Die erste externe Messstelle ist im Testbetrieb. Ein erster Interessent, der durch meine Kampagne aufmerksam geworden ist, hat kürzlich ein von mir bereitgestelltes Messgerät in Betrieb genommen. Dadurch ist es erstmals möglich, Frequenzpendelungen mit öffentlich verfügbaren Daten auch räumlich sichtbar zu machen.
Inter-Area Vergleich
Zieht man diese beiden Kurven voneinander ab, so ist die Frequenzpulsation zwischen diesen beiden Messstellen erkennbar. In diesem Beispiel treten dynamische Abweichungen von bis zu ±4 mHz auf.
Ich persönlich kann aus diesen Daten (noch) keine Schlussfolgerungen ziehen, bin aber begeistert zu sehen, wie das Stromnetz „lebt“, und mit welcher hohen Granularität (im Sub-mHz Bereich) Messungen möglich sind.
Herausforderungen bei schneller Frequenzmessung
Die Daten der Cycle-by-Cycle Frequenzmessung unterliegen teilweise großen Schwankungen bzw. „Rauschen“. Dies ist vor allem der Fall, wenn sich in der Nähe Großverbraucher wie ein Elektrostahlwerk befinden.
Um den Zeitverlauf der Daten optisch besser vergleichbar zu machen, schafft ein gleitender Mittelwert Abhilfe. Dieser „verschmiert“ die störenden schnellen Fluktuationen und macht die niederfrequenten Anteile besser sichtbar.
Rauschen oder doch nicht?
Was verursacht den permanenten hohen Rauschpegel, wie ich ihn bei der Messstelle in Berlin wahrnehme? Ein Blick auf das „ungekürzte“ Power-Spektrum lässt interessante Schlüsse zu: Das Rauschen entpuppt sich (teilweise) als 16,7-Hz-Anteil im Spektrum. 16,7 Hz – damit wird das Bahnstromnetz im DACH-Raum betrieben. Was kann der Grund dafür sein, dass sich dieser Spektralanteil im zeitlichen Verlauf der Netzfrequenz wiederfindet?
Meine Vermutung ist, dass sich in diesem Netzbereich statische Umrichter befinden, die aus der öffentlichen 50-Hz-Versorgung Bahnstrom (einphasig) „herstellen“. Dabei entstehen bei konstanter Ausgangsleistung Leistungspendelungen auf der Eingangsseite mit eben dieser Frequenz. Diese schnellen Schwankungen könnten durchaus im Netz sichtbar werden, da sie nach meinen Abschätzungen 30 % um den Mittelwert betragen können. Bei z. B. 24 MW wären das ± 7 MW, die im 60-ms-Takt schwanken.
Wie geht es weiter?
Weitere Messgeräte unterwegs zu ihrem neuen Bestimmungsort und werden von dort aus jeweils weitere wertvolle Daten liefern. Diese werden nach und nach ins „Produktivsystem“ übertragen.
Als Nächstes werde ich an einer API zum Abruf der Daten arbeiten, damit Forscher:innen und andere Interessierte die Daten für detailliertere Analysen und Auswertungen nutzen können.
Interesse mitzumachen?
Es gibt noch freie Plätze für die Bewerbung um Messgeräte. Falls ihr außerhalb des DACH-Raums seid (oder jemanden kennt), könnt ihr euch hier bewerben.
Euer Michael