Die Frequenzregelung des Stromnetzes ist für die Aufrechterhaltung der Stabilität und Zuverlässigkeit der Stromnetze von wesentlicher Bedeutung, wobei die Erzeugung und die Last so eingestellt werden müssen, dass die Netzfrequenz nahe am Nennwert liegt, typischerweise 50 Hz oder 60 Hz. In diesem Artikel werden die wichtigsten Berechnungen und Strategien für die Frequenzregelung erörtert.

Frequenzberechnung

Die Netzfrequenz wird durch das Gleichgewicht zwischen Stromerzeugung und Last bestimmt. Wenn die Erzeugung die Last übersteigt, steigt die Frequenz; wenn die Last die Erzeugung übersteigt, nimmt sie ab. Die primäre Berechnung bezieht sich auf die Trägheit des Systems und das Leistungsungleichgewicht.

Die Grundfrequenzabweichung kann mit der Schwingungsgleichung geschätzt werden:

[ Delta f = frac{Delta P}{2 H f 0}]

Dabei ist (Delta P) das Leistungsungleichgewicht, (H) die Systemträgheitskonstante und (f 0) die Nennfrequenz.

Kontrollstrategien

Frequenzregelungsstrategien sind so konzipiert, dass die Systemfrequenz nach Störungen wiederhergestellt wird, und umfassen primäre, sekundäre und tertiäre Steuerungsniveaus.

Die Primärregelung reagiert sofort auf Frequenzabweichungen durch Reglerwirkung auf Generatoren, stabilisiert die Frequenz, stellt sie jedoch nicht auf den Nennwert zurück.

Die Sekundärsteuerung, die oft durch die automatische Erzeugungssteuerung (AGC) realisiert wird, passt die Generatorausgänge so an, dass die Frequenz wieder auf ihren Sollwert gebracht wird.

Zusätzliche tertiäre Steuerung beinhaltet manuelle Anpassungen und wirtschaftlichen Versand, um den Systembetrieb nach der Verwaltung von Störungen zu optimieren.

Schlüsselstrategien für die Kontrolle

  • Droop Control: Stellt die Generatorleistung proportional zu Frequenzabweichungen ein.
  • AGC: Koordiniert mehrere Generatoren, um Frequenz- und Bandage-Line-Stromflüsse aufrechtzuerhalten.
  • Load Shedding: Reduziert die Belastung bei starken Frequenzeinbrüchen, um einen Systemzusammenbruch zu verhindern.
  • Energiespeicher: Verwendet Batterien oder andere Speicher, um Frequenzschwankungen zu stabilisieren.