5 Hz (aber ich habe keine bestimmte Zahl).

2. Wenn der Stromausfall in einigen Ländern zu einer Frequenzabweichung führt, sollten wir dann nicht auch andere Auswirkungen wie einen Abfall der Ausgangsspannung beobachten? Das heißt, wir erleben auch hier in Europa seit Wochen einen Spannungsabfall?

Nein, wir reduzieren die Frequenz, um einen Spannungsabfall zu vermeiden.

3. Warum verwenden einige elektrische Geräte anstelle einer Quarzkristalltechnologie die Netzwerkfrequenz direkt, um ihre Uhren zu synchronisieren?

Sie synchronisieren die Uhren nicht im Sinne einer Anpassung oder Korrektur der Uhrzeit. Sie halten die Synchronisation aufrecht, indem sie die Durchschnittsfrequenz auf genau 50 Hz halten. Ein Grund dafür sind die millionenfach im Einsatz befindlichen elektromechanischen Uhren. Diese sind fantastisch zuverlässig, benötigen keine Batterien und erledigen die Arbeit. Warum sie ersetzen?

Dies bedeutet, dass derselbe Ofen 2 verschiedene Firmwares für Länder mit unterschiedlichen Frequenzen des Stromnetzes benötigt, während mit einem Kristall (der ohnehin benötigt werden sollte, um alle eingebetteten Schaltkreise zu betreiben) dasselbe Gerät überall unverändert funktionieren würde.

Kristalle driften ab und die weitere Komplikation der Echtzeituhr mit der Batterieunterstützung ist erforderlich. Elektrizitätswerke arbeiten in Zeiträumen von 20 bis 50 Jahren. Wie lange halten die Elektrolytkondensatoren in Ihrer Digitaluhr Ihrer Meinung nach?

Links:

• Karte des ENTSO-E-Übertragungssystems .
• ENTSO-E FAQ zu diesem Thema.

Andere interessante Teile:

Diese Rasterzeitabweichung wird ständig ausgeglichen. Wenn die Zeitabweichung mehr als 20 Sekunden beträgt, wird die Frequenz im Gitter korrigiert. Um die Zeitabweichung wieder auszugleichen, wird die sonst übliche Frequenz von 50 Hz (Europa) wie folgt geändert:

49,990 Hz, wenn die Gitterzeit vor der UTC-Zeit läuft

50.010 Hz, wenn die Gitterzeit hinter der UTC-Zeit zurückliegt

Quelle: SwissGrid .

Inzwischen am 08.03.2018:

NTSO-E hat nun gegenüber den serbischen und kosovarischen ÜNB bzw. EMS und KOSTT bestätigt, dass die Abweichungen, die die Durchschnittsfrequenz im Synchrongebiet Kontinentaleuropas beeinflussten, aufgehört haben.

Dies ist ein erster Schritt bei der Lösung des Problems. Der zweite Schritt ist nun die Entwicklung eines Plans zur Rückführung der fehlenden Energie in das System und zur Normalisierung der Situation.

Quelle: ENTSO-E .

Hmmm! Sie bezeichnen es als "fehlende Energie".

Wie kann eine Abnahme der Stromerzeugung langfristig zu einer Abnahme der Netzfrequenz führen? Ist die Frequenz nicht ein Parameter, der am Ende des Tages vom Kraftwerk gesteuert wird?

Sie können sich das Stromnetz als einen riesigen Mechanismus vorstellen. Asynchronmotoren sind wie Riemen, die etwas durchrutschen können. Synchronmotoren und Generatoren sind wie Zahnräder, die nicht durchrutschen können.

Kurzfristig wird die Frequenz verwendet, um den Stromfluss in das und aus dem Netz zu regulieren. Wenn das Netz überlastet ist, verlangsamt es sich und herkömmliche Generatoren erhöhen ihre Kompensationsleistung. Wenn das Netz unterlastet ist, erhöht sich die Geschwindigkeit geringfügig, und die Generatoren gehen aus.

Wenn die Netzfrequenz zu niedrig wird, fällt das Netz möglicherweise ab, um einen vollständigen Zusammenbruch zu verhindern.

Wenn die Netzfrequenz unter den Nennwert fällt, sollte die zentrale Steuerung einigen Kraftwerken befehlen, ihren Leistungssollwert zu erhöhen, damit das Netz wieder auf seine Nennfrequenz zurückkehrt. Diese Kraftwerke müssen bezahlt werden, um ihre Sollwerte zu erhöhen.

Es scheint, dass die politischen Fragen dahingehend geklärt sind, wer die Kraftwerke bezahlen sollte, um ihre Sollwerte zu erhöhen. Wenn niemand zahlt, bleibt die Netzfrequenz reduziert (und alle konventionellen Kraftwerke erzeugen am Ende etwas mehr, als sie vertraglich zu erzeugen hatten).

Um das "Warum nicht Quarz?" Frage:

Kristalle sind sogar für die kurzfristige Zeitmessung ziemlich schrecklich. Ein schöner Kristall auf Digi-Key hat normalerweise eine Genauigkeit von etwa 20 ppm.

Aber du wirst wahrscheinlich keinen schönen Kristall haben. Schöne Kristalle verkaufen keine Konsumgüter. Zum Beispiel ist der Kristall in meiner Armbanduhr ungefähr 66 ppm schnell:

Nach 12 Tagen ist die Uhr also um 1 Minute ausgeschaltet. Nach einem Monat sind es ca. 2,5 Minuten. 5-10 Minuten (2-4 Monate) reichen aus, um Probleme zu verursachen. Und das beinhaltet nicht die Temperaturdrift.

Die Frequenz der Stromleitung ist auf einer Zeitskala von Sekunden oder Minuten möglicherweise nicht genauer, aber die Anzahl der Zyklen pro Tag wird normalerweise gut gesteuert. Das ist der Grund, warum die europäischen Netzprobleme die Nachricht machten.

Warum verwenden einige elektrische Geräte anstelle einer Quarzkristalltechnologie die Netzwerkfrequenz direkt, um ihre Uhren zu synchronisieren? Dies bedeutet, dass derselbe Ofen zwei verschiedene Firmwares für Länder mit unterschiedlichen Frequenzen des Stromnetzes benötigt, während mit einem Kristall (der ohnehin benötigt werden sollte, um alle eingebetteten Schaltkreise zu betreiben) dasselbe Gerät überall unverändert funktionieren würde.

Weil es billiger und noch zuverlässiger (noch genauer?) Als Quarz ist. Und vor allem der gesamte europäische Kontinent hat das gleiche Stromnetz. So können Sie Ihren Backofen an diese Gesamtzahl von Kunden verkaufen. Für andere Länder würden die Hersteller sowieso andere Versionen herstellen. Es gibt nicht viele Artikel, die überall (in jedem Land) genau gleich verkauft werden.