Hintergründe zum Stromausfall vom

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1 Hintergründe zum Stromausfall vom Energie-Team-Infoveranstaltung am in Pforzheim Rolf Neumaier Leiter Netzbetrieb und Anlagenmanagement EnBW Transportnetze AG Energie braucht Impulse

2 Inhalt Verlauf der Verbundnetzstörung am Auswirkungen auf das UCTE-Netz sowie Maßnahmen in den einzelnen Ländern Verhalten der Winderzeugung Auswirkungen auf die EnBW-Regelzone und deren Beitrag zur Begrenzung der Netzstörung Ursachen der Verbundnetzstörung Weitere Erkenntnisse Fazit 2

3 Verlauf der Verbundnetzstörung am Geplante Abschaltung der beiden 380-kV-Stromkreise Conneforde Diele 1 und 2 im Gebiet von E.ON Netz am Samstag, den , gegen 21:40 Uhr. Grund: Überführung des Kreuzfahrtschiffs Norwegian Pearl von der Meyer-Werft in Papenburg zur Nordsee. Netzsituation zu diesem Zeitpunkt: Aus den nordosteuropäischen Netzen wurden ca MW nach D importiert; dadurch starke Vorbelastung des Netzes von Ost nach West Windeinspeisung in Deutschland lag mit knapp MW deutlich über dem Durchschnittswert (installierte Leistung derzeit ca MW). 3

4 Verlauf der Verbundnetzstörung am Ausgangspunkt der Störung (Randlage) 21:38 Wehrendorf 4

5 5 Verlauf der Verbundnetzstörung am Lastfluss auf den relevanten Stromkreisen 21:30:00 21:32:00 21:34:00 21:36:00 21:38:00 21:40:00 21:42:00 21:44:00 21:46:00 21:48:00 21:50:00 21:52:00 21:54:00 21:56:00 21:58:00 22:00:00 22:02:00 22:04:00 22:06:00 22:08:00 22:10:00 22:12:00 22:14:00 Time -1600, ,00 22: ,00 22: ,00-800,00-600,00-400,00 21:38-200,00 0,00 200,00 Conneforde Diele weiß Conneforde Diele rot Landesbergen Wehrendorf Spexard Flow [MW]

6 Conneforde - Diele 22:10:22 22:10:28 22:10:25 22:10:27 22:10:29 22:10:19 22:10:31 22:10:13 22:10:15 substation Borken busbars decoupled 6

7 Auswirkungen auf das UCTE-Netz Bildung von 3 Netzzonen (Subsystemen) Area mit Unterfrequenz Area mit Überfrequenz Area mit Überfrequenz EnBW N S SF Bildung von drei Netzzonen (Subsystemen) in Folge von überlastbedingten Leitungsauslösungen: 1000 EE LV RU Zone Nordost mit erhöhter Frequenz 50,6 Hz DK LT Zone Südost mit erhöhter Frequenz 50,2 Hz IRL GB NL B L Hz F PL D D CR SR EnBW A CH A H SLO HR I BIH YU RO BG BY UA MD Zone West mit auf 49,0 Hz abgesenkter Frequenz UCTE-Netz vor der Störung: gesamte Erzeugung ca MW davon ca MW P E AL Export von Nordosten nach Südwesten fast MW GR Zur UCTE gehören 23 Länder mit ca. 450 Mio. Einwohnern 7

8 8 Auswirkungen auf das UCTE-Netz Netzfrequenz in den drei Netzzonen (Subsystemen) 51,4 51, ,8 50,6 50,4 50, ,8 49,6 49,4 49, :09:30,0 22:10:00,0 22:10:30,0 22:11:00,0 22:11:30,0 22:12:00,0 22:12:30,0 22:13:00,0 22:13:30,0 22:14:00,0 22:14:30,0 22:15:00,0 22:15:30,0 22:16:00,0 22:16:30,0 22:17:00,0 22:17:30,0 22:18:00,0 22:18:30,0 22:19:00,0 22:19:30,0 22:20:00,0 Zone WEST Zone South East Zone North East

9 Auswirkungen auf das UCTE-Netz Erzeugungssituation in der südwestlichen Zone total : 8210 MW wind: * MW NL total: 310 MW wind: * MW total : 9104 MW wind: 7* MW total: 140 MW wind: 30 MW FR BE total : MW wind: 188 MW total: 2882 MW wind: 113 MW total : MW wind: 1660 MW RWE total: 700 MW TSO D wind: 700 MW total : 3490* MW wind: 0 * MW total:0 MW total : 5991 MW wind: 0 MW wind: 55 MW total: 224 MW wind: 0 MW CH total : 3796 MW wind: 0 MW total: 42 MW wind: MW EnBW TNS EON Netz total : 2542 MW wind: 38 MW GENERATION at 22:09 total: MW wind: 6476 MW GENERATION TRIPPED between 22:10 to 23:00 total: MW wind: 4142 MW AT total: 315 MW wind: 26 MW PT total : 5796 MW wind: 532 MW total: 1467 MW ES total : MW wind: 3938 MW total: 3729* MW IT total : MW wind: 58 MW total: 900* MW total : 1516 MW wind: 0 MW total: MW wind: 0 MW SI HR total : 1240 MW wind: 0 MW total: MW wind: 0 MW wind: 473 MW wind: 2800 MW wind: *MW *estimated 9

10 Auswirkungen auf das UCTE-Netz Abschaltungen von Netzlasten und Pumpen NL 3 % 340 MW (A) BE 8 % 800 MW (A) FR 12 % 6460 MW (A) 2000 MW (A) RWE TSO 13 % Load shedding MW (Automatic) 663 MW (Manual) 14 % 400 MW Pump storage EON 240 MW shedding Netz D 1566 MW 158 MW (A) 8% 457 MW EnBW Rate of load shedded % TNS CH AT (West) 18 % 7 MW 127 MW (A) 0,1 % 297 MW PT 1101 MW (A) 19 % ES 10 % 2107 MW (A) 572 MW IT 8 % 2249 MW (A) 663 MW (M) SI 8 % 113 MW (A) HR (West) 14 % 199 MW (A) 10

11 Auswirkungen auf das UCTE-Netz Zusätzlicher Start von Erzeugungseinheiten (manuell) 140 MW NL 760 MW RWE TSO D GENERATION ² total: MW 320 MW BE 1058 MW 418 MW EON Netz EnBW TNS FR CH AT 4955 MW 50 MW 650 MW PT ES SI HR IT 90MW 0MW 1015 MW 3696 MW 2800 MW 11

12 Verhalten der Winderzeugung in den Regelzonen von E.ON Netz und Vattenfall Transmission EON VT total :00 22:10 22:20 22:30 22:40 22:50 23:00 12

13 22:56:00 22:58:00 23:00:00 13 Auswirkungen auf die EnBW Regelzone Frequenzverlauf im südwestlichen UCTE-Teilnetz Frequenz 50,20 Störungszeitpunkt 50,00 49,80 15 Minuten 49,60 50 Minuten 49,40 Erhöhung der Erzeugung zur Frequenzstützung 49,20 49,00 48,80 frequenzabhängiger Lastabwurf 22:00:00 22:02:00 22:04:00 22:06:00 22:08:00 22:10:00 22:12:00 22:14:00 22:16:00 22:18:00 22:20:00 22:22:00 22:24:00 22:26:00 22:28:00 22:30:00 22:32:00 22:34:00 22:36:00 22:38:00 22:40:00 22:42:00 22:44:00 22:46:00 22:48:00 22:50:00 22:52:00 22:54:00

14 Auswirkungen auf die EnBW Regelzone VDN-5-Stufenplan 50,0 Hz 49,5 49,0 48,5 49,8 49,0 48,7 48,4 Stufe 1: Alarmierung des Leitstellenpersonals; Einsatz der noch nicht mobilisierten Kraftwerksleistung Stufe 2: Unverzögerter Lastabwurf von % der Netzlast Stufe 3: Unverzögerter Lastabwurf von weiteren % der Netzlast Stufe 4: Unverzögerter Lastabwurf von weiteren % der Netzlast Verbundnetzstörung am : Lastabwurf erfolgte bereits bei 49,01 Hz. Ursache: die Frequenzrelais besitzen eine Ungenauigkeit und eine Eigenzeit 48,0 47,5 47,5 Stufe 5: Abtrennen der Kraftwerke vom Netz 14

