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Die '''Netzlast''' (oder ''Netzbelastung''; {{enS|network load}}) ist eine [[Kennzahl]], welche die [[Auslastung]] eines [[Netzwerk]]s zu einem bestimmten Zeitpunkt wiedergibt.
Zu den Netzwerken gehören insbesondere im [[Verkehrswesen]] das [[Straßennetz|Straßen-]], [[Schienennetz|Schienen-]] und [[Wasserstraßennetz]], im [[Energiesektor]] die [[Versorgungsnetz|Versorgungs-]] ([[Gasnetz]], [[Stromnetz]], [[Trinkwassernetz]], [[Kanalisation]]) und [[Verbundnetz]]e sowie in der [[Telekommunikation]] die [[Rechnernetz|Rechner-]], [[Telekommunikationsnetz|Telekommunikations-]] und [[Verteilnetz (Telekommunikation)|Verteilnetze]]. Eine zu niedrige Auslastung kann die [[Gewinnschwelle]] des [[Betreiber|Netzbetreibers]] unterschreiten und zu Verlusten führen, die zu hohe Auslastung eines Netzes kann bereits eine vermeidbare [[Netzstörung]] verursachen. Deshalb ist der [[Auslastungsgrad]] eines Netzwerkes (Netzlast) für den Netzbetreiber eine wichtige Kennzahl im [[Netzmanagement]], um [[Entscheidung]]en hierauf aufzubauen.

Die Störung in einem Teilbereich eines Netzes kann sich durch den [[Dominoeffekt]] auf das gesamte Netzwerk ausdehnen. So führt die Störung in einem [[Umspannwerk]] ([[Netzknoten]]) zum [[Stromausfall]] im betroffenen Stromnetz ([[Netzwerk]]) oder der [[Verkehrsunfall]] auf einer [[Straße]] zum [[Verkehrsstau]] in der Region; Stromausfall und Verkehrsunfall sind Netzstörungen. Auch unerwünschte [[elektrische Spannung]]en, die an [[Elektrogerät]]e übertragen werden, bezeichnet man als Netzstörung.<ref>[https://books.google.de/books?id=DU3NqmQ92hUC&pg=PA223&dq=netzst%C3%B6rung&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwiQ_7rj2uX0AhULhf0HHbBnAgoQ6AF6BAgFEAE#v=onepage&q=netzst%C3%B6rung&f=false Christian Alkemper, ''Cisco Networking Academy Program'', 2002, S. 223]</ref> Ein ''Netzausfall'' oder ''Totalausfall'' liegt vor, wenn die [[Netzversorger|Netzversorgung]] völlig zusammenbricht.

== Berechnung ==
Die Netzlast <math>N</math> ergibt sich aus der Gegenüberstellung der [[Kapazitätsauslastung]] eines Netzwerks zu einem bestimmten Zeitpunkt (<math>A</math>) mit der [[Kapazität (Wirtschaft)|Kapazität]] <math>K</math>:
:<math>N = \frac{\text{A}}{\text{K}}</math>.
Für Netzbetreiber ist die Netzauslastung von hoher Bedeutung. Überschreitet die Netzauslastung eines Netzwerks seine Kapazität, liegt eine ''Netzüberlastung'' (<math>\text{Ü}</math>) vor:
:<math>\text{Ü} = A > K</math>.
Tendenziell kommen hohe Netzauslastungen im Stromnetz in heißen Sommern (durch [[Klimaanlage]]n, [[Kühlanlage]]n) und sehr kalten Wintern ([[Elektrowärme]]) vor. Netzüberlastungen können dann zur Netzstörung durch Stromausfall führen wie der [[Stromausfall in Nordamerika im November 1965]].

== Stromnetz ==
Am ehesten mit der Netzlast assoziiert wird das Strom- und Gasnetz. Da [[Energie]] nicht lagerfähig ist, abgesehen von [[Speicherkraftwerk]]en, muss sie vom [[Stromnetz]] zu dem Zeitpunkt geliefert werden, an dem der [[Stromverbrauch]] entsteht. Die Netzlast weist klare Zyklen auf, denn sie ist tagsüber höher als nachts, an Werktagen höher als am Wochenende, im Winter höher als im Sommer.<ref>[https://books.google.de/books?id=DUwVnk2cozIC&pg=PA324&dq=netzlast+stromnetz&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwiJwu7Sqeb0AhWo_rsIHa9kAYQQ6AF6BAgFEAE#v=onepage&q=netzlast%20stromnetz&f=false Thomas Burkhardt/Andreas Knabe/Karl Lohmann/Ursula Walther (Hrsg.), ''Risikomanagement aus Bankenperspektive'', 2006, S. 324]</ref> Dabei zeigt der [[Strompreis]] eine geringe [[Preiselastizität]], denn höhere Strompreise verringern die Nachfrage nur bei wenigen Verbrauchern, und für die Kunden mit Konstanttarif besteht kein Anreiz, ihren Verbrauch möglichst in Zeiten niedriger Strompreise zu verschieben.<ref>Thomas Burkhardt/Andreas Knabe/Karl Lohmann/Ursula Walther (Hrsg.), ''Risikomanagement aus Bankenperspektive'', 2006, S. 324</ref> Der mit [[Rabatt]] versehene [[Niedertarifstrom]] soll dennoch die Verbraucher dazu animieren, zur Nachtzeit, wenn die Netzlast geringer ist als am Tag, Strom zu verbrauchen.

Mit Hilfe der [[Laststeuerung]] wird angestrebt, die Netzlast durch eine Verringerung der [[Nachfrage]] zu schonen. Letztes Mittel ist der – automatisch durch [[Netzschutz]] ausgelöste – [[Lastabwurf (Stromnetz)|Lastabwurf]], der bei den betroffenen Verbrauchern zum Stromausfall führt. Mit ihm wird ein kompletter Netzausfall eines Verbundnetzes verhindert.

;Spitzenlast
In Deutschland beträgt die [[Spitzenlast]] (meist an einem Winter-Werktag) ungefähr 83 Gigawatt, oder umgerechnet 1000 Watt pro Kopf.

;Vertikale Netzlast
''Vertikale Netzlast'' ist „die [[Vorzeichen (Zahl)|vorzeichen-richtige]] Summe aller Übergaben aus dem Übertragungsnetz in der [[Regelzone]] […] über direkt angeschlossene Transformatoren und Leitungen zu Verteilungsnetzen und Endverbrauchern“.<ref>[https://books.google.de/books?id=CeT-DwAAQBAJ&pg=PT73&dq=Vertikale+Netzlast&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwiezaydken0AhWsQvEDHSSWC8YQ6AF6BAgJEAE#v=onepage&q=Vertikale%20Netzlast&f=false Gunnar Bärwaldt, ''Analyse von Leistungssalden zur Gestaltung einer nachhaltigen Stromversorgung mit Energiespeichern'', 2012, S. XXVI]</ref> Die Kennzahl fasst den gesamten Leitungsfluss von der Ebene der [[Höchstspannung]] in die darunter liegenden Spannungsebenen ([[Hochspannung|Hoch-]], [[Mittelspannung|Mittel-]] und [[Niederspannung]]) zusammen. Damit entspricht die vertikale Netzlast der um die [[Stromerzeugung]] unterhalb des Übertragungsnetzes reduzierten Verbraucherlast. Die Kennzahl werden von den [[Übertragungsnetzbetreiber]]n veröffentlicht.<ref>https://www.50hertz.com/de/Transparenz/Kennzahlen/Netzdaten/VertikaleNetzlast</ref><ref>https://www.amprion.net/Netzkennzahlen/Vertikale-Netzlast/</ref>

== Rechnernetze ==
In Rechnernetzen ist die Netzlast die [[Datenmenge]] von [[Datenpaket]]en oder [[Nachrichten]], die ein [[Datennetz]] pro Zeitspanne von allen [[Datenquelle]]n annimmt.<ref>[https://books.google.de/books?id=Uq4FCgAAQBAJ&pg=PA910&dq=netzlast+lexikon&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwj99IiQo-b0AhWVh_0HHc_rCrkQ6AF6BAgJEAE#v=onepage&q=netzlast%20lexikon&f=false Lutz J. Heinrich/Armin Heinzl/Friedrich Roithmayr, ''Wirtschaftsinformatik-Lexikon'', 2004, S. 452]</ref> Während ein [[Dateiserver]] einem [[Client]] ganze [[Datei]]en zur Verfügung stellt, erledigt der [[Datenbankserver]] spezielle [[Abfragesprache|Abfragen]] auf einer [[Datenbank]], was im Regelfall eine geringere Netzlast zur Folge hat.<ref>[https://books.google.de/books?id=A8DJBgAAQBAJ&pg=PA115&dq=netzlast+lexikon&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwj99IiQo-b0AhWVh_0HHc_rCrkQ6AF6BAgDEAE#v=onepage&q=netzlast%20lexikon&f=false Eberhard Stickel/Hans-Dieter Groffmann/Karl-Heinz Rau (Hrsg.), ''Gabler Wirtschafts-Informatik Lexikon'', 1997, S. 115]</ref> Die Netzlast gibt an, wie viel Prozent der tatsächlich verfügbaren [[Datenübertragungsrate]] genutzt werden.

Besondere Bedeutung hat die Netzlast der [[Breitbandnetz|Breitbandkanäle]], bei denen die beiden [[Ethernet]]-Kanäle über eine [[Brückenschaltung]] miteinander verbunden sind, welche die Analyse der Netzlast und die Einhaltung vorgegebener [[Grenzwert (Technik)|Grenzwerte]] erlaubt.<ref>[https://books.google.de/books?id=PCnKBgAAQBAJ&pg=PA211&dq=netzlast+netzmanagement&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwj5s73el-n0AhVOxIUKHRv9AmcQ6AF6BAgEEAE#v=onepage&q=netzlast%20netzmanagement&f=false Günter Schwichtenberg (Hrsg.), ''Organisation und Betrieb von Informationssystemen'', 1991, S. 235]</ref> Je größer ein Netz ist, desto anfälliger ist es für Netzstörungen, da jeder zusätzliche [[Benutzer]] die Netzlast erhöht und eine potenzielle [[Fehler]]quelle darstellt.<ref>[https://books.google.de/books?id=8hcgBgAAQBAJ&pg=PA185&dq=netzlast+netzmanagement&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwjVnPz7oen0AhWdAWMBHfvKDK84ChDoAXoECAQQAQ#v=onepage&q=netzlast%20netzmanagement&f=false Heiko Häckelmann/Hans J. Petzold/Susanne Strahringer, ''Kommunikationssysteme: Technik und Anwendungen'', 2000, S. 185]</ref> Steigt die Netzlast, nehmen die [[Antwortzeit]]en oder [[Zykluszeit (Datenverarbeitung)|Zykluszeiten]] zu.<ref>Heiko Häckelmann/Hans J. Petzold/Susanne Strahringer, ''Kommunikationssysteme: Technik und Anwendungen'', 2000, S. 185</ref>

== Verkehrsnetze ==
In Verkehrsnetzen ist die [[Verkehrsdichte]] das Indiz für die Netzlast; ein hohes [[Verkehrsaufkommen]] zeigt eine hohe Netzlast in einem bestimmten [[Verkehrsraum]] an.

== Netzmanagement ==
Das [[Netzmanagement]] hat unter anderem die Aufgabe, die Netzlast permanent zu überwachen, um etwaige [[Flaschenhals (Wirtschaft)|Engpässe]] frühzeitig zu erkennen und die Kapazitäten durch Laststeuerung zu erhöhen.<ref>[https://books.google.de/books?id=vXb-U8lbUI0C&pg=PA19&dq=netzlast+netzmanagement&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwj5s73el-n0AhVOxIUKHRv9AmcQ6AF6BAgHEAE#v=onepage&q=netzlast%20netzmanagement&f=false Jochen Dinger/Hannes Hartenstein, ''Netzwerk- und IT-Sicherheitsmanagement'', 2008, S. 19]</ref> Priorität besitzt dabei eine drohende Netzüberlastung, denn bei Überlastung einzelner Netzelemente werden diese von Schutzeinrichtungen abgeschaltet. Das Netzmanagement wertet beispielsweise [[Wetterdaten]] und den historischen Stromverbrauch aus, um hieraus Prognosen für die künftige Netzlast abzuleiten.

Außerdem sollen durch das Netzmanagement Netzstörungen verhindert und eingetretene Störungen protokolliert und beseitigt werden.<ref>[https://books.google.de/books?id=AMudJWJN5csC&pg=RA1-PA18&dq=netzst%C3%B6rung&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwiQ_7rj2uX0AhULhf0HHbBnAgoQ6AF6BAgHEAE#v=onepage&q=netzst%C3%B6rung&f=false Peter Schegner (Hrsg.), ''Internationaler ETG-Kongress 2005'', 2006, S. 26]</ref> Die Netzüberwachung wird überwiegend durch [[Computerprogramm]]e sichergestellt, die beispielsweise einen hohen [[Druckverlust]] im Wasserversorgungsnetz melden, weil dieser möglicherweise auf einen [[Wasserrohrbruch]] (Störung im Wassernetz) zurückgeführt werden kann. Der [[Dominoeffekt]] kann sich auch netzübergreifend auswirken, wenn etwa der Stromausfall im Stromnetz auch das Rechnernetz lahmlegt.

In Deutschland wurde die Netzlast des Stromnetzes im Winter 2011/2012 besonders intensiv beobachtet und auch öffentlich rezipiert, weil dieser Winter der erste nach dem [[Atomausstieg#Deutschland 2000.2F2011–2022|Atomausstieg 2011]] war. Die Netzkapazität verringerte sich durch die sieben ältesten deutschen Atomkraftwerke sowie das umstrittene [[Kernkraftwerk Krümmel]], die vom Netz genommen und deren [[Betriebserlaubnis]] entzogen wurde. Die [[Bundesnetzagentur]] (BNA) veröffentlichte einen umfassenden Bericht, wonach die Situation sehr angespannt war und die deutschen und österreichischen Reservekraftwerke mehrmals angefordert werden mussten.<ref>Bundesnetzagentur, ''Bericht zum Zustand der leitungsgebundenen Energieversorgung im Winter 2011/12'' vom 3. Mai 2012, S. 10</ref> Nach Ansicht der BNA hatten die Versorgungseinschränkungen mit Erdgas im Februar 2012 hatten auch [[Schwachstelle (Organisation)|Schwachstellen]] in den Erdgasnetzen offengelegt.

== Wirtschaftliche Aspekte ==
Die Netzlast kann unter anderem durch den [[Netzzugang]] beeinflusst werden. Ein erschwerter Netzzugang (auch durch hohe Netztarife) verringert tendenziell die Netzlast, ein erleichterter Zugang erhöht sie. Bei konstanter Anzahl der Benutzer eines Netzes verändert sich die Netzlast durch die Intensität, mit der die Benutzer die Dienste des Netzes in Anspruch nehmen. Werden beispielsweise im [[Internet]] hohe [[Datenmenge]]n nachgefragt (etwa bei [[Streaming Media]] oder [[Videokonferenz]]en), steigt die Netzlast, ohne dass sich die Anzahl der Benutzer verändert hat.

Im Hinblick auf den [[Netzwerkeffekt]] steht das Netzmanagement vor dem Dilemma, einerseits eine zu niedrige Netzlast wegen steigender [[Stückkosten]] (fehlende [[Kostendegression]]) zu vermeiden, andererseits bei beginnendem Netzwerkeffekt Netzüberlastungen wegen der Störungsgefahr zu vermeiden. Der Netzwerkeffekt verwirklicht in Netzwerken das [[Gesetz der Massenproduktion]].

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4194619-4}}

[[Kategorie:Netzwerktechnik]]
[[Kategorie:Elektrische Energieverteilung]]
[[Kategorie:Energiehandel]]
[[Kategorie:Telekommunikation]]
[[Kategorie:Größe (Verkehr)]]

Netzlast - Versionsgeschichte

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