Bisher dachte ich immer, die Netzfrequenz sei sowas von stabil und exakt auf 50,00 Hz. Seit ich Open DTU für meinen Hoymiles Micro-Wechselrichter habe, sehe ich aber Frequenzen bis 49,95 Hz runder und 50,03 Hz rauf oder so. Möglicherweise misst der WR ja ungenau.
Es gibt aber eine gewisse Übereinstimmung mit dieser Seite hier:
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Also grob: Liegt die Netzfrequenz laut WR unter 50 Hz, dann sehe ich das auch auf der Seite, und wenn sie darüber liegt, auch jeweils.
Frage mich jetzt, ob die Netzfrequenz im deutschen/europäischen Netz zu jedem Zeitpunkt überall gleich ist oder ob zeitliche Verzögerungen auftreten. cu. Juergen
Es wird ein langfristiges Mittel von 50Hz angestrebt.
Der Momentanwert kann erheblich schwanken und muss sogar schwanken, da er die primäre Regelgröße ist. An einer sinkenden Frequenz "erkennt" das Netz, das mehr Energie eingespeist werden muss.
Im Drehstrom-Verbundnetz ist die Frequenz prinzipiell überall gleich, plus/minus leichter Phasenverschiebungen durch die Laufzeit.
Es gibt aber an der Peripherie des Verbundnetzes strategisch platzierte DC-Fernleitungen und DC-Kurzkupplungen, welche den Energieaustausch mit nicht synchronen Nachbarnetzen erlauben:
Im Prinzip ja, sonst würde es ganz furchtbar knallen. Allerdings treten über größere Strecken spürbare Phasenverschiebungen auf. Während die sich ändern ist natürlich die Frequenz minimal verschieden, aber nur für sehr kurze Zeitfenster.
Die exakte Frequenz 50 Hz war wichtig als es noch keine Funkuhren/ GPS gab. Bei den heutigen rasanten Veränderungen bei Einspeisung durch Sonne und Wind behaupte ich daß eine exakte Frequenz gar nicht erreichbar ist, daher reicht es wie hier in anderen Postings erwähnt eine gemittelte Genauigkeit anzustreben.
Auf der einen Seite betrifft es das europäische Verbundnetz, das sich seit ein paar Jahren bis nach Asien und Afrika ausgebreitet hat, jedoch nicht ganz Europa umfaßt.
Auf der anderen Seite muß ein _verbundenes_ Wechselspannungsnetz dieselbe Frequenz aufweisen.
Kennzahlen und Monitoring gibt's bei den schweizer Kollegen:
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Interessant sind mehrere Angaben:
- Netzabweichung: die aufsummierten Fehler zwischen "Weltzeit" und durch die Netzfrequenz bestimmte Zeitführung. Wenn die Ex-Jugoslawen nicht mal wieder Strom klauen, ist dieser Wert i.A. unterhalb einer Abweichung von
20sec.
- Frequenzverlauf: um 15min-Grenzen (Weltzeit) hinweg gibt's immer mal wieder größere Sprünge, weil Kontrakte beginnen oder auslaufen.
- Das Wide Area Monitoring. Leider gibt's keine Meßstationen an den äußersten Enden des Verbundnetzes, d.h. z.B. in der Westsahara, in Tunesien oder im Osten der Türkei nahe der iranischen Grenze.
Wie will man die Einhaltung von exakten 50Hz definieren? Eine Abweichung gibt es immer, und wenn sie "nur" die Ungenauigkeit der Meßgeräte beträfe ;-) Real sind im europäischen Verbundnetz mehrere Frequenzabweichungen definiert, bei denen "irgendetwas" passieren muß. Die stehen z.B. auf der Seite bei netzfrequenz.de, die bereits erwähnt wurde. Das war bereits im "strahlenden" Atomzeitalter so und hat nicht viel mit modernem "Zappelstrom" zu tun.
Im Verbundnetz ist die Frequenz der einzige(!) Parameter zur Regelung von Erzeugung und Verbrauch. Das funktioniert über mehrere Mm Entfernung.
Dennoch wird jede Abweichung der 50% gemittelt wieder ausgeglichen, damit die Frequenzabhängige Uhr im Mittel richtig geht. (Das mag nicht (mehr) das wichtigeste Ziel der Aktion sein.)
Somit wird für eine längere Zeit in der die Frequenz unter 50Hz lag eine ausgleichende Zeit lang die Sollfrequenz entsprechend erhöht, um die "verlorenen Schwingungen" wieder aufzuholen.
erstens war und ist - wie andere bereits korrekt beschrieben haben - die Netzfrequenz niemals konstant, weil sie der einzige Indikator dafür ist, dass die insgesamt ins Netz eingespeiste Wirkleistung dem schwankenden Bedarf der Verbraucher entspricht oder nicht. Dafür, dass die eingespeiste Wirkleistung dem schwankenden Verbrauch angepasst wird, sind verschiedene, hierarchisch gestufte Regelungen verantwortlich:
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Die unmittelbarste Regelung ist die sog. Primärregelung oder Frequenz-Wirkleistungsregelung. Hier wird von speziellen Regelleistungseinspeisern Wirkleistung proportional zur Frequenzabweichung zum Sollwert eingespeist. Das kann man live verfolgen:
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Die weiteren Regelungen - Sekundärregelung, Minutenreserve, ... lösen diese Primärregelung zeitgestaffelt ab. Das geht bis zur sog. Quartärregelung, die dafür sorgt, dass netzsynchrone Uhren im Mittel eine korrekte Zeit anzeigen. Nachts wird ggf. der Sollwert der Netzfrequenz um 0,1 Hz geändert, um die sog. Netzzeit zu korrigieren.
Zweitens ist das gesamte entso-e-Netz zwar im Grundsatz frequenzsynchron, aber nicht phasensynchron. D.h., es treten kurzfristige Phasenverschiebungen zwischen verschiedenen Orten im Verbund auf. Auch die kann man live verfolgen:
Naja, die Zeiteinheiten sind dank Atomuhren die so ziemlich am präzisesten zum messenden, und zwischen der Genauigkeit einer selbst mit Hobbymitteln zu realisierenden Frequenzmessung und den realen Abweichungen im europäischen Netz liegen viele Größenordnugnen. Das Messen ist das geringste Problem.
Durch die große Oberwellenbelastung ist die Frequenzmessung nicht einfach.
In der Theorie reicht es ja, die Zeit zwischen zwei Nulldurchgängen zu messen. Praktisch funktioniert das aber nicht.
Meist wird da eine PLL verwendet. Je nach Glättung verändert sich die angezeigte Frequenz ziemlich stark.
Für den Wechselrichter ist nur wichtig, dass er "nicht außer Tritt kommt" und den Anfang (erwarteter Nulldurchgang) ziemlich sicher trifft. Da ist die Frequenz nur auf wenige Perioden bezogen. Entsprechend ändert sie sich auch stark.
Bei einem reinen Sinus-Netz würde sie sich auch nicht ändern.
Heißt: die Anzeige eines Wechselrichters ist zur Frequenzmessung ungeeignet.
Da sich plausible Werte in einem engen Frequenzbereich befinden, reicht ein einfaches Filter vor dem Zähler. Das funktioniert in Netzbasierten Uhren seit vielen Jahrzehnten. Die gehen höchstens mal 5 Minuten falsch, wenn in Ungarn mal wieder zu wenig eingespeist wird. ;-)
Naja, wenn Strom und Spannung unterschiedliche Vorzeichen haben, merkt er das ziemlich schnell. ;-) Manche können das aber wohl auch in gewissen Grenzen. Keine Ahnung für welchen Anwendungsfall das gedacht ist.
Das allerdings stimmt schon. Dessen Ziel ist halt ein anderes. Die PLL des WR hat halt einen gewissen Jitter. Und das ist ja nichts anderes als eine schwankende Frequenz. Im Grid-Profile sind wohl einige Grad Phasenabweichung bei der Einspeisung erlaubt.
Da reicht ja auch ein einfaches Periodenzählen, das aus dem Sinus mit großer Hysteres ein Rechteck macht. Hier werden Hunderstel Hertz erfaßt, das erfordert zwei Minuten Zählen oder es gibt Jitter.
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