Herr Professor Kettemann, Sie sind Leiter eines Forschungsprojekt an der Jacobs University Bremen, das zu dem Ergebnis kommt, erneuerbare Energien belasten das Stromnetz. So neu ist die Erkenntnis ja nicht. Was ist das Besondere an Ihren Forschungsergebnissen?
Stefan Kettemann: In der Tat gibt es zahlreiche Forschungsinitiativen die sich damit befassen. Unser Verbundprojekt, zielte als Teil der Forschungsinitiative Stromnetze des BMBF http://www.condynet.de vor allem auf grundlegende Fragen, wie die in diesem Scientific Reports behandelte Fragen. Wie breiten sich Störungen im Netz aus, mit welcher Geschwindigkeit, und auf welche Art? Und: ändert sich das wenn wir mehr Erneuerbare im Netz haben? Das bedeutet nicht nur mehr Fluktuationen in der eingespeisten Leistung, sondern auch weniger Momentanreserve im Netz: Die Generatoren konventioneller Kraftwerke haben eine träge Masse, so dass sie kurzzeitig Energie speichern und wieder abgeben können, wenn diese Kraftwerke einfach abgeschaltet werden, geht diese selbstregulierende Funktion verloren.
Das wesentliche Ergebnis dieser Veröffentlichung in Scientific Reports ist, dass bei weniger träger Masse im Netz die Unterschiede in der Netztopologie wichtiger werden, da die Generatoren stärker miteinander gekoppelt werden. Dann zeigt sich dass Störungen in baumartigen Netzen – wie der größte Teil der Verteilnetze im Netzbetrieb – schneller abklingen, und weniger weit propagieren, als in vermaschten Verbundnetzen.
Baumstrukuren im Verteilnetz sind robuster als engmaschige Netze, ist eines der überraschenden Ergebnisse Ihrer Forschungen. Was heißt das für die Praxis? Lieber nur noch baumartig aufgebaute Netze zu errichten und womöglich die engmaschigen Netze wieder abzuschaffen?
Wohlgemerkt gelten unsere Untersuchungen für kleine Störungen. Erst bei starken Störungen, die wir und andere in anderen Veröffentlichungen auch untersucht haben, kann es zu Stromausfällen kommen. Dann kommt die N-1-Regel zum tragen, die besagt, dass ein Netz auch bei Ausfall einer Leitung stabil bleiben muss: dann ist Vermaschtheit nötig. Im normalen Netzbetrieb ist aber vor allem wichtig dass die Freuqenz- und Spannungsfluktuationen klein sind, dann sind baumartige Netze besser, wie unsere Studien zeigen. Das heißt am besten wäre es ein vermaschtes Netz aufzubauen, das im Normalbetrieb durch Schalter aber als Baumnetz betrieben wird. So ist es beim Verteilnetz ja auch, es gibt pro Straßenzug immer zwei parallele Leitungen, die im Normalbetrieb nicht verbunden werden, bei Stromausfall aber zusammengeschaltet werden können, so dass weiter alle Stromkunden beliefert werden können.
Haben die Erkenntnisse auch Auswirkungen auf die Vision von zellularen Netzen, die sich selbst und abgekoppelt von anderen Netzen regeln können?
Unser Forschungsprojekt wird in einer zweiten Förderperiode weitergefördert, in der wir in enger Zusammenarbeit mit Netzbetreibern diese praktischen Fragen klären wollen. Wir hoffen und arbeiten daran, dass unsere Ergebnisse zur Verbesserung der Netzregelung beitragen werden.
Die Fragen stellte Stephanie Gust
