Fast eine Million Haushalte und Unternehmen saßen am Nachmittag des 9. August in großen Teilen Großbritanniens plötzlich im Dunkeln. Das Land erlebte einen Stromausfall bisher unbekannten Ausmaßes und kam dennoch glimpflich davon. Der Netzbetreiber National Grid gab mittlerweile bekannt, dass zwei ausgefallene Kraftwerke den Stromausfall verursacht haben.
Ein Totalausfall mit noch massiveren Folgen verhinderten Batteriespeicher, die unter anderem von RES im Auftrag von National Grid gebaut wurden, hieß es am Freitag von dem Unternehmen. Innerhalb von Sekunden hätten die Speichersysteme mit einer Gesamtleistung von 80 Megawatt, Strom ins Netz eingespeist und so einen Abfall der Übertragungsfrequenz verhindert.
RES liefert ein Sekundenprotokoll des Stromausfalls. So sei 15:52 Uhr das Gaskraftwerk „Little Barford“ mit 660 Megawatt Leistung wegen eines Blitzschlags ausgefallen. Die Netzfrequenz brach um mehrere Milli-Hertz ein. Die Energiespeicher stabilisierten die Netzfrequenz durch ihre Einspeisung innerhalb von 25 Sekunden wieder. Dazu hätten auch noch weitere „Primärressourcen“ beigetragen, heißt es weiter. Nur 45 Sekunden nach dem Ausfall des Gaskraftwerks sei der Offshore-Windpark „Hornsea 1“ in der Nordsee aufgefall. Der Verlust der 1450 Megawatt Leistung hätten erneut zu einem Abfall der Frequenz geführt.
Grafik: RES
Als Konsequenz seien kurz danach die Verbindungen zu Teilen des Verteilnetzes automatisch getrennt worden. Bis zu fünf Prozent der Stromversorgung in England und Wales seien abgeschaltet worden. Zwei Minuten nach dem Ausfall des Gaskraftwerkes habe sich die Frequenz wieder in den vorgeschriebenen Regionen eingependelt. Danach habe es jedoch ein Überschreiten der 50 Hertz gegeben, weshalb die Batteriespeicher erneut einspringen und diesmal überschüssige Energie aus dem Netz laden mussten.
Die Situation habe alle Bedingungen, mit denen RES die Batteriesteuerung „Resolve“ erprobt hat, übertroffen. Dennoch sei es in der Praxis gelungen, die Batteriespeicher schnell in Betrieb zu nehmen und das Netz zu unterstützen. „Batteriespeicher haben während dieses Vorfalls ihren Wert für das System bewiesen“, erklärte Matthias Leuthold, Abteilungsleiter für Energiespeicher der RES Deutschland GmbH. Sie machten das System robuster gegen Störungen.
RES betreibt einen vergleichbaren Speicher in Bordesholm. Der 10-Megawatt-Speicher erbringt seit Mai Primärregelleistung. Aufgrund ihrer kurzen Reaktionszeit gelten Batteriespeicher als besonders geeignet, das Stromnetz stabil zu halten. Sie können schneller als konventionellen Erzeugungsanlagen auf eine Änderung der Netzfrequenz reagieren, was im Zuge des weiteren Ausbaus von Photovoltaik und Windkraft immer mehr an Bedeutung gewinnen wird.
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Ein bißl einseitig klingt das aber schon. 80MW können ja nicht den Ausfall von mehr als 2GW kompensieren. Diese Art unvollständiger Information, wie lange der Stromausfall insgesamt dauerte, und wie die ausgefallenen Kraftwerke letztlich kompensiert wurden, hat etwas manipulatives. Interessant wäre es zu erfahren, ob es ein funktionierendes Modell für das Netz wäre, dass man mehr Batteriespeicher für solche Fälle vorhält, so dass es nicht zum Stromausfall für die Verbraucher kommt, oder ob ein solch massiver Ausfall von Erzeugungsleistung so selten eintritt, dass sich das nicht lohnt. Auch der Grund für den Ausfall des Windparks hätte mich interessiert. Das sollte ja eigentlich nicht sein. Da scheint die Einspeisestation zu wenig redundant ausgelegt zu sein.
Das stimmt einseitig isses aber trotzdem nicht falsch. Das System in dem diese Speicher regeln nennt sich EFR (Enhenched frequency Response) es über wacht die frequenz und kann die Speicher bei Abweichungen in weniger als 1s mit voller Leistung einspeisen lassen. Die 80MW ist glaube ich auch nur der Anteil den RES mit ihren Speichern dazu beitragen, insg. sind es lt. NGrid momentan ca. 200MW. Dadurch, dass die Speicher fast momentan einspeisen können sie in einem solchen Fehlerfall die andere erzeuger wie sysnchrongeneratoren entlasten. Wenn ein Fehler wie ein Erd oder Kurzschluss lässt einen sehr hohen Strom (und damit auch Leistung) fließen, kann aber schnell dekdektiert und durch abschalten der Fehlerstelle behoben werden. Der Wegfall eines großen erzeugers kann zwar auch dekdektiert werden, allerdings ist das beheben wesentlich aufwendiger. Die entstehende leistungsdiskrepanz muss durch die anderen Generatoren ausgeglichen werden, die hinter den Generatoren liegenden Turbinen können allerdings nicht so schnell hochregeln, deshalb muss ein anderer intrinsicher Speicher bedient werden: die Trägheit der Wellen (sog. Momentan Reserve) diese werden dadurch langsamer und da sie synchron ins Netz gekoppelt sind sehen wir einen Abfall der frequenz. Wenn wir jetzt also mit den Speichern mit einem Wert von 1/5 des Fehlers einspeisen müssen die Generatoren weniger momentanreserve verbrauchen und bremsen langsamer, gleichzeitig muss die turbinenregelung weniger Leistung (Drehmoment) ausgleichen und regelt schneller hoch. Das sorgt dann dafür das sich die frequenz stabilisiert. – Entsprechende simulationen wurden sowohl in dt. als auch in GB angestellt, aus deren Resultaten hat man erst entschlossen entsprechende Speicher zu installieren. Den entsprechenden Bericht zum Fehlerhergang gibt es übrigens auf der Seite von NGrid 😉 da steht auch drin warum der windpark abgeschaltet hat. Der Vorfall ist für dt. Besonders interessant das das inselnetz nur schwach ans Verbundsnetz gekoppelt und dadurch sehr flexibel ist. So ist es für dt. wie ein versuchs Experiment wie man eine höhere Durchdringung mit regenerative bewältigen kann. Sry für die Rechtschreibung ist vom Handy aus geschrieben.
Hier eine ausführliche Analyse des Vorfalls: https://www.saurugg.net/2019/blog/stromversorgung/grossstoerung-im-uk-netz-am-09-august-2019
Insgesamt waren 472 MW Batteriespeicher involviert, welche sicher den Totalabsturz verhindert haben. Aber nicht alleine! Denn 50% der Leistung kamen von rotierenden Massen. Die Batteriesysteme haben sicher einen sehr wichtigen Beitrag geleistet, aber nicht alleine.
Wir brauchen aber definitiv viel mehr Speicher bzw. Energiebevorratung in einem Energiezellensystem, um die Systemstabilität wieder herzustellen. Der jetzige Weg führt direkt in den Crash :-(.