15 Beitrag der EnBW zur Störungsbegrenzung durch frequenzabhängigen Lastabwurf Gemäß VDN-5-Stufenplan wurde in den 110-kV-Netzgruppen rot, blau, grau und schwarz bei der erreichten Frequenz von 49,0 Hz automatisch Verbraucher durch den frequenzabhängigen Lastabwurf vom Netz getrennt. Durch den Lastabwurf wurden ca. 158 MW Last abgeworfen; dies entsprach etwa 2 % der Netzlast zu diesem Zeitpunkt. Die abgeworfene Verbraucherlast setzte sich dabei wie folgt zusammen: 108 MW, Netzgruppe schwarz, Badische Stahlwerke Kehl 15 MW, Netzgruppe grau, UW Gurtweil (Energiedienst Rheinfelden) 14 MW, Netzgruppe blau, UW Helmstadt 10 MW, Netzgruppe rot, UW Lauffen (ZEAG) 6 MW, Netzgruppe rot, UW Marbach 5 MW, Netzgruppe schwarz, UW Friesenheim (EW Mittelbaden) Der automatische Lastabwurf im betroffenen UCTE-Teilnetz hat zusammen mit der Primärregelung der Kraftwerke ein weiteres Absinken der Netzfrequenz verhindert und damit die Netzfrequenz nach wenigen Sekunden stabilisiert. 15

16 Beitrag der EnBW zur schnellen Wiederversorgung der Kunden Vorbemerkung: das Transport- und Verteilnetz der EnBW war zu jedem Störungszeitpunkt voll verfügbar. Es gab keine Unterbrechung des Strommarktes in Baden-Württemberg. Unverzüglich nach Erkennen des Frequenzeinbruchs veranlasste die Hauptschaltleitung Wendlingen die Abschaltung der sich am Netz befindenden Pumpleistung die Synchronisierung aller verfügbaren schnellstartfähigen Kraftwerkseinheiten (Speicher- und Gasturbinenkraftwerke). Die automatische frequenzabhängige Abschaltung von Pumpen erbrachte bei der EnBW eine Entlastung von 148 MW. In der EnBW-Regelzone wurde eine Kraftwerksleistung von insgesamt ca MW zusätzlich angefahren. 16

17 Ursachen der Verbundnetzstörung am Das Netz wurde von E.ON nach der Abschaltung der Doppelleitung am absoluten Limit betrieben Vor und nach der Abschaltung der Doppelleitung wurde die Netzsicherheit (n-1-prinzip) nach Erfahrung bewertet, diese wurde nicht mit einer aktuellen Netzsicherheitsrechnung überprüft. Die Netzsicherheit war in Realität nicht gegeben. Damit wurden die technischen Regeln des Verbundbetriebes (Operation Handbook) verletzt. Die von E.ON Netz durchgeführte Entlastungsschaltung führte zur eigentlichen Verbundnetzstörung; n-kriterium nicht erfüllt!! Fazit: menschliches Versagen durch Fehleinschätzung der Lage 17

18 Weitere Erkenntnisse keinerlei Hinweise auf die technische Fehlfunktion der Betriebsmittel vor der Störung oder in deren Verlauf keinerlei Hinweise auf ungenügende Instandhaltung kein Zusammenhang mit Fragen der Netzinvestitionen stetig wachsende Anforderungen an das Übertragungsnetz (grenzüberschreitender Stromaustausch, lastferne Erzeugung z.b. durch WEA) wachsende Anforderungen an das Netz können langfristig nur durch Netzausbau erfüllt werden. Hinweis: Erklärung der dt. ÜNB zur zügigen Integration erneuerbarer Energien in das dt. Stromversorgungssystem vom gegenüber dem BMU 18

19 Fazit Die Verbundnetzstörung am war vermeidbar und Folge menschlichen Versagens. Die Störung führte zu keinem vollständigen Netzzusammenbruch (Blackout), jedoch zu Abschaltungen einzelner Kunden(gruppen) im gesamten westeuropäischen Verbundnetz. Das Konzept und die konkreten Maßnahmen zur Verhinderung eines totalen Netzzusammenbruchs bei Großstörungen im Übertragungsnetz haben sich bewährt. Die Auswirkung auf Netzkunden in Baden-Württemberg war begrenzt Die betroffenen Mitarbeiter in der Hauptschaltleitung und in den Schaltleitungen der EnBW haben korrekt und umsichtig gehandelt. Spätestens nach 45 Minuten waren alle Kunden wieder mit Strom versorgt. Die Zusammenarbeit mit anderen Netzbetreibern hat reibungslos funktioniert. 19

20 Untersuchungen und Berichte Bericht von E.ON Netz vom ( Untersuchungskommission der UCTE am eingesetzt. Zwischenbericht erscheint am ( Endbericht ist für Ende Januar 2007 vorgesehen. CEER (Vereinigung der europäischen Regulatoren) wird ebenfalls eine Untersuchung einleiten. Umfangreicher Fragebogen der Bundesnetzagentur liegt den vier deutschen Übertragungsnetzbetreibern vor. Beantwortung muss bis zum bzw erfolgen. 20