Powerleitungen für unsere Energiereserven.

Für die meisten Verbraucher ist es selbstverständlich, Strom rund um die Uhr zur Verfügung zu haben. Übertragungsnetzbetreiber und Regelleistungsanbieter sorgen dafür, dass das auch so bleibt – gerade dann, wenn es zu Schwankungen im Stromnetz kommt. Glasfasernetzbetreiber sorgen mit speziellen Branchenlösungen für stabile und ausfallsichere Verbindungen im Netzwerk der Energieversorger.

Was sind Übertragungsnetzbetreiber und was sind Regelleistungsanbieter?

Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) sind Dienstleistungsunternehmen, die für den Betrieb und die Instandhaltung der überregionalen Stromnetze verantwortlich sind. Dieses Netz, das etwa 35.000 km lang ist, transportiert elektrische Energie über große Entfernungen auf der Ebene der Höchstspannung (über 220 kV). ÜNB sorgen dafür, dass Stromhändler und -lieferanten diskriminierungsfreien Zugang zu diesen Netzen haben und dass das Netz stabil bleibt, indem sie bei Bedarf Regelleistung bereitstellen. In Deutschland gibt es vier Übertragungsnetzbetreiber: Amprion, 50Hertz Transmission, TenneT und TransnetBW.

Regelleistungsanbieter sind Unternehmen oder Einrichtungen, die Regelleistung (auch als Ausgleichsenergie bekannt) bereitstellen. Diese Energie wird benötigt, um kurzfristige Schwankungen im Stromnetz auszugleichen und die Netzfrequenz stabil zu halten. Regelleistungsanbieter stellen diese Energie auf Abruf zur Verfügung, wenn die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) sie anfordern. Die Hauptakteure, die Ausgleichsenergie anbieten, sind konventionelle Kraftwerke, erneuerbare Energieanlagen, Stromversorger und Netzbetreiber, aber auch Industrieunternehmen mit flexiblem Verbrauch, Batteriespeicher oder Aggregatoren zählen dazu. 

Durch dieses Zusammenspiel können die Übertragungsnetzbetreiber die Gesamtkapazität der technischen Einheiten über die Regelleistungsanbieter steuern, um Netzschwankungen auszugleichen.

Wie kommt es zu Netzschwankungen und warum muss eine Energiereserve dafür bereits gestellt werden?

Netzschwankungen im Stromnetz können durch verschiedene Faktoren verursacht werden. Sie entstehen durch ein Missverhältnis von erzeugter und verbrauchter Energie in der Regelzone des jeweiligen ÜNB. Beispiele für Ursachen sind:

• Plötzliche Laständerungen: Große Verbraucher (z. B. Industriebetriebe) oder das plötzliche Einschalten vieler Geräte können Spannungseinbrüche verursachen.
• Erzeugungsschwankungen: Erneuerbare Energien wie Wind- und Solarenergie sind wetterabhängig und können unvorhersehbare Einspeisungen ins Netz bringen.
• Kurzschlüsse und Erdschlüsse: Fehler in der Stromverteilung, z. B. durch beschädigte Kabel oder fehlerhafte Isolierung, können zu Schwankungen führen.
• Wetter- und Umwelteinflüsse: Blitzeinschläge, Sturm, Schnee oder Eis, extreme Hitze oder Kälte können das Netz beeinträchtigen. 
• Gezielte Angriffe auf Steuerungssysteme von Kraftwerken oder Netzknotenpunkten können zu Spannungsschwankungen oder großflächigen Stromausfällen führen.

Eine Energiereserve ist notwendig, um das Stromnetz stabil zu halten, weil Stromerzeugung und -verbrauch zu jedem Zeitpunkt genau ausgeglichen sein müssen. Wenn es zu unerwarteten Schwankungen kommt, müssen Reservekapazitäten schnell einspringen, um die Netzfrequenz stabil bei 50 Hz (in Europa) zu halten und im schlimmsten Fall einen Stromausfall oder einen Blackout zu vermeiden. 

Welche Komponenten müssen zusammenspielen, um eine ausfallsichere Übertragung sicherzustellen? 

Voraussetzung: Erhöhte technische Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit der Ausgleichsstrom schnell und automatisiert bereitgestellt werden kann. Eine zentrale Komponente ist der zuverlässige Datenaustausch zwischen dem Rechenzentrum des Regelleistungsanbieters und dem Übertragungsnetzbetreiber. Dafür bedarf es hochverfügbarer und ausfallsicherer Kommunikationslösungen. Die benötigten Verbindungen müssen deshalb spezielle Voraussetzung erfüllen, was die Stabilität und Sicherheit angehen. Aus diesem Grund werden für solche kritischen Anwendungen vom öffentlichen Netz unabhängige Kommunikationsinfrastrukturen genutzt (geschlossene Benutzergruppen). Zusätzlich wird vom Provider dieser Infrastruktur gefordert, die Rechenzentren der ÜNBs über getrennte physisch und logische Netze mit den Regelleistungsanbietern zu verbinden.

Verfahren: Die etablierte Technologie, die hinter dem Dienst steht, basiert auf MPLS, dem Multiprotocol Label Switching. Die Informationsübertragung bei diesem Verfahren erfolgt über festgelegte Routen innerhalb eines privaten, gesicherten Netzwerkes. Mit dem Betrieb zweier unabhängiger MPLS-Backplanes wird die Übertragung mit optimaler Verfügbarkeit und Sicherheit gewährleistet. Eine Priorisierung und Reservierung von Bandbreiten im Netz sorgen zusätzlich für eine garantierte Übertragungsgeschwindigkeit. Auf Basis der bestehenden Anbindungen zum Übertragungsnetzbetreiber können die Daten des Reserveanbieters auf direktem Weg transportiert werden und dieser kann in kürzester Zeit einspringen. 

Backbone: Sichere, redundante und stabile Verbindungen zwischen den Rechenzentren der Sekundärregelleistungsanbieter und den Standorten der Übertragungsnetzbetreiber benötigen widerstandsfähige Backbones. Die Backbones sind die Kernnetzwerke aus Hochgeschwindigkeits-Datenleitungen, welche die verschiedenen Regionen, Länder und Kontinente wie eine Hauptverkehrsader miteinander verbindet. Sie bestehen aus leistungsstarken Glasfaserleitungen mit Übertragungsgeschwindigkeiten von 100 Gbit/s oder mehr.

Datacenter: Dass Regelleistungsanbieter Ihre IT-Infrastruktur in einer besonders geschützten Umgebung hosten, liegt auf der Hand. Das Rechenzentrum, in dem die Daten nicht nur lagern, sondern rund um die Uhr arbeiten, muss zum einen absolut sicher sein und zum anderen eine ausgesprochen hohe Verfügbarkeit aufweisen. Entsprechende Zertifizierungen nach den höchsten Sicherheitsstandards sind Voraussetzung für die Erfüllung der gesetzlichen Regularien und Compliance-Vorgaben, die gefordert sind, um kritische Infrastrukturen zu betreiben. 

Zusammenfassung.

Reserveanbieter benötigen eine ausfallsichere, verschlüsselte sowie georedundante Verbindung, um eine sichere und stabile Datenübertragung zum Übertragungsnetzbetreiber zu gewährleisten. Damit sind sie in der Lage, sich im Fall von Stromschwankungen und Ausfällen schnell und zuverlässig mit dem Übertragungsnetzbetreiber zu verbinden. Diese können dann die Gesamtkapazität der technischen Einheiten über diese Regelleistungsanbieter exakt steuern und ausgleichen. Nur wenn Leitungstechnologie, ein flächendeckender glasfaserbasierter Backbone sowie ein hochverfügbares und sicheres Rechenzentrum zuverlässig ineinandergreifen, kann der Datentransfer für Regelleistungsanbieter sichergestellt werden. 

PŸUR Business stellt die entsprechende Netztechnologie und den Dienst unter Einhaltung der Anforderungen an die Informationstechnik des Reserveanbieters zur Erbringung von Regelreserve für die Bereitstellung von Reservestrom zur Verfügung. Die Hochsicherheitsrechenzentren von PŸUR-Business gehören zu den am höchsten zertifizierten Datacentern in Deutschland. Die moderne Glasfaser-Netzarchitektur von PŸUR-Business bildet die idealen technischen Voraussetzungen für flächendeckenden Transport von hochverfügbaren Daten.