Petr Korba, Mats Larsson

In Zusammenarbeit mit dem Forschungszweig des Konzerns ABB hat eine Gruppe Schweizer Wissenschaftler ein System zur Erkennung und Regulierung von Stromschwingungen in Stromversorgungsnetzen entwickelt. Durch ihre Erfindung wird das Risiko kostspieliger und gefährlicher Stromausfälle erheblich verringert.

Probleme mit Stromausfällen gibt es seit Beginn der großflächigen Nutzung von Elektrizität. Da die Stromversorgungssysteme im Laufe der Zeit immer stärker vernetzt wurden, sind Stromausfälle kostspieliger und gefährlicher geworden.

2003 waren in den USA und Kanada 50 Millionen Menschen von einem Stromausfall betroffen. Der Blackout forderte 11 Todesopfer und verursachte Berichten zufolge Kosten in Höhe von 6 Mrd. Dollar. Zuletzt kam es auch in Italien, Dänemark und anderen europäischen Ländern zu massiven Unterbrechungen der Stromversorgung.

Die nationalen Stromnetze in Europa wurden ursprünglich als voneinander unabhängige Systeme eingerichtet, die jeweils über eigene Reserven verfügten, um Störungen im Netz regulieren und Stromausfälle verhindern zu können. Vor einigen Jahrzehnten haben die europäischen Netzbetreiber begonnen, ihre Energiereserven zu teilen. Diese miteinander verbundenen Stromnetze haben einen gemeinsamen "Hertz"-Schlag: die von der UCTE (Union für die Koordinierung des Transports von Elektrizität) festgelegte Frequenz von 50 Hertz.

Aufgrund der starken Auslastung des neuen Verbundnetzes galt es, innovative Technologien zu entwickeln, um potenzielle Probleme entdecken und beheben zu können, bevor sie zu Stromunterbrechungen oder -ausfällen führen. Eine dieser Lösungen wurde 2003 in Form eines Systems zur Erkennung elektromechanischer Schwingungen in Stromversorgungsnetzen vorgestellt. Entwickelt hatte den Algorithmus ein Schweizer Forschungsteam des ABB-Konzerns.

In jedem Stromversorgungssystem treten Schwingungen auf. Gut abgedämpfte Schwingungen klingen von selbst ab, während schlecht abgedämpfte zu Instabilität führen und Stromausfälle verursachen können.

Die Erfindung des Schweizer Teams stellt das erste Frühwarnsystem für Stromschwingungen dar, d. h. es kann Störungen entdecken und ausgleichen, bevor sie Probleme verursachen können.

Die Neuentwicklung kontrolliert das überwachte Stromversorgungssystem satellitengestützt mehrmals pro Sekunde und erhebt Messdaten aus dem gesamten Netz, nicht nur auf lokaler Basis. Mithilfe der vom Team entwickelten Hardware, Software und mathematischen Methode kann das Risiko von Stromausfällen verringert und die Effizienz verbessert werden.

Petr Korba arbeitet als leitender Wissenschaftler im Bereich Systemdynamik und Regelungstechnik bei ABB. Mats Larsson ist ebenfalls leitender Wissenschaftler und im ABB-Forschungszentrum für die Weitbereichsüberwachung zuständig.