Regelenergie

Die Regelenergie gewährleistet die Versorgung der Verbraucher mit genügend elektrischer Energie in ausreichender Qualität bei unvorhergesehenen Ereignissen im Stromnetz. Dazu stehen dem Netzbetreiber Energiereserven in Form von Pumpspeicherkraftwerken oder schnellanlaufenden Gasturbinen zur Verfügung, die sich unterschiedlich schnell aktivieren lassen.

Regelzone

Regelzonen_deutscher_Übertragungsnetzbetreiber.jpg Die Bundesrepublik Deutschland ist in vier Regelzonen aufgeteilt, in denen jeweils ein Netzbetreiber die Verantwortung für das Stromnetz hat. In Deutschland werden insgesamt 7000 Megawatt positiver Regelleistung und 5500 Megawatt negativer Regelleistung vorgehalten. Die Kosten dafür betragen etwa 40 Prozent des gesamten Übertragungsnetzentgeltes.

Die Schweiz hat nur eine Regelzone, während Österreich in drei Zonen aufgeteilt ist. Es gibt eine für Ost-Österreich, eine für Tirol und eine weitere für Vorarlberg. Die Vorarlberger Regelzone ist eng mit der aus Baden-Württemberg verbunden.

Die Kosten für die Bereitstellung von Regelenergie können erheblich sein. Je nach Versorgungslage im Stromnetz können für eine Megawattstunde bis zu 1500 Euro von den Energieversorgern berechnet werden.

Leistungsreserve

Wenn der erwartete Leistungsbedarf nicht dem erwarteten Leistungsangebot entspricht, muss die Abweichung kompensiert werden. Dies kann sowohl von der Seite der Leistungserbringer verursacht sein (z.B. durch Prognosefehler, also Abweichungen des Istwerts von der Ertragsprognose bei Windenergieanlagen oder durch Störfälle bei konventionellen Großkraftwerken) und auch bei den Leistungsnehmern (z.B. großer Verbraucher schaltet unerwartet ab, Abschaltung von Teilnetzen in Folge von Kurzschlüssen). Diese Leistungsdifferenzen zwischen Erzeugung und Verbrauch können also zu einer positiven oder zu einer negativen Abweichung führen, die durch eine entsprechende Leistungsreserve ausgeglichen werden muss.

Primärregelung

Die Primärregelenergie dient dazu, Lastschwankungen im Sekundenbereich auszugleichen. Jedes Energieversorgungsunternehmen im Europäischen Verbundnetz muss innerhalb von 30 Sekunden zwei Prozent seiner momentanen Erzeugung als Primärregelreserve zur Verfügung stellen. Dabei beteiligt sich nicht jedes Kraftwerk an der Primärregelung (bspw. Windparks, Photovoltaikanlagen, etc.). Es ist unerheblich, in welchem Bereich des europäischen Verbundnetzes (UCPTE) eine Schwankung auftritt, da die Momentane Netzfrequenz sich im gesamten Netzbereich aufgrund von Lastschwankungen verändert. Diese wird für den proportionalen Primärregler mit der Sollfrequenz von 50 Hz verglichen. Kommt es zu einer Abweichung, so wird Primärregelleistung in jedem beteiligten Kraftwerk (über 100MW Nennleistung) gemäß der Generatorkennlinie aktiviert und die Frequenz so gestützt (bei sprunghafter Lastzunahme) bzw. eine weitere Frequenzsteigerung (bei Lastabnahme) verhindert. Die Kraftwerke müssen innerhalb von 30 Sekunden die Leistungsabgabe erhöhen bzw. verringern und diese bis zu einigen Minuten halten können.
Wenn die Abweichung kleiner als 20 mHz ist, erfolgt keine Aktivierung der Primärregelung. Dann wird eine Frequenzschwankung, die über die langsame Sekundärregelung ausgeglichen wird in Kauf genommen.

Sekundärregelung

Die Sekundärregelung hat die Aufgabe, die auftretende Frequenzabweichung auszuregeln. Diese Ausregelung erfolgt im jeweiligen von der Störung bzw. Lastschwankung betroffenen Netzabschnitt bzw. Regelzone. Nach spätestens 15 Minuten muss die sekundäre Regelreserve zur Verfügung stehen, da darüber hinaus keine kostenfrei Frequenzstützung durch die benachbarten Regelzonenbetreiber mehr erfolgt. Die Höhe der sekundär zur Verfügung gestellten Leistung hängt zum einen von der Netzleistungszahl und der Frequenzabweichung ab, zum anderen von der Differenz aus tatsächlicher Transitleistung zu Nachbarnetzen und vertraglich vereinbarten Transferleistungen. So wird die Sekundärreserve nur genau in dem Netzabschnitt eingesetzt in dem die Ursache für die aufgetretene Frequenzabweichung lag.

Minutenreserve

Auch bei der Minutenreserve wird zwischen negativer und positiver Regelenergie unterschieden. Die positive Minutenreserve wird aus den Kraftwerken, die unter Sekundärregelung laufen, entnommen. Das können Pumpspeicherkraftwerke oder Gasturbinen sein. Um die Netzschwankungen ausregeln zu können müssen die Kraftwerke ihre Leistung mit einem Gradienten von mindestens zwei Prozent ihrer Maximalleistung (800 MW = 16 MW/min) verändern können. Bei besonderen vertraglichen Konstellationen ist es durchaus möglich, große industrielle Lasten vom Netz zu trennen. Für die negative Minutenreserve stehen zwei Möglichkeiten zur Verfügung:
Bei Frequenzsteigerungen können zusätzliche Lasten in Form von Pumpspeicherkraftwerken, Nachtspeicherheizungen etc. im Netz aktiviert werden, außerdem ist es möglich die erzeugte elektrische Leistung in den Kraftwerken innerhalb kürzester Zeit durch Schließen der Dampfventile und Reduzierung der Brennstoffzufuhr bzw. Speisewasserzufuhr in thermischen Kraftwerken zu verringern. Vorteilhaft für die negative Minutenreserve ist die teilweise frequenzabhängigkeit von Lasten, die bei Frequenzerhöhung über die Beziehung P=2*pi*f*M eine höhere Leistung vom Netz abfordern.

Beschaffung von Regelenergie

Die Beschaffung von Regelenergie erfolgt durch die Betreiber von Übertragungsnetzen. Dabei ist ein Ausschreibungsverfahren durchzuführen, welches diskriminierungsfrei und transparent ist (§ 22 Abs. 2 EnWG). Die deutschen Betreiber von Übertragungsnetzen haben für die Ausschreibung von Regelenergie unter www.regelleistung.net eine Internetplattform eingerichtet, über die ab Juli 2006 die gemeinsame Ausschreibung abgewickelt werden soll.

Siehe auch: