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Als Verbundnetz werden große, räumlich benachbarte und elektrisch verbundene Stromnetze bezeichnet, die eine Vielzahl von Kraftwerken und Verbrauchern umfassen. Sie stellen den Gegenpol zu den räumlich getrennten und im Umfang kleineren Inselnetzen dar.

Auswahl großer Verbundnetze

Durch ein Verbundnetz ergeben sich Vorteile wie:

  • der lokale Unterschied zwischen Angebot und Nachfrage von Momentanleistung kann innerhalb des Verbundnetzes besser ausgeglichen werden, es muss bezogen auf die gesamte installierte Leistung weniger Regelleistung vorgehalten werden
  • das Energiesystem wird stabiler, da eine bestimmte Regelstrategie verfolgt wird und so Über- und Unterkapazitäten abgefangen werden bzw. sich ausgleichen können
  • durch Leistungsaustausch können Lastschwankungen kurzfristig besser ausgeregelt werden als nur durch Regelung der Kraftwerke und
  • die Zuverlässigkeit des Netzes wird gesteigert.

Der Nachteil ist der im Umfang gesteigerte Aufwand für die Koordination und Regelung des gesamten Verbundes.

Inhaltsverzeichnis

Elektrische Verbundnetze werden mit Dreiphasenwechselstrom betrieben. Diese sind dadurch gekennzeichnet, dass alle Erzeuger in den angeschlossenen Stromnetzen synchron, d. h. mit definierter Phasenlage und folglich identischer Netzfrequenz arbeiten. Dadurch können sie direkt elektrisch zusammengeschaltet werden. Würde ein Erzeuger von der Phasenlage abweichen, so käme es zwischen ihm und dem Netz zu größeren Ausgleichsströmen, die in der Auswirkung mit elektrischen Kurzschlüssen vergleichbar sind.

Sind Stromnetze nicht miteinander synchronisierbar, beispielsweise weil die dazu nötige Regelungstechnik in den Kraftwerken und in der Leitebene in Form von Datennetzen fehlt, kann der elektrische Energieaustausch zwischen diesen Stromnetzen nur in kleinerem Umfang und mit hohem Aufwand beispielsweise durch Leistungselektronik wie Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) bzw. durch HGÜ-Kurzkupplungen erfolgen. Weitere Möglichkeiten im kleineren Rahmen sind der Einsatz von Umformern bzw. Frequenzumformern, bestehend aus einem mechanischen Zusammenschluss von zwei rotierenden elektrischen Maschinen.

In Deutschland war die in den 1920er Jahren gebaute Nord-Süd-Leitung einer der ersten Schritte hin zu einem Verbundnetz. Während des Zweiten Weltkriegs begann RWE damit, Hochspannungsleitungen nach Belgien, in die Niederlande und nach Frankreich zu errichten und schuf damit die ersten Teile für das spätere europäische Verbundnetz.

  • South-Western Mediterranean Block (SWMB): Zum Verbundnetz des SWMB gehören die Stromnetze von Algerien, Marokko und Tunesien. Das SWMB ist seit 1997 mit dem europäischen Verbundsystem synchronisiert, als ein erstes Drehstrom-Seekabel (400 kV, 700 MW) von Spanien aus verlegt wurde. 2006 folgte ein weiteres Seekabel mit derselben Leistung, so dass die Übertragungskapazität zwischen Spanien und Marokko jetzt bei 1.400 MW liegt. (siehe auch COMELEC)
  • West African Power Pool (WAPP): Das Ziel des WAPP ist es, die Stromnetze der 15 Länder des westlichen Afrikas, die sich im ECOWAS zusammengeschlossen haben, in einem Verbundnetz zu vereinen. Mit Stand Juni 2015 sind aber erst die Stromnetze weniger Länder miteinander verknüpft. Neben dem Ausbau der Stromerzeugung hat daher der Bau von Übertragungsleitungen hohe Priorität.
  • Southern African Power Pool (SAPP): Zum Verbundnetz des SAPP gehören die Stromnetze von 9 der 12 Länder des südlichen Afrikas, die sich im SAPP zusammengeschlossen haben.
Verbundnetze in Nordamerika

Nordamerika

In den USA und Kanada gibt es vier Verbundnetze, die alle mit derselben Netzfrequenz von 60 Hz arbeiten. Sie sind nicht miteinander synchronisiert, aber durch HGÜ miteinander verbunden.

In Mexiko betreibt die staatliche CFE ein nationales Verbundnetz. Baja California Sur ist zurzeit (Juni 2015) nicht mit dem Rest Mexikos verbunden. Es bestehen Verbindungen zur Western Interconnection (synchronisiert) als auch zur Texas Interconnection (asynchron). Darüber hinaus ist Mexico mit dem zentralamerikanischen SIEPAC verbunden.

Mittel- und Südamerika

In Mittelamerika gibt es SIEPAC, ein Verbundnetz zwischen 6 Staaten.

Die Länder Südamerikas betreiben entweder nationale Verbundnetze wie z. B. Brasilien, oder aber es existieren in einem Land mehrere, nicht miteinander verbundene Stromnetze wie z. B. in Chile:

  • Brasilien: Das Sistema Interligado Nacional (SIN) wird vom Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) betrieben. Mit Ausnahme einiger Inselnetze im Amazonasgebiet umfasst das SIN ganz Brasilien.
  • Chile: siehe Verbundnetz (Chile)
Verbundnetze in Japan

China

In China gibt es verschiedene Verbundnetze. Betreiber sind z. B. die State Grid Corporation und die China Southern Power Grid.

Indien

In Indien gibt es ein landesweites Verbundnetz, das von der Power Grid Corporation of India unter dem Motto One Nation, One Grid, One frequency betrieben wird. Ursprünglich gab es fünf regionale Netze, die zunächst durch HGÜ miteinander verbunden waren. Beginnend in den 1990er Jahren wurden die Netze dann sukzessive synchronisiert. Im Dezember 2013 wurde das letzte Regionalnetz mit dem landesweiten Verbundnetz zusammengeschlossen.

Japan

In Japan gibt es ein westliches und ein östliches Verbundnetz. Das Besondere an Japan ist, dass das östliche Verbundnetz mit 50 Hz und das westliche mit 60 Hz arbeitet. Die beiden Verbundnetze sind durch HGÜ miteinander verbunden. Es gibt zehn Stromversorger, die Gebietsmonopolisten sind — siehe Denki Jigyō Rengōkai.

Naher Osten

  • GCC Interconnection Authority (GCCIA): Die sechs Staaten des GCC haben 2001 die GCCIA gegründet, um ihre nationalen Stromnetze zu verbinden. Eine Synchronisation ist aber nicht möglich, da das Stromnetz in Saudi-Arabien mit 60 Hz und die Netze der übrigen Staaten mit 50 Hz arbeiten. Deshalb wurden 2011 in einem ersten Schritt die Netze von Bahrain, Katar und Kuwait über HGÜ mit dem Netz in Saudi-Arabien verbunden. Bei einer Spitzenlast von 93.781 MW konnte die installierte Leistung von 105.781 MW auf 100.726 MW verringert werden, d. h. die vorzuhaltende Reservekapazität konnte von 12.085 auf 6.945 MW nahezu halbiert werden.
  • South-Eastern Mediterranean Block (SEMB): Zum Verbundnetz des SEMB gehören die Stromnetze von Ägypten, Jordanien, Libanon, Libyen und Syrien.

In Australien gibt es das Verbundnetz National Electricity Market (NEM) sowie, aufgrund der Entfernungen und geringen Bevölkerungsdichte, zahlreiche Inselnetze. Das NEM deckt Teile der Bundesstaaten New South Wales, Queensland, South Australia, Tasmanien und Victoria ab. Im Bundesstaat Western Australia wird das Stromnetz South West Interconnected Network (SWIN) von Western Power betrieben.

Verbundnetze in Europa

In Europa gibt es die folgenden Verbundnetze, die alle mit 50 Hz arbeiten:

Zwischen diesen Netzen bestehen folgende Verbindungen:

Stromhandel

Innerhalb der europäischen Verbundnetze wird zwischen den Ländern Strom ausgetauscht. Im Jahr 2018 importierten bzw. exportierten die europäischen Länder folgende Strommengen (alle Angaben in Mrd. kWh):

Land Import Export Saldo
AT 29,393 19,057 10,336
BE 21,650 4,313 17,338
BG 2,220 10,029 −7,809
CH 30,420 31,693 −1,274
CZ 11,562 24,453 −13,891
DE 31,542 82,673 −51,131
DK 15,606 10,413 5,193
ES 24,014 12,910 11,104
FI 23,397 3,459 19,938
FR 13,466 76,020 −62,554
GB 22,662 2,189 20,473
GR 8,552 2,265 6,288
IT 47,169 3,268 43,902
NL 26,818 18,569 8,223
NO 8,085 17,954 −9,869
PL 13,839 8,121 5,718
PT 5,669 8,324 −2,655
SE 14,234 31,561 −17,328

Die beiden größten Stromexporteure waren Frankreich und Deutschland; der größte Importeur war Italien.

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick zu den wichtigsten Kennziffern einiger Verbundnetze:

Verbundnetz Installierte Leistung (GW) Spitzenlast (GW) Jahresverbrauch (TWh) Bevölkerung Übertragungsnetzbetreiber Länder
ATSOI/UKTSOA 85 66 400 65
IPS/UPS 337 215 1.285 280
NORDEL 92,8 66 402,6 24
SAPP 58,4 9
SEMB 35,3 29,2 142,6 5
SWMB 15,9 11,6 55,6 3
EV 587 405 2.611 450 33 23
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Verbundnetz grosse raumlich benachbarte und elektrisch verbundene Netze fur elektrische Energie Sprache Beobachten Bearbeiten Als Verbundnetz werden grosse raumlich benachbarte und elektrisch verbundene Stromnetze bezeichnet die eine Vielzahl von Kraftwerken und Verbrauchern umfassen Sie stellen den Gegenpol zu den raumlich getrennten und im Umfang kleineren Inselnetzen dar Auswahl grosser Verbundnetze Durch ein Verbundnetz ergeben sich Vorteile wie der lokale Unterschied zwischen Angebot und Nachfrage von Momentanleistung kann innerhalb des Verbundnetzes besser ausgeglichen werden es muss bezogen auf die gesamte installierte Leistung weniger Regelleistung vorgehalten werden das Energiesystem wird stabiler da eine bestimmte Regelstrategie verfolgt wird und so Uber und Unterkapazitaten abgefangen werden bzw sich ausgleichen konnen durch Leistungsaustausch konnen Lastschwankungen kurzfristig besser ausgeregelt werden als nur durch Regelung der Kraftwerke und die Zuverlassigkeit des Netzes wird gesteigert Der Nachteil ist der im Umfang gesteigerte Aufwand fur die Koordination und Regelung des gesamten Verbundes Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines 2 Afrika 3 Amerika 3 1 Nordamerika 3 2 Mittel und Sudamerika 4 Asien 4 1 China 4 2 Indien 4 3 Japan 4 4 Naher Osten 5 Australien 6 Europa 6 1 Stromhandel 7 Kennziffern 8 Quellen 9 Einzelnachweise 10 WeblinksAllgemeines BearbeitenElektrische Verbundnetze werden mit Dreiphasenwechselstrom betrieben Diese sind dadurch gekennzeichnet dass alle Erzeuger in den angeschlossenen Stromnetzen synchron d h mit definierter Phasenlage und folglich identischer Netzfrequenz arbeiten Dadurch konnen sie direkt elektrisch zusammengeschaltet werden Wurde ein Erzeuger von der Phasenlage abweichen so kame es zwischen ihm und dem Netz zu grosseren Ausgleichsstromen die in der Auswirkung mit elektrischen Kurzschlussen vergleichbar sind Sind Stromnetze nicht miteinander synchronisierbar beispielsweise weil die dazu notige Regelungstechnik in den Kraftwerken und in der Leitebene in Form von Datennetzen fehlt kann der elektrische Energieaustausch zwischen diesen Stromnetzen nur in kleinerem Umfang und mit hohem Aufwand beispielsweise durch Leistungselektronik wie Hochspannungs Gleichstrom Ubertragung HGU bzw durch HGU Kurzkupplungen erfolgen Weitere Moglichkeiten im kleineren Rahmen sind der Einsatz von Umformern bzw Frequenzumformern bestehend aus einem mechanischen Zusammenschluss von zwei rotierenden elektrischen Maschinen In Deutschland war die in den 1920er Jahren gebaute Nord Sud Leitung einer der ersten Schritte hin zu einem Verbundnetz Wahrend des Zweiten Weltkriegs begann RWE damit Hochspannungsleitungen nach Belgien in die Niederlande und nach Frankreich zu errichten und schuf damit die ersten Teile fur das spatere europaische Verbundnetz 1 Afrika BearbeitenSouth Western Mediterranean Block SWMB Zum Verbundnetz des SWMB gehoren die Stromnetze von Algerien Marokko und Tunesien 2 Das SWMB ist seit 1997 mit dem europaischen Verbundsystem synchronisiert als ein erstes Drehstrom Seekabel 400 kV 700 MW von Spanien aus verlegt wurde 2006 folgte ein weiteres Seekabel mit derselben Leistung so dass die Ubertragungskapazitat zwischen Spanien und Marokko jetzt bei 1 400 MW liegt 3 siehe auch COMELEC West African Power Pool WAPP Das Ziel des WAPP ist es die Stromnetze der 15 Lander des westlichen Afrikas die sich im ECOWAS zusammengeschlossen haben in einem Verbundnetz zu vereinen Mit Stand Juni 2015 sind aber erst die Stromnetze weniger Lander miteinander verknupft Neben dem Ausbau der Stromerzeugung hat daher der Bau von Ubertragungsleitungen hohe Prioritat 4 5 Southern African Power Pool SAPP Zum Verbundnetz des SAPP gehoren die Stromnetze von 9 der 12 Lander des sudlichen Afrikas die sich im SAPP zusammengeschlossen haben Amerika Bearbeiten Verbundnetze in Nordamerika Nordamerika Bearbeiten In den USA und Kanada gibt es vier Verbundnetze die alle mit derselben Netzfrequenz von 60 Hz arbeiten Sie sind nicht miteinander synchronisiert aber durch HGU miteinander verbunden Eastern Interconnection Western Interconnection Quebec Interconnection siehe auch Hydro Quebec Texas Interconnection In Mexiko betreibt die staatliche CFE ein nationales Verbundnetz Baja California Sur ist zurzeit Juni 2015 nicht mit dem Rest Mexikos verbunden 6 Es bestehen Verbindungen zur Western Interconnection synchronisiert als auch zur Texas Interconnection asynchron 7 Daruber hinaus ist Mexico mit dem zentralamerikanischen SIEPAC verbunden Mittel und Sudamerika Bearbeiten In Mittelamerika gibt es SIEPAC ein Verbundnetz zwischen 6 Staaten Die Lander Sudamerikas betreiben entweder nationale Verbundnetze wie z B Brasilien oder aber es existieren in einem Land mehrere nicht miteinander verbundene Stromnetze wie z B in Chile Brasilien Das Sistema Interligado Nacional SIN wird vom Operador Nacional do Sistema Eletrico ONS betrieben Mit Ausnahme einiger Inselnetze im Amazonasgebiet umfasst das SIN ganz Brasilien 8 9 Chile siehe Verbundnetz Chile Asien Bearbeiten Verbundnetze in Japan China Bearbeiten In China gibt es verschiedene Verbundnetze 10 Betreiber sind z B die State Grid Corporation und die China Southern Power Grid Indien Bearbeiten In Indien gibt es ein landesweites Verbundnetz das von der Power Grid Corporation of India unter dem Motto One Nation One Grid One frequency betrieben wird Ursprunglich gab es funf regionale Netze die zunachst durch HGU miteinander verbunden waren Beginnend in den 1990er Jahren wurden die Netze dann sukzessive synchronisiert Im Dezember 2013 wurde das letzte Regionalnetz mit dem landesweiten Verbundnetz zusammengeschlossen 11 12 Japan Bearbeiten In Japan gibt es ein westliches und ein ostliches Verbundnetz Das Besondere an Japan ist dass das ostliche Verbundnetz mit 50 Hz und das westliche mit 60 Hz arbeitet 13 Die beiden Verbundnetze sind durch HGU miteinander verbunden Es gibt zehn Stromversorger die Gebietsmonopolisten sind siehe Denki Jigyō Rengōkai Naher Osten Bearbeiten GCC Interconnection Authority GCCIA Die sechs Staaten des GCC haben 2001 die GCCIA gegrundet um ihre nationalen Stromnetze zu verbinden 14 Eine Synchronisation ist aber nicht moglich da das Stromnetz in Saudi Arabien mit 60 Hz und die Netze der ubrigen Staaten mit 50 Hz arbeiten Deshalb wurden 2011 in einem ersten Schritt die Netze von Bahrain Katar und Kuwait uber HGU mit dem Netz in Saudi Arabien verbunden 15 Bei einer Spitzenlast von 93 781 MW konnte die installierte Leistung von 105 781 MW auf 100 726 MW verringert werden d h die vorzuhaltende Reservekapazitat konnte von 12 085 auf 6 945 MW nahezu halbiert werden 16 South Eastern Mediterranean Block SEMB Zum Verbundnetz des SEMB gehoren die Stromnetze von Agypten Jordanien Libanon Libyen und Syrien 17 Australien BearbeitenIn Australien gibt es das Verbundnetz National Electricity Market NEM sowie aufgrund der Entfernungen und geringen Bevolkerungsdichte zahlreiche Inselnetze Das NEM deckt Teile der Bundesstaaten New South Wales Queensland South Australia Tasmanien und Victoria ab 18 19 Im Bundesstaat Western Australia wird das Stromnetz South West Interconnected Network SWIN von Western Power betrieben 20 Europa Bearbeiten Verbundnetze in Europa In Europa gibt es die folgenden Verbundnetze die alle mit 50 Hz arbeiten ATSOI Verbundnetz in Irland siehe auch EirGrid Europaisches Verbundsystem EV siehe auch UCTE und ENTSO E IPS UPS Verbundnetz in Russland sowie einigen angrenzenden Landern NORDEL Verbundnetz in Skandinavien UKTSOA Verbundnetz in Grossbritannien Zwischen diesen Netzen bestehen folgende Verbindungen NORDEL IPS UPS HGU Kurzkupplung Wyborg EV NORDEL mehrere Seekabel z B NorNed EV UKTSOA HGU Cross Channel und BritNed UKTSOA ATSOI East West InterconnectorStromhandel Bearbeiten Innerhalb der europaischen Verbundnetze wird zwischen den Landern Strom ausgetauscht Im Jahr 2018 importierten bzw exportierten die europaischen Lander folgende Strommengen alle Angaben in Mrd kWh 21 Land Import Export SaldoAT 29 393 19 057 10 336BE 21 650 4 313 17 338BG 2 220 10 029 7 809CH 30 420 31 693 1 274CZ 11 562 24 453 13 891DE 31 542 82 673 51 131DK 15 606 10 413 5 193ES 24 014 12 910 11 104FI 23 397 3 459 19 938FR 13 466 76 020 62 554GB 22 662 2 189 20 473GR 8 552 2 265 6 288IT 47 169 3 268 43 902NL 26 818 18 569 8 223NO 8 085 17 954 9 869PL 13 839 8 121 5 718PT 5 669 8 324 2 655SE 14 234 31 561 17 328 Die beiden grossten Stromexporteure waren Frankreich und Deutschland der grosste Importeur war Italien Kennziffern BearbeitenDie folgende Tabelle gibt einen Uberblick zu den wichtigsten Kennziffern einiger Verbundnetze Verbundnetz Installierte Leistung GW Spitzenlast GW Jahresverbrauch TWh Bevolkerung Ubertragungsnetzbetreiber LanderATSOI UKTSOA 85 66 400 65IPS UPS 337 215 1 285 280NORDEL 22 92 8 66 402 6 24SAPP 23 58 4 9SEMB 17 35 3 29 2 142 6 5SWMB 2 15 9 11 6 55 6 3EV 24 587 405 2 611 450 33 23Quellen BearbeitenEuropean CIS and Mediterranean Interconnection State of Play 2006 3rd SYSTINT Report Ref 2007 030 0428 PDF 1 34 MB EURELECTRIC Januar 2007 abgerufen am 15 Juni 2015 englisch Einzelnachweise Bearbeiten Chronik 1931 1945 RWE abgerufen am 15 Juni 2015 a b EURELECTRIC 2007 S 27 28 MedRing Building an interconnected system across three continents Global Transmission Report 2 Marz 2009 abgerufen am 15 Juni 2015 englisch South Asia Regional Workshop on Competitive Electricity Markets Colombo SriLanka March 18 2014 PDF 5 8 MB S 8 17 28 29 36 www usea org abgerufen am 22 Juni 2015 englisch West Africa Power Pool Global Energy Network Institute GENI abgerufen am 22 Juni 2015 englisch Estiman integracion de BCS al sistema electrico en 2018 www elfinanciero com mx 18 September 2014 abgerufen am 15 Juni 2015 spanisch TransAmerica Interconnections tdworld com 1 Dezember 2011 abgerufen am 15 Juni 2015 englisch O que e o SIN Sistema Interligado Nacional Nicht mehr online verfugbar Operador Nacional do Sistema Eletrico ONS archiviert vom Original am 19 April 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Eurelectric 2007 S 11 13Weblinks BearbeitenKarte von Verbundnetzen von Open Infrastructure Map Abgerufen am 7 Marz 2018 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Verbundnetz amp oldid 221875812, wikipedia, wiki, deutsches, deutschland,

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