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Kaskadierung

Über diesen Artikel

Lesezeit

3 Minuten

Veröffentlichung

10.09.2021

Letztes Update

13.09.2021

Kaskadierung: Ziele der Anwendung in diversen Branchen
Inhalt des Wiki-Artikels

Kaskadierung ist ein Begriff, der in unterschiedlichen Bereichen genutzt wird. Er bezeichnet die Realisierung einer hintereinandergeschalteten Anordnung. Im IT-Bereich, bei der Wärmeerzeugung, im Stromsektor und in der Wirtschaft ist die Kaskadierung geläufig.

Kaskadierung in Elