Page 1
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
1 1
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
Klassische DisziplinKlassische DisziplinModernste TechnologienModernste Technologien
Page 2
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
2 2
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
Der Anspruch: Elektrische Energie soll
• zu jeder beliebigen Tages- und Nachtzeit,
• in jeder beliebigen Menge und ohne Unterbrechung
verfügbar sein.
� Die Verfügbarkeit elektrischer Energie muss aus Sicht der Verbraucher 100% betragen
• 60 Minuten jede Stunde, 24 Stunden jeden Tag, 365 Tage jedes Jahr
Die Realität in DeutschlandElektrische Energie ist
• zu jeder beliebigen Tages- und Nachtzeit,
• in jeder beliebigen Menge und
• fast ohne Unterbrechung
verfügbar.
� Verfügbarkeit in Deutschland > 99%
� Das Ziel:Summe der Versorgungsunterbrechungen je Haushaltin Deutschland: < 20 min pro Jahr ≈≈≈≈ 0,004 %
Erwartung der VerbraucherErwartung der Verbraucher
Page 3
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
3 3
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
Durchschnittliche Unterbrechung der elektrischen Energieversorgung in 1999
1 Jahr = 365 Tage * 24 Stunden * 60 Minuten = 525.600 min
• Deutschland 15 min ≈≈≈≈ 0,0028 %
• Niederlande 25 min ≈≈≈≈ 0,0047 %
• Frankreich 57 min ≈≈≈≈ 0,011 %
• Großbritannien 63 min ≈≈≈≈ 0,012 %
• Schweden 152 min ≈≈≈≈ 0,029 %
• Norwegen 180 min ≈≈≈≈ 0,034 %
• Italien 191 min ≈≈≈≈ 0,036 %
(Quelle: Council of European Energy Regulators, 1999)
Verfügbarkeit in EuropaVerfügbarkeit in Europa
Page 4
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
4 4
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
N - 1 Prinzip
Ein Element kann ausfallen und die Versorgung mit elektrischer Energie bleibt trotzdem zu 100% gewährleistet
Unser tägliches Leben ist ohne elektrische Energie nur schwer vorstellbar z.B.
• keine Mobilfunktelefone, kein PC funktioniert, keine saubere Wäsche mehr, ...
� Elektrische Energie wirkt nahezu unsichtbar im Hintergrund
� Elektrische Energie hält alles am Laufen
Woher kommt eigentlich die elektrische Energie ?
N N -- 1 : Das Planungsprinzip1 : Das Planungsprinzip
Page 5
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
5 5
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied SciencesStrom kommt aus der SteckdoseStrom kommt aus der Steckdose
Page 6
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
6 6
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
Elektrische Energie ist ein hervorragendes Medium,
• um aus Primärenergieträgern erzeugt,
• übertragen und transportiert und
• in andere Energieformen umgewandelt zu werden,
aber
� nicht um in großen Mengen über unbegrenzte Zeit gespeichert
zu werden.
� Elektrische Energie muß gleichzeitig erzeugt und verbraucht werden.
ElektrElektr. Energie . Energie –– Idealer Energieträger ?Idealer Energieträger ?
Page 7
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
7 7
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
• Stein- und Braunkohle
• Erdöl
• Erdgas
• Kernkraft
• Wasserkraft
• Regenerative Energien
• Wind
• Sonne
• Müll und Biogas
• Deponiegas
• Erdwärme
Woher kommt die elektrische Energie ?Woher kommt die elektrische Energie ?
Page 8
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
8 8
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied SciencesAnteile der PrimärenergieträgerAnteile der Primärenergieträger
Page 9
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
9 9
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied SciencesEnergie aus Kohle und KernkraftEnergie aus Kohle und Kernkraft
Page 10
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
10 10
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
2600 MW / 585 ≈≈≈≈ 5 MW
in 2002:
• 8.250 MW installiert
• 11.500 WindräderQuelle: Zeitschrift Neue Energie
4%4%3%3%
Energie aus Wasserkraft und WindkraftEnergie aus Wasserkraft und Windkraft
Page 11
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
11 11
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
Kernkraft 1500 MW 1 x 7250 h 83%
Braunkohle 700 MW 2 x 7240 h 83%
Wasserkraft ø 5 MW 300 x 5620 h 64%
Windkraft ø 2 MW 750 x 1330 h 15%
Steinkohle 700 MW 2 x 4500 h 51%
Erdgas 800 MW 2 x 2100 h 24%
Pumpspeicher 300 MW 5 x 980 h 11%
1 Jahr = 8760 Stunden Quelle: VDEW Bericht 2001
Verfügbarkeit der KraftwerkeVerfügbarkeit der Kraftwerke
Page 12
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
12 12
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
• Es wird ein flächendeckendes Netz zur Übertragung der elektrischen Energie
von den Kraftwerken
zu den Verbrauchern
benötigt.
• Übertragung mit geringsten Verlusten (< 3%)
� Deshalb: Übertragung mit hohen Spannungen um Ströme klein zu halten (PV = R * I2)
Erhöhung der Spannung 21kV ���� 220kV ≈≈≈≈ 10x
Stromstärke vermindert sich ≈≈≈≈ 1 / 10
Verlustleistung vermindert sich ≈≈≈≈ 1 / 100
Struktur der EnergieversorgungsnetzeStruktur der Energieversorgungsnetze
Page 13
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
13 13
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
HöchstspannungHöchstspannung
HochspannungHochspannung
MittelspannungMittelspannung
NiederspannungNiederspannung
Struktur der EnergieversorgungsnetzeStruktur der Energieversorgungsnetze
Page 14
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
14 14
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
1,56 Millionen km installierte Leitungslänge
� 40 mal um den Äquator
• 115000 km Transportnetze 380/220kV
• 480000 km Verteilnetze 110/20/10kV
• 965000 km Niederspannungsnetz 400V
Transportnetze: ca. 96% Freileitungen
Verteilnetze: ca. 64% Kabel
Niederspannungsnetze: ca. 80% Kabel
Energieversorgungsnetze in DeutschlandEnergieversorgungsnetze in Deutschland
Page 15
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
15 15
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
� Transportnetze 380/220kV
� Europäisches Transportnetz (UCTE)
� Nationales Transportnetz (Verbundnetz)
- Verbundnetzbetreiber:RWE, E.on, Vattenfall Europe, EnBW
� Verteilnetze 110/20/10kV
� regionale Netze
- VSE im Saarland
� Stadtnetze
- Stadtwerke Saarbrücken
� Niederspannungsnetze 400V
- häusliche Endverbraucher
Energieversorgungsnetze in DeutschlandEnergieversorgungsnetze in Deutschland
Page 16
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
16 16
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
Union für die Koordinierung des Union für die Koordinierung des Transports elektrischer EnergieTransports elektrischer Energie
UCTE UCTE –– Europäische EnergieversorgungEuropäische Energieversorgung
Page 17
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
17 17
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
� Es gibt z.Zt. ca. 900 Netzbetreiber
� 4 ÜbertragungsnetzbetreiberRWE, E.ON, Vattenfall Europe,EnBW
� Verteilnetzbetrieberbis zum Endversorger
� ca. 70 regionale Netzbetreiber
� ca. 25 gößere und ca. 700 mittlereund kleinere Stadtwerke
� ca. 100 kleinere private Versorger
Energieversorger in DeutschlandEnergieversorger in Deutschland
Page 18
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
18 18
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
115.000 km Transportnetz
ca. 100 GW installierte Kraftwerksleistung
Starke Vermaschung des Netzes
���� Garant für die hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit elektrischer Energie
380/220kV380/220kV--Netz in DeutschlandNetz in Deutschland
Page 19
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
19 19
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
� Netzbetriebsmittel� Welche Betriebsmittel werden benötigt, um elektrischen Energie zu übertragen ?
� Wie werden die benötigten Betriebsmittel bemessen ?
� Netzplanung und Netzberechnung� Wie werden Energieversorgungsnetze geplant ?
� Wie können die dynamischen Vorgänge im Falle von Netzstörungen berechnet und während der Netzplanung berücksichtigt werden ?
� Wie wird die Verwendung der Netzschutzeinrichtungen geplant ?
� Netzbetriebsführung� Wie wird eigentlich das Energieversorgungsnetz gesteuert, überwacht und
kontrolliert ?
� Welche Kommunikationseinrichtungen werden benötigt ?
� Wie wird die termingerechte Lieferung der elektrischen Energie sichergestellt ?
Einige Aufgaben der EnergieversorgungEinige Aufgaben der Energieversorgung
Page 20
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
20 20
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
� Generatoren (Kraftwerke)� Erzeugung elektrischer Energie
� Transformatoren� Transformation der Spannungen
� Leitungen, Kabel� Transport der Energie
� Schalter, Sicherungen� Schutz des Personals und der Betriebsmittel
bei Netzstörungen z.B. beim Blitzeinschlag
� Strom- und Spannungswandler� Transformation der Hochspannung in für
Mikroprozessoren messbare Signale
� Induktive Wandler, Optische Sensoren, Hall-Effekt-Sensoren, etc.
NetzbetriebsmittelNetzbetriebsmittel
Der Energietechniker benötigt ein fundiertes Wissen über die physikalischen und technischen Prozesse im Energieversorgungsnetz.
Page 21
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
21 21
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied SciencesNetzplanung und NetzberechnungNetzplanung und Netzberechnung
� Berechnung der dynamischen Vorgänge im Energieversorgungsnetz� Einsatz von Simulations-Software auf PC‘s
� „Software“-Modelle der Netzbetriebsmittel
� Verwendung von interaktiven Graphical User Interfaces (GUI)
� Analyse der Vorgänge im Energieversorgungsnetz� Messung der Spannungen und Ströme mit Mikroprozessor – basierten
Systemen
� Analyse mit PC-basierten Software-Tools
– Verfahren der Signal Analysis z.B. der Discrete Fourier Transformation
– Spektrale Analyse z.B. Oberwellenanalyse
� Vergleich von gemessenen und simulierten Vorgängen ermöglicht die optimale Planung der Energieversorgungsnetze
� Post-Mortem-Analyse von Netzstörungen� Ermittlung der technisch-physikalischen Ursachen
� Spezifikation von Verbesserungen z.B. der Betriebsmittel
Page 22
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
22 22
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
Blitzeinschlag in einem städtischen 20kV- Energiever-
sorgungsnetz
Blitzeinschlag
Power Network SimulationPower Network Simulation
Page 23
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
23 23
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
Lichtbogen „wächst“ 80ms
FehlerfreierNetzbetrieb
Lichtbogen brennt stabil
Blitzeinschlag in eine FreileitungBlitzeinschlag in eine Freileitung
Zeitlicher Verlauf der Leiter-Erd-Spannungen in einem 110kv-Energieversorgungsnetz, simuliert mit einer Netzberechnungs-Software
Page 24
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
24 24
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
B&B
NetzbetriebsführungNetzbetriebsführung
Vollständige Automatisierung der Prozesse in Energie-versorgungsnetzen
Lösung:� Verwendung von Mikroprozessorsystemen zur
Prozessverarbeitung� Einsatz von Kommunikationsdiensten zum
Informationsaustausch
� Netzleitsysteme� Überwachung und Steuerung von Netzregionen
� Stationsleitsysteme� Automatisierung eines Umspannwerkes� Fernsteuerung der Funktionen z.B. per UMTS
� Feldsysteme� Schutzeinrichtungen� Mess- und Steuereinrichtungen
Page 25
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
25 25
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
Bisher:Netzleitstelle mit Mosaik-darstellung des Netzes
Heute:Einsatz modernsterVisualisierungssysteme
NetzleitNetzleit-- und Stationsleitsystemeund Stationsleitsysteme
Page 26
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
26 26
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
Ethernet
Netzleitstelle
Ethernet
ÜberwachungFernsteuerung
Intranet
FeldgeräteFeldgeräte
Schalt-anlageSchalt-anlage
TrafoTrafo Schalt-haus
Schalt-haus
Übergabe-station
Übergabe-station
StationStation
Ethernet
IEC 61850
EthernetEthernet goesgoes SubstationSubstation
Page 27
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
27 27
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
� Einsatz von 32-Bit-Mainboards
� RAM: 4 Mbyte
� ROM: 8 Mbyte
� OS: 200 kByte
� Abtastung von U und I jede Millisekunde
� Funktionen werden durch Software realisiert
Hauptfunktion: AUS-Schalten einer Netzstörung in 20ms !!!
Mikroprozessoren schützen und steuernMikroprozessoren schützen und steuern
Page 28
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
28 28
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
PC-SchnittstelleNetzleittechnik
Stationsleittechnik
Modem-Schnittstelle
Uhrzeitsynchronisierung
Wirkschnittstelle
Mikroprozessoren kommunizierenMikroprozessoren kommunizieren
Page 29
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
29 29
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
Dateninterface zur Main-CPU
COM2: RS485
COM1: Glasfaser
RJ45100MHz
PowerPC
� PowerPC als CPU
� Multi-Tasking, Real-Time OS VxWorks
� RAM: 8MByte
� ROM: 16MByte
� COM1: 100MBit Ethernet
� COM2: Serielle Kommunikation
RAM
ROM
Feldsysteme sprechen EthernetFeldsysteme sprechen Ethernet
� Energietechniker benötigen fundierte Kenntnisse über modernste Kommunikations-techniken
Page 30
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
30 30
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied SciencesEnergieversorgung im WandelEnergieversorgung im Wandel
Der „klassische“ Ingenier der Energieversorgung� benötigte fundierte mathematische und physikalische Kenntnisse
� benötigte fundierte Kenntnisse der Prozesse im Energieversorgungsnetz
� benötigte fundierte Kenntnisse der Netzbetriebsmittel
� benötigte Kenntnisse in Schutztechnik, Netzberechnung, etc.
Der „moderne“ Ingenieur der Energieversorgung� benötigt die Kenntnisse des „klassischen“ Ingenieurs
+ Kenntnisse über Mikroprozessor - Technologien
+ Kenntnisse über Kommunikations – Technologien
+ Kenntnisse über mit Software – Tools
+ Kenntnisse über Signal - Analyse - und Frequenz – Filter – Methoden
+ Kenntnisse über Software – Engineering
+ Kenntnisse über Projekt – Management
+ Kenntnisse der Sprache Englisch
� denn Englisch ist die Sprache aller Ingenieure
Page 31
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
31 31
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
Quelle: VDE Bericht “Stromversorgungsstörungen”, November 2003
Page 32
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
32 32
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
28. September 2003:
� In Italien gehen die Lichter aus
� 57 Millionen Menschen ohne elektrische Energie
� Größter Stromausfall seit Jahrzehnten
Blackout in Italien, September 2003Blackout in Italien, September 2003
Page 33
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
33 33
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied SciencesProduktion elektrischer Energie in ItalienProduktion elektrischer Energie in Italien
Italien verbrauchte seit Jahren mehr elektrische Energie als im Land erzeugt wird.
Gesamte Netzlast:27.792 MW (Vergleich: Kohlekraftwerk ca. 700MW)
Gesamte Importe: 6.651 MW (≈≈≈≈ 24%)
Schweiz - Italien: 3.619 MW Frankreich - Italien: 2.212 MW Slowenien - Italien: 638 MW Österreich - Italien: 191 MW
� Der Stromausfall ereignete sich am frühen Morgen um 3.00 Uhr bei geringer Netzlast
� Auslöser: Kurzschluß auf einer Hochspannungsleitung, die elektr. Energie aus der Schweiz liefert
� Folgen:� Strom-Überlastung der verbleibenden Leitungen� Trennung des italienischen Netzes vom europäischen Netz durch automatisch
arbeitende Schutzeinrichtungen� Blackout in Italien
Page 34
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
34 34
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied SciencesBlackout aus dem AllBlackout aus dem All
Page 35
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
35 35
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
SLOVENIASLOVENIASLOVENIA
SWITZERLANDSWITZERLANDSWITZERLAND
AUSTRIAAUSTRIAAUSTRIA
Albertville
RondissoneVillarodin
Venaus
Gorduno
Airolo
Ponte
Pallanzeno
MoerelRiddes
AviseValpelline
CamporossoLe Broc-Carros
Soazza
BulciagoMusignano
Sondrio
Robbia
Mese
Lienz
Soverzene
RedipugliaDivaca
Padriciano
Mettlen Sils
Lavorgo
3.00 Uhr: 380kV Leitung Lavorgo - Mettlen
� Hohe Strom-Auslastung (86%)
� Großer Erwärmung der Leiterseile
� Erhöhter Seildurchhang
�Zu geringer Abstand zum Baumbewuchs
6x 380 kV Freileitungen9x 220 kV Freileitungen
28. September 2003: Blackout in Italien28. September 2003: Blackout in Italien
Page 36
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
36 36
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
3.00 Uhr: 380kV Leitung Lavorgo - Mettlen
� Lichtbogen-Überschlag zu einem Baum
� Schutzgeräte schalten Leitung automatisch frei, um den Lichtbogen zu löschen
� Wiedereinschaltung der Leitung war mehrfach erfolglos
� Leitung bleibt abgeschaltet
� Stromimporte von 6.600 MWverteilen sich auf dieverbleibenden Leitungen
N-1 - Situation !!!
28. September 2003: Blackout in Italien28. September 2003: Blackout in Italien
Page 37
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
37 37
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
380kV Leitung380kV Leitung LavorgoLavorgo -- MettlenMettlen
28. September 2003: Blackout in Italien28. September 2003: Blackout in Italien
Page 38
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
38 38
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
3.25.21 Uhr: 380kV Leitung Sils - Soazza
• Auslastung beträgt 110% der Nennkapazität
• Seit 25 Minuten erwärmen sich die Leiterseile zunehmend, die Seile hängen zunehmend durch
• Kurzschluß auf der Leitung vermutlich wegen Überschlags zum Baumbewuchs
• Automatische Abschaltung derLeitung durch Schutzgeräte
N-2 - Situation !!!
+ 25min
28. September 2003: Blackout in Italien28. September 2003: Blackout in Italien
Page 39
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
39 39
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
3.25.25 Uhr: 220kV Leitung Airolo - Mettlen
� Leitung Sils - Soazza wird extrem überlastet
� Schutzgeräte schalten die Leitung 4s später automatisch ab
Im Folgenden:
� Kaskadenartige Abschaltung aller grenzüberschreitenden Leitungen wegen Überlast, Italien ist vom europäischen Netz getrennt
� Wegen der Überlastung des Netzes sinkt die Netzfrequenz sehr schnell, da keine Kraftwerksreserven vorhanden sind
� Die italienischen Kraftwerke werden automatisch vom netzgetrennt, um Zerstörungen zu vermeiden
3.25:26 Uhr:
� Das italienische Energieversorgungsnetz ist zusammengebrochen
� Die italienischen Kraftwerke stehen still
+ 4s
+ 1s
28. September 2003: Blackout in Italien28. September 2003: Blackout in Italien
Page 40
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
40 40
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
� Nach der Abtrennung des italienischen Netzes wird im europäischen Netz zu viel Energie erzeugt.
� Die Netzfrequenz steigt deshalb an, Zerstörungen der Kraftwerke sind zu befürchten
� Unmittelbare Reaktionen in Deutschland:
� Reduktion der erzeugten elektrischen Energie
� Erhöhung des Verbrauches an elektrischer Energie
� RWE� Elektrische Leistung aller Kraftwerke wurde so weit möglich abgesenkt
� EnBW:� Einsatz von ca. 300 MW Pumpleistung
� E.ON� Einsatz von ca. 400 MW Pumpleistung
� Verzögerung geplanter Kraftwerksanfahrten
� Vattenfall Europe Transmission� Einsatz von ca. 400 MW Pumpleistung
Maßnahmen in DeutschlandMaßnahmen in Deutschland
Page 41
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
41 41
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
� Ab 3.42 UhrAufbau der grenzüberschreitenden Hochspannungsleitungen
� 16.00 Uhr6545 MW werden aus dem UCTE-Netz importiert
� 23.00 UhrVersorgung ist vollständig wiederhergestellt
+ 42min
+ 13h
+ 20h
Wiederversorgung von ItalienWiederversorgung von Italien
Page 42
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
42 42
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied Sciences
Warum war das europ. Netz für die Wiederversorgung von Italien so wichtig ?
� Viele Kraftwerke standen in Italien völlig still, selbst die Eigenbedarfserzeugung war ausgefallen
� “Anfahren” der Kraftwerke war nur durch Energielieferung aus dem europ. Netz möglich
� Ohne ein funktionierendes europäisches Netz wäre Italien wahrscheinlich Tage ohne Energie gewesen
28. September 2003: Blackout in Italien28. September 2003: Blackout in Italien
Page 43
Elektrische EnergieversorgungElektrische Energieversorgung
43 43
Prof. Dr.- Ing. Michael Igel
Hochschule fürTechnik und Wirtschaft
des Saarlandes
University of Applied SciencesElektrische Energieversorgung heuteElektrische Energieversorgung heute
Elektrische Energie ist ein wichtiger Motor des täglichen Lebens.
� Das Energieversorgungsnetz leitet die Energie vom Kraftwerk zum Verbraucher.
� Das Energieversorgungsnetz garantiert die Verfügbarkeit beliebiger Energiemengen zu beliebigen Tages- und Nachtzeiten.
� Das Energieversorgungsnetz mindert die Auswirkungen von Störungen und Produktionsausfällen.
� Das Energieversorgungsnetz garantiert beim Blackout eine schnelle Wiederversorgung.