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Der Begriff '''Stromnetz''' bezeichnet ein [[Netzwerk]] zur Übertragung ('''[[Übertragungsnetz]]''') und Verteilung ('''Verteilnetz''') [[Elektrische Energie|elektrischer Energie]]. Es besteht aus elektrischen Leitungen wie [[Freileitung]]en und [[Erdkabel]]n sowie den dazugehörigen Einrichtungen wie [[Lastverteilerwerk|Schalt-]] und [[Umspannwerk]]en.

Große, räumlich benachbarte und elektrisch verbundene Stromnetze werden als [[Verbundnetz]] bezeichnet, kleine, räumlich getrennte Stromnetze als [[Inselnetz]]e. Elektrische Netze in Fahr- und [[Flugzeug]]en heißen [[Bordnetz]]e. Eine historische Bezeichnung für das Stromnetz ist [[Lichtnetz]], weil elektrische Energie anfänglich fast nur zur Beleuchtung mit [[Glühlampe]]n diente.

[[Datei:Stromversorgung.svg|mini|hochkant=2|Grobe Struktur eines Stromnetzes]]

== Aufgaben ==

Stromnetze dienen der Versorgung der Verbraucher mit elektrischer Energie und verbinden die Kraftwerke und andere Energie-Umwandler zum Beispiel [[Windenergieanlage|Windenergie-]] und [[Photovoltaik]]anlagen. Dies geschieht auf unterschiedlichen Spannungsebenen, um die Netzverluste ([[Übertragungsverlust]]) zu verringern. Durch Anheben der [[Elektrische Spannung|Spannung]] sinkt der erforderliche [[Leiterquerschnitt]] der Stromleitungen und der Aufwand für die Leistungsschalteinrichtungen, andererseits steigt der Aufwand und die Kosten für die Isolierung und Trennung, das heißt der Schutz vor Überschlag und Kriechströmen. Das Stromversorgungsnetz wird mit [[Dreiphasenwechselstrom]] betrieben und umfasst üblicherweise vier Spannungsebenen, um einerseits weite Entfernungen zu überwinden und andererseits anwenderfreundliche Spannungen anzubieten. Die [[Netzfrequenz]] beträgt in Europa 50 [[Hertz (Einheit)|Hertz]] (Hz), in Nordamerika 60 Hz. Hierdurch werden Umspann-[[Transformator]]en möglich, gleichzeitig sind diese Frequenzen gut in rotierenden [[Elektrische Maschine|elektrischen Maschinen]] zu erzeugen und zu nutzen. Hierfür dient auch das dreiphasige [[Drehstrom]]netz, welches für einen Teil der Endverbraucher und einen Großteil der [[Elektrogerät]]e in Einphasenwechselstrom („Haushaltsstrom“) aufgeteilt werden kann.

Das [[Bahnstrom]]netz verschiedener Länder wird mit [[Einphasenwechselstrom]] bei einer Frequenz von 16,7 Hz betrieben. Der Grund ist, dass Elektroantriebe für Lokomotiven [[Reihenschlussmotor]]en waren und oft auch noch sind. Die Funkenbildung an deren [[Kommutator (Elektrotechnik)|Kommutator]] kann nur dadurch begrenzt werden, dass der [[Bahnstrom#Wechselstrom mit verminderter Frequenz|Betrieb bei niedriger Frequenz]] erfolgt.

[[Freileitung]]snetze zur Verteilung von Elektroenergie werden auch zur [[Nachrichtenübertragung]] eingesetzt, früher mittels [[Trägerfrequenzanlage|Trägerfrequenzverfahren]] auf den Leiterseilen, über die [[Erdseil]]e oder über mitverlegte Nachrichtenkabel (meist [[Glasfaserkabel]]).<ref>Udo Leuschner: [http://www.udo-leuschner.de/basiswissen/SB124-08.htm ''Vom Telefondraht zum Lichtwellenleiter: Das Informationsnetz der Stromversorger.''] udo-leuschner.de, o. J., abgerufen am 4. Juli 2024.</ref> Die Nachrichtenübertragung wird von den Energieversorgern selbst verwendet oder auch anderen Nutzern angeboten.

== Technik ==
[[Datei:RDK Goldgrund.jpg|mini|Kraftwerk und Leitungen]]

=== Spannungsebenen ===
[[Datei:Die vier Spannungsebenen im Stromnetz.webm|mini|Die vier Spannungsebenen im deutschen Stromnetz]]
Stromnetze werden nach der Betriebsspannung eingeteilt, bei der sie elektrische Energie übertragen. Hinsichtlich der [[Netznutzungsentgelt]]e existiert in einigen Ländern eine Einteilung nach der [[Netzebene (Stromversorgung)|Netzebene]], aus der Strom entnommen wird.
* [[Höchstspannung]]: In Westeuropa in der Regel 220 oder 380 kV.<ref name="WISSEN HOCH 2 – 2200-03-31">{{Internetquelle |url=https://www.zdf.de/dokumentation/3sat-wissenschaftdoku/220331-sendung-wido-102.html |titel=Wissen Hoch 2 – Wie sicher sind unsere Stromnetze? |werk=zdf.de |hrsg=ZDF |datum=2022-03-31 |format=WEBM Video 44 min |abruf=2022-03-31 |kommentar=Minute 4:30, verfügbar bis 31.03.2027}}</ref> In [[Kanada]] und in den [[USA]] werden 735 kV und 765 kV verwendet. In [[Russland]] existiert ein ausgedehntes 750-kV-Netz, von dem einzelne Leitungen auch nach [[750-kV-Leitung Rzeszów–Chmelnyzkyj|Polen]], [[Ungarn]], [[Rumänien]] und [[Bulgarien]] führen. Eine [[Drehstromleitung Ekibastus–Kökschetau|1150-kV-Leitung]] führt vom [[Kraftwerk Ekibastus]] ([[Kasachstan]]) zur Stadt [[Elektrostal]] (Russland). Sie wird heute jedoch nur noch mit 500 kV betrieben.<ref>{{Webarchiv |url=http://www.energo-info.ru/images/pdf/Kutuzova.pdf |text=Betrieb und Umweltwirkungen der Drehstromleitung Ekibastus–Ural. |format=PDF |wayback=20110812223757}} energo-info.ru (russisch, mit Grafiken und Fotos).</ref>
* Hochspannung: 60 bis 150 kV. In Deutschland und Österreich wird fast durchgängig 110 kV verwendet.<ref name="WISSEN HOCH 2 – 2200-03-31" /> Daneben existieren noch in Schleswig-Holstein, bei Winsen (Aller), in der Nähe von Landesbergen, bei Philippsthal und im alten Netz der Städtischen Werke [[Kassel]]<ref>{{Internetquelle |url=http://www.tmk-kassel.de/unterseiten/sammlungsgebiete/energie/stw_1_fortsetzung.shtml |titel=Region Nordhessen – Kompetenz in Elektro- und Informationstechnik. Entwicklung der Versorgung der Region mit elektrischer Energie |werk=Festschrift „100 Jahre Strom für Kassel / 1891–1991“ |hrsg=Städtische Werke Kassel AG |abruf=2018-07-30 |kommentar=Auf der Webseite des Technik-Museums Kassel}}</ref> Leitungen mit 60 kV Betriebsspannung. Im [[Saarland]] wird ein Netz an 65-kV-Leitungen betrieben.<ref>{{Webarchiv |url=http://www.itoworld.com/map/4 |text=Electricity distribution |wayback=20120801120744}} itoworld.com; abgerufen am 22. Januar 2013.</ref> In der Schweiz existiert kein einheitlicher Wert im Hochspannungsnetz.
* [[Mittelspannung]]: 10<ref>[https://www.energie-lexikon.info/mittelspannung.html ''Mittelspannung''.] energie-lexikon.info; abgerufen am 25. November 2023.</ref> bis 35 kV. Für Netze mit hohem Freileitungsanteil, ausgedehnten ländlichen Regionen und bei neuen Installationen sind 20 bis 25 kV üblich.<ref name="WISSEN HOCH 2 – 2200-03-31" /> In städtischen Regionen, wo teilweise noch ältere Erdkabel in Papier-Blei-Ausführung mit Aluminium oder als [[Massekabel]] ausgeführt sind, wird eine niedrigere Mittelspannung mit 10 kV eingesetzt.<ref>[http://www.wienstrom.at/ws/wienstrom/jsp/browse/program.jsp?programId=13471 Wienstrom Leitungsnetz] mit technischen Informationen</ref>
* [[Niederspannung]]: 230/400 V.<ref name="WISSEN HOCH 2 – 2200-03-31" /> In der Industrie sind auch andere Niederspannungen üblich, zum Beispiel 500 oder 690 V.

Die Höchst-, Hoch- und Niederspannungen sind für Westeuropa weitgehend standardisiert. Bei der Mittelspannung kann eine nachträgliche Anpassung an Standardspannungen zu aufwändig sein, da man sehr viele alte [[Erdkabel]] uneinheitlicher Maximalbetriebsspannung austauschen müsste. Der Großteil der Investitionskosten fällt in der Mittel- und Niederspannungsebene an, in der etwa 70 % der gesamten Stromnetzkosten gebunden sind. Auf die Hochspannungsebene (110 kV) entfallen etwa 20 %, auf die Höchstspannungsebene (220/380 kV) 10 %.<ref>Günther Brauner: ''Energiesysteme: regenerativ und dezentral. Strategien für die Energiewende''. Wiesbaden 2016, S. 26.</ref>

=== Funktion der einzelnen Netze ===
[[Datei:Netzebenen.png|mini|Funktion der einzelnen Netzebenen]]
* Das [[Übertragungsnetz]] bedient sich der [[Drehstrom-Hochspannungs-Übertragung]] (DHÜ, engl. ''HVAC''). Es verteilt die von Kraftwerken erzeugte und ins Netz eingespeiste Energie landesweit an [[Leistungstransformator]]en, die nahe an den Verbrauchsschwerpunkten liegen. Auch ist es über sogenannte Kuppelleitungen an das internationale Verbundnetz angeschlossen.
* Das in Europa üblicherweise mit 110 kV betriebene [[#Verteilung|Verteilnetz]] sorgt für die Grobverteilung elektrischer Energie. Leitungen führen hier in verschiedene Regionen, Ballungszentren zu deren [[Umspannwerk]]en oder große [[Industriebetrieb]]e. Abgedeckt wird ein Leistungsbedarf von 10 bis 100 MW.
* Das [[Mittelspannungsnetz]] verteilt die elektrische Energie an die regional verteilten [[Transformatorenstation]]en oder größere Einrichtungen wie zum Beispiel Krankenhäuser oder Fabriken. [[Stadtwerke]], die ebenfalls kleinere Kraftwerke oft auch mit [[Kraft-Wärme-Kopplung]] betreiben, speisen ihren Strom in das Mittelspannungsnetz.
* Die [[Niederspannungsnetz]]e sind für die Feinverteilung zuständig. Die Niederspannung wird in Europa auf die üblichen 230 V/400 V transformiert und damit werden [[Privathaushalt|private Haushalte]], kleinere [[Industrie]]betriebe, [[Gewerbe]] und [[Verwaltung]]en versorgt. Diese Leitungen werden auch als die [[letzte Meile]] bezeichnet. Kleine – etwa private – Photovoltaikanlagen speisen Überschussleistung auf dieser Niederspannungsebene ein.

=== {{Anker|Spannungsregelung}}Spannungsregelung ===
Die Verteiltransformatoren im Mittelspannungsnetz haben im Allgemeinen ein festes Übersetzungsverhältnis. Um trotz der im Laufe eines Tages auftretenden großen Lastschwankungen die Netzspannung beim Verbraucher in etwa konstant halten zu können, kann das Übersetzungsverhältnis der Leistungstransformatoren zwischen Hoch- und Mittelspannungsnetz (z. B. 110 kV/20 kV) in Grenzen variiert werden. Dazu werden von der Primärwicklung mehrere Anzapfungen nach außen geführt. Ein extra dafür gebauter Schalter, ein sogenannter [[Stufenschalter für Leistungstransformatoren|Stufenschalter]], erlaubt das Umschalten zwischen den Anzapfungen, ohne den Transformator dazu abschalten zu müssen. Dieser Vorgang wird [[Spannungsregelung]] genannt. Für die einwandfreie Funktion vieler Geräte muss die Netzspannung innerhalb enger Grenzen gehalten werden. Zu hohe oder zu niedrige Spannungen können durch [[Stromausfall|Störungen]] verursacht werden.

=== Gleichstromtrassen ===
Daneben gibt es auch Leitungen mit hochgespanntem Gleichstrom für Übertragung über weite Strecken, insbesondere Seekabel in Form der [[Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung]] (HGÜ).

=== Verbindung der Stromnetze untereinander ===
Die Verbindung von Stromnetzen mit unterschiedlichen Spannungsebenen erfolgt über Transformatoren, die in [[Umspannwerk]]en installiert sind. Der Stromfluss durch die Netze und zu Netzen mit gleicher Spannungsebene erfolgt über [[Schaltanlage]]n. Stromnetze mit unterschiedlicher Frequenz oder Phasenzahl oder Stromnetze, die nicht miteinander synchronisiert sind, können über [[HGÜ-Kurzkupplung]]en oder Motor-/Generator-Kombinationen miteinander gekoppelt werden.

=== Verbundnetz ===
{{Hauptartikel|Netzregelverbund|Europäisches Verbundsystem|Verbundnetz}}

In einem Verbundnetz werden mehrere Kraftwerke und Abnehmerzentren zusammengefasst, da so der lokale Unterschied zwischen Angebot und Nachfrage von Momentanleistung innerhalb des Netzes besser ausgeglichen werden kann. Verbundnetze stellen somit den Gegenpol zu [[Inselnetz]]en dar.

Durch ein Verbundnetz ergeben sich folgende Vorteile:
* das Energiesystem wird stabiler, da so Über- und Unterkapazitäten abgefangen werden bzw. sich ausgleichen können,
* durch Leistungsaustausch können Lastschwankungen kurzfristig besser ausgeregelt werden als nur durch Regelung der Kraftwerke, und
* die Betriebszuverlässigkeit des Netzes wird gesteigert.

Innerhalb eines Verbundsystems müssen alle Erzeuger synchron arbeiten. [[Dreiphasenwechselstrom]] führt zu höheren [[Übertragungsverlust]]en in den Kabeln, so dass er zum Beispiel bei Seekabeln von über 30 km Länge nicht verwendet wird. In Mittel- und Westeuropa wird auf dem Gebiet der [[Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity]] (UCTE) ein [[europäisches Verbundsystem]] betrieben; die organisatorischen Belange wurden im Jahr 2009 durch die [[ENTSO-E]] übernommen.

=== Einspeisenetz ===
Ein Einspeisenetz ist ein speziell für die Aufnahme und Weiterleitung von Strom aus erneuerbaren Energien ausgelegtes Stromnetz, welches mit dem Versorgungsnetz, häufig auch mit dem [[Übertragungsnetz]] verbunden ist und nicht durch den Netzbetreiber, sondern durch den Betreiber der Energieanlagen errichtet und betrieben wird. In der deutschen Regelzone ''50hertz'' sind zwei Umspannwerke als Pilotprojekte ausgewiesen. Im Umspannwerk Altentreptow-Nord und Wessin wird nur Windenergie in das Übertragungsnetz eingespeist. Im Unterschied zum öffentlichen Versorgungsnetz sind Einspeisenetze weniger redundant und für geringere [[Volllaststunde]]n ausgelegt und somit schnell und kostengünstig zu errichten.<ref>{{Webarchiv |url=http://www.geni.ag/glossar.html |text=geni.ag |wayback=20111105040316}}</ref> Einspeisenetze dienen insbesondere der Verbesserung der Systemintegration der erneuerbaren Energien im Strombereich.<ref>{{Webarchiv |url=http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/systemintegration_ee.pdf |text=bmu.de |format=PDF |wayback=20120131091041}}</ref> Ein Beispiel ist das Einspeisenetz von [[Enertrag]] in der [[Uckermark]].<ref>{{Webarchiv |url=https://www.enertrag.com/fileadmin/downloads/public/verschiedenes/o_e_profil_enertrag_einspeisenetz.pdf |text=enertrag.com |format=PDF |wayback=20160729182758}}</ref>

=== Verteilung ===
[[Datei:2012 strommasten 110 220 380kV himberg.jpg|mini|110-kV-, 220-kV- und 380-kV-Leitungen in Himberg, Österreich]]
Die elektrische Energie kann in diesen Mengen nur drahtgebunden über [[Hochspannungsleitung]]en – [[Freileitung]]en und [[Erdkabel]] – übertragen werden. Beide Systeme haben Vor- und Nachteile.

Für den Einsatz von Freileitungen sprechen die geringeren Kosten sowie leichtere Lokalisierbarkeit und Behebbarkeit von Fehlern. Freileitungen sind Umwelteinflüssen (z. B. Stürmen) ausgesetzt, können das Landschaftsbild beeinträchtigen und können in seltenen Fällen Menschen, Tiere und Sachgüter gefährden.

Es gibt verschiedene Typen von [[Freileitungsmast]]en. Zu speziellen Problemen im [[Leitungsbau]] bei der Überquerung von Hindernissen siehe [[Freileitungskreuzung]]en.

Erdkabel haben einen geringeren Platzbedarf, sind vor Umwelteinflüssen besser geschützt und bei der Bevölkerung akzeptierter. Ihr Bau ist aber deutlich teurer; der Wartungsaufwand bei Defekten ist hoch und es gibt technische Probleme, wenn unterirdische Hochspannungsleitungen gewisse Kabellängen überschreiten. Beispielsweise ist die Wärmeabfuhr bei Freileitungen durch die umgebende Luft gewährleistet, bei Erdkabeln nicht. Weitere Probleme entstehen durch die enorme [[Blindleistung]], die wiederum durch die hohe Kapazität des Kabels bedingt ist.

Das deutsche Stromnetz ist etwa 1,8 Millionen Kilometer lang<ref>[http://www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Downloads/DE/Allgemeines/Bundesnetzagentur/Publikationen/Berichte/2014/Monitoringbericht_2014_BF.pdf?__blob=publicationFile&v=4 Monitoringbericht 2014.] (PDF; 11 MB) Bundesnetzagentur, S. 22.</ref> (Stand 2014). Die Netzkilometer verteilen sich wie folgt auf die verschiedenen Netzspannungen:
* 1.156.800 km [[Niederspannungsnetz|Niederspannungsebene]]
* {{0|0.}}509.900 km [[Mittelspannungsnetz|Mittelspannung]]
* {{0|0.0}}96.300 km Hochspannungsebene
* {{0|0.0}}35.000 km Höchstspannungsnetze

Im Jahr 2003 waren etwa 71 % unterirdisch verlegt. Ein Vergleich zu dem Wert für 1993 – etwa 64 % – zeigt die Tendenz, infolge des Leitungsausbaus im Bereich der Niederspannungsnetze und teilweise Mittelspannung, die unterirdische Stromverteilung auszubauen. Im Hoch- und insbesondere Höchstspannungsbereich spielen die unterirdisch verlegten [[Hochspannungskabel|Erdkabelsysteme]] bezüglich Längenanteil kaum eine Rolle.

Das Stromnetz muss fortlaufend an den Ausbau erneuerbarer Energien und die sich dadurch ändernde regionale Verteilung von Energieanlagen angepasst werden. In Zusammenhang mit Verzögerungen im Netzausbau führt das zu Netzbelastungen, zu deren Behebung die Netzbetreiber stabilisierend eingreifen müssen. Das betrifft das Übertragungsnetz und in geringerem Maß auch das Verteilnetz. Die dazu notwendigen [[Redispatch (Stromnetz)|Redispatch]]- und Einspeisemanagement-Maßnahmen kosteten im Jahr 2017 etwa 1,4 Milliarden Euro (2016 rund 880 Millionen Euro, 2015 rund 1,1 Milliarden Euro).<ref>{{Internetquelle |url=http://www.tagesschau.de/wirtschaft/tennet-stromnetz-101.html |titel=Quartalsbericht zu Netz- und Systemsicherheitsmaßnahmen. Gesamtjahr und Viertes Quartal 2017 |hrsg=Bundesnetzagentur |datum=2018-07-06 |abruf=2018-11-30}}</ref> Diese Kosten werden in den Netzentgelten eingerechnet.

=== Netztopologien ===
Stromnetze können in ihrer Struktur verschiedenartig aufgebaut sein. Die Topologie richtet sich nach verschiedenen Kriterien wie der Spannungsebene, räumlichen Randbedingungen, Installations- und Betriebskosten oder der Versorgungssicherheit. In einem konkreten Netz können die verschiedenen Topologien auch gemischt in verschiedenen Regionen vorkommen. Die wichtigsten Netzformen sind:<ref name="schwab5">{{Literatur |Autor=Adolf J. Schwab |Titel=Elektroenergiesysteme. Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie |Auflage=5. |Verlag=Springer |Ort=Berlin |Datum=2019 |ISBN=978-3-662-55315-2 |Kapitel=Kapitel 11.1 - Netztopologien |Seiten=546–550}}</ref>

==== Strahlennetz ====
Das Netz wird von einer zentralen Speisestelle aus versorgt, die einzelnen Leitungen, als Stichleitung bezeichnet, laufen strahlenförmig zu den einzelnen Verbrauchsstellen. In dieser Topologie sind oft [[Niederspannungsnetz]]e gestaltet. Der Vorteil besteht in geringem Planungsaufwand, einfacher Fehlersuche und geringen Anforderungen an den Netzschutz. Nachteilig ist eine geringe Versorgungssicherheit, da bei Ausfall einer Stichleitung alle daran angeschlossenen Verbraucher einen [[Stromausfall]] erleiden.

==== Ringnetz ====
Ringnetze werden von einer oder mehreren Stellen aus gespeist, die Versorgung der einzelnen Verbraucher erfolgt in Form einer Ringleitung: Ein Verbraucher kann also von zwei Seiten über den Ring versorgt werden. Bei einem technischen Defekt kann der Ring um die Fehlerstelle herum geöffnet werden, womit die Verbraucher abseits der Fehlerstelle weiter versorgt werden können. Der Vorteil ist eine erhöhte Versorgungssicherheit, der Nachteil die höhere Qualifikation des Wartungspersonals, da das [[Fünf Sicherheitsregeln#Freischalten|Freischalten]] eines Netzabschnittes im Ring das Betätigen mehrerer Schaltstellen bedingt. Eine Sonderform, mit erhöhter Ausfallsicherheit, stellt ein doppeltes Ringnetz dar, bei dem zwei Ringnetze räumlich parallel ausgeführt werden: Jeder Verbraucher kann dann wahlweise von einem der beiden Ringnetze versorgt werden. Anwendung finden Ringnetze bei größeren Niederspannungsnetzen, insbesondere in städtischen Bereichen, in [[Mittelspannungsnetz]]en und auf der 110-kV-Verteilnetzebene, wo üblicherweise doppelte Ringleitungen mehrere untergeordnete [[Umspannwerk]]e versorgen.

==== Maschennetz ====
{{Hauptartikel|Maschennetz (Stromversorgung)}}
Maschennetze stellen verallgemeinerte Ringnetze dar, werden üblicherweise an mehreren Punkten gespeist und die Verbraucher verteilen sich in einem Netz, welches über mehrere Knoten und Zweige verfügt. Die Speisung einzelner Verbrauchspunkte erfolgt üblicherweise über zwei oder mehr Leitungen, die konkrete Form richtet sich primär nach den Leistungsanforderungen und räumlichen Bedingungen. Ein Maschennetz bietet bei entsprechender Auslegung die höchste Versorgungssicherheit, erfordert aber einen deutlichen komplexeren [[Netzschutz]]. Auch müssen Methoden zur Steuerung der einzelnen Leistungsflüsse auf einzelnen Zweigen, den Verbindungsleitungen innerhalb des Netzwerkes, bestehen, da jede Leitung nur eine beschränkte Transportleistung aufweist. Anwendung finden Maschennetze unter anderem in den Übertragungsnetzen mit Hoch- und Höchstspannung, wie der 380-kV-Ebene. Verbundnetze sind im Regelfall eine räumliche Kombination mehrerer Maschennetze.

== Netzzustände ==
Im Rahmen des Netzbetriebs wird zwischen verschiedenen Netzzuständen unterschieden, welche Auskunft darüber geben, ob das Versorgungsnetz seiner Aufgabe zur elektrischen Energieverteilung nachkommen kann. In den Regeln zum Netzbetrieb von Übertragungsnetzen wird zwischen vier verschiedenen Netzzuständen unterschieden, welche im Falle von Störungen von oben nach unten durchlaufen werden:<ref>{{Internetquelle |url=http://www.swissgrid.ch/dam/swissgrid/experts/transmission_code/TC_2010_de.pdf |titel=Transmission Code 2010 |hrsg=swissgrid |format=PDF; 880 kB |offline=1 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20140113203553/http://www.swissgrid.ch/dam/swissgrid/experts/transmission_code/TC_2010_de.pdf |archiv-datum=2014-01-13 |abruf=2013-07-20}}</ref>

# Der sichere Netzzustand ist der erwünschte Normalfall und dadurch gekennzeichnet, dass die zulässigen elektrischen Grenzwerte eingehalten werden, die [[(n − 1)-Regel]] im gesamten Netz erfüllt ist, ausreichend [[Regelleistung (Stromnetz)|Regelleistung]] zur Verfügung steht, um Lastschwankungen ausgleichen zu können, und alle Verbraucher versorgt werden können.
# Der gefährdete Netzzustand bedeutet, dass zwar alle Verbraucher versorgt werden können, aber weitere Kriterien wie Einhaltung des N-1-Kriteriums oder die Verfügbarkeit von ausreichend Regelleistung nicht sichergestellt ist.
# Der gestörte Netzzustand ist zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass nicht mehr alle Verbraucher versorgt werden können. Es kommt zu regionalen [[Stromausfall|Stromausfällen]].
# Der kritische Netzzustand ist dadurch gekennzeichnet, dass ein hohes Eintrittsrisiko für weitreichende Stromausfälle besteht und unmittelbare Handlungen wie beispielsweise das Trennen des Verbundnetzes in einzelne Teilnetze nötig sind.

== Netzbetreiber ==
=== Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) ===
{{Hauptartikel|Übertragungsnetzbetreiber}}
Im Bereich der Höchstspannungsnetze sind die Netze der einzelnen Übertragungsnetzbetreiber über [[Hochspannungsleitung]]en zum nationalen Verbundnetz zusammengeschlossen.

==== Deutschland ====
[[Datei:Regelzonen mit Übertragungsnetzbetreiber in Deutschland.png|mini|Deutsche Übertragungsnetze von [[50Hertz Transmission|50Hertz]], [[Amprion]], [[Tennet TSO|Tennet]] und [[TransnetBW]]]]
In Deutschland sind vier Netzbetreiber (TSO, Transmission System Operator) tätig; sie haben sich zum deutschen [[Netzregelverbund]] zusammengeschlossen: [[Amprion]], [[TransnetBW]], [[Tennet TSO]] und [[50Hertz Transmission]].

==== Schweiz ====
Das Schweizer Stromnetz ist von großer Bedeutung für den westeuropäischen Stromhandel; es dient traditionell als Drehscheibe für den Ausgleich von Spitzenbedarf und Spitzenproduktion der großen kontinentaleuropäischen Länder. Das Netz im engeren Sinne wurde 2009 aus den einzelnen [[Energieversorgungsunternehmen]] (EVU) in sogenannte Grid-Gesellschaften ausgegliedert und wurde in den landesweiten Transportnetzbetreiber (TSO) [[Swissgrid]] überführt.

==== Österreich ====
In Österreich wird das nationale Übertragungsnetz von der [[Austrian Power Grid]] (APG) betrieben.

==== Europäische Zusammenarbeit ====
Am 16. April 1958 wurden mit dem „[[Stern von Laufenburg]]“ beim [[Laufenburg AG|schweizerischen Laufenburg am Rhein]] unter der Kontrolle von [[Elektrizitätsgesellschaft Laufenburg]] erstmals die Stromnetze Deutschlands, Frankreichs und der Schweiz zusammengeschaltet.<ref>{{Literatur |Hrsg=Axpo |Titel=Axpo Magazin – Netzstabilität: Der «Stern von Laufenburg» veränderte alles |Datum= |Online=https://www.axpo.com/ch/de/ueber-uns/magazin.detail.html/magazin/energiemarkt/der-stern-von-laufenburg.html |Abruf=2020-09-07}}</ref><ref>{{Literatur |Hrsg=VSE |Titel=Netzstabilität: Der «Stern von Laufenburg» veränderte alles |Datum= |Online=https://www.strom.ch/de/nachrichten/netzstabilitaet-der-stern-von-laufenburg-veraenderte-alles |Abruf=2020-09-07}}</ref>

2007 haben sich die europäischen Übertragungsnetzbetreiber, die für den Betrieb des Höchstspannungs-Verbundnetzes zuständig sind, im Verband ''[[ENTSO-E]]'' formiert; davor gab es sechs alte Verbände („ETSO“). Sie reagierten damit auf das dritte Energie-Binnenmarktpaket der [[Europäische Kommission|Europäischen Kommission]]; dieses wurde 2009 verabschiedet. ''ENTSO-E'' vertritt auch die Netzbetreiber gegenüber der Kommission.

=== Verteilnetzbetreiber (VNB) ===
{{Hauptartikel|Verteilnetzbetreiber}}
Neben den Übertragungsnetzbetreibern gibt es eine Vielzahl Verteilnetze. In Deutschland gibt es etwa 900 kleinere Verteilnetzbetreiber, die Strom zu den Endverbrauchern liefern.

Die Netzbetreiber erhalten [[Netznutzungsentgelt]]e für die Dienstleistung „[[Netzdurchleitung|Durchleiten]] von Strom vom Stromproduzenten zum Verbraucher“. Preise für diese Dienstleistung setzt in Deutschland die [[Bundesnetzagentur]] fest.

=== Stromnetze der Eisenbahnen ===
Ein weiteres Energieversorgungsnetz in Deutschland, der Schweiz und Österreich betreiben die [[Bahn (Verkehr)|Bahnunternehmen]]. Die [[DB Energie]] betreibt das größte zusammengeschaltete 110-kV-Netz in Deutschland. Es verwendet [[Einphasenwechselstrom]]. Das Freileitungsnetz hat eine Länge von ca. 7.600 km an [[Bahnstromleitung]]en. Anders als im nationalen Verbundnetz beträgt im [[Bahnstromnetz]] die Netzfrequenz 16,7 Hz. Die [[Rübelandbahn]] verwendet 50 Hz Netzfrequenz und wird direkt aus dem öffentlichen Stromnetz versorgt.

Daneben existieren noch kleine regionale Stromnetze wie die mit Einphasenwechselstrom und mit einer Frequenz von 25 Hz betriebene [[Mariazellerbahn]] in Österreich. Diese Bahn verfügt über ein kleines eigenes 27-kV-Netz.

In den übrigen Ländern erfolgt die Energieversorgung elektrischer Bahnen aus dem öffentlichen Stromnetz. Bei Gleichstrombahnen durch Gleichrichter in den Unterwerken, bei mit Einphasenwechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz betriebenen Bahnen werden die Phasen des Drehstromsystems im Unterwerk getrennt und in jeweils verschiedene Streckenabschnitte einzeln gespeist.

== Offshorenetz, Anschluss an das Verbundnetz an Land ==
[[Datei:Karte Offshore-Windparks in der Deutschen Bucht.svg|mini|Lage der Windparks in der Deutschen Bucht]]
Die schnell wachsende Stromversorgung der Offshore-Windindustrie mit den drei Einspeisestationen Büttel, Dörpen und Dörpen West ist aus der Karte der Offshore-Windkraftanlagen ersichtlich.

== Geschichte ==
{{Hauptartikel|Elektrifizierung|Geschichte der deutschen Elektrizitätswirtschaft|Stromkrieg}}
Der Stromkrieg war um 1890 ein Streit, ob die von [[Thomas Alva Edison]] favorisierte Gleichspannung oder die von [[George Westinghouse]] favorisierte Wechselspannung die geeignetere Technik für die großflächige Versorgung der [[Vereinigte Staaten|Vereinigten Staaten von Amerika]] mit elektrischer Energie und den Aufbau von Stromnetzen sei.

== Literatur ==
* Klaus Heuck, Klaus-Dieter Dettmann, Detlef Schulz: ''Elektrische Energieversorgung. Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis.'' 8., überarbeitete und aktualisierte Auflage. Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-0736-6.
* Adolf J. Schwab: ''Elektroenergiesysteme. Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie.'' 3. Auflage. Springer, Berlin 2012, ISBN 978-3-642-21957-3.
* European Technology Platform SmartGrids (Europäische Kommission) 2007:
** [http://ec.europa.eu/research/energy/pdf/smartgrids_agenda_en.pdf ''Strategic Research Agenda for Europe’s Electricity Networks of the Future''.] (PDF; 2,1 MB; 96 S.)
** [http://ec.europa.eu/research/energy/pdf/smartgrids_en.pdf ''Vision and Strategy for Europe’s Electricity Networks of the Future''.] (PDF; 1,8 MB; 44 S.)

== Siehe auch ==
* [[Pandapower]] Programmbibliothek

== Weblinks ==
{{Commonscat|Power grids|Stromnetze}}
{{Wiktionary}}
* {{DNB-Portal|4121178-9}}
* [https://www.bfe.admin.ch/bfe/de/home/versorgung/stromversorgung/stromnetze.html Stromnetze] – Informationen des [[Bundesamt für Energie|Bundesamts für Energie]] (Schweiz).
* [https://www.swissgrid.ch/de/home.html Swissgrid] – Stromnetz in der Schweiz.

'''Karten'''
* [https://www.entsoe.eu/data/map/ ENTSO-E], Karte des [[Verbundnetz]] von Europa und Nordafrika.
* [http://www.geni.org/globalenergy/library/national_energy_grid/index.shtml Karten der Stromnetze verschiedener Länder] (englisch)
* [https://www.flosm.org/de/Stromnetz.html Karte des weltweiten Stromnetzes], alle Leitungen. Noch lückenhaft, editierbar und im Wachsen. ''(123map GmbH, [[OpenStreetMap]])''
* [https://openinframap.org/#5/50.66/12.09 Karte des weltweiten Stromnetzes], alle Leitungen. Noch lückenhaft, editierbar und im Wachsen.
* [https://www.udo-leuschner.de/energie-chronik/011005d.gif Karte des österreichischen Stromnetzes]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4121178-9|LCCN=sh85067213}}

[[Kategorie:Elektrische Energieverteilung]]
[[Kategorie:Wikipedia:Artikel mit Video]]

[[bg:Електрически далекопровод]]

Stromnetz - Versionsgeschichte

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