2015年的频率测量（数据：50Hertz）：电网频率在欧洲网格中波动约50赫兹，展示大跳跃，特别是在15分钟的交易间隔。通常，电网频率在黄色区域内，但是向上和向下偏差（灰色）特别可能每15分钟。MPIFÜRNAYMIBund Selbstorganisation / BenjaminSchäfer
我们的电网以50赫兹的频率工作 - 通常由涡轮机产生，例如在水煤电厂中，其以每秒50转的速度旋转。“当消费者从电网使用更多电能时，网格频率略微下降，在增加的能源进料重新建立原始频率之前，”本杰明·斯卡夫（Max Planck Tearchitute（MPIDS）解释了Benjamin Schaefer在Goettingen和该研究的主要作者。“必须保持与50赫兹的标称值的偏差至少，因为敏感的电气设备可能会损坏。”
可再生能源产生也会导致电网频率波动，因为风并不总是以相同的速度吹，云不断从光伏系统中改变进料。将可再生能源发生器集成到电网中的频繁建议涉及将网格分解为称为微电网的小型自主细胞。这将允许具有组合热电部和动力单元的社区以及其自身的风和光伏发电机，例如以自主方式操作其能量系统。
但这种打击对小型电池和额外的可再生发电机有什么影响？为了回答这个问题，来自Forschungszentrum Juelich和MPID的科学家分析了世界不同地区电网的电网频率波动 - 并使用数学模型，他们预测了潜在的脆弱性及其原因。
一个分析中的两个惊喜
首先，他们从欧洲，日本和美国进行了测量。然后，他们系统地分析了数据，并在两个帐户中感到惊讶。“第一个惊喜是，电网每15分钟表现出特别强烈的波动，”吉奴希能源与气候研究所的德克维特表示，克隆大学理论物理研究所。“这是欧洲电力市场上的发电机的确切时间框架在发电机上达成了新的电力分布 - 这改变了送入电网的电力，以及在哪里。因此，在欧洲，电力交易因此在平衡网格频率波动方面发挥着关键作用。“
第二个惊喜是，围绕50赫兹标称值的统计网格波动不遵循预期的高斯分布，这是一个关于预期价值的对称分布。相反，可能更极端的波动。使用数学模型，科学家根据网格尺寸计算预期波动，并估计波动取决于可再生能源的程度。
电力交易作为关键因素
调查区域的比较表明，大部分可再生能源使得更大的电网波动确实导致了更大的电网波动。“例如，英国风和太阳能发电的份额远高于美国，导致电网频率的波动更大，”德克维特解释道。由于可再生能源的增加，因此，根据网格频率称为主要控制和需求控制，科学家们建议增加对发电机和消费者的智能调整的投资。
然而，该研究中最有趣的结果之一是由电力交易引起的电网频率波动似乎比可再生饲料引起的波动更为显着。
科学家们还发现小型电网显示出更大的波动。“我们的研究表明，PINED和因此非常慢的网格 - 如大陆欧洲的同步网格 - 微电网将导致更大的频率波动，”Benjamin Schaefer说。“从技术上讲，如果今天的非常严格的频率标准是放宽的，那么微电网就是一个选择。”
出版物：BenjaminSchäfer等，“非高斯电网频率波动，其特征在于Lévy稳定的法律和克斯塔特，”自然能源（2018）DOI：10.1038 / S41560-017-0058-Z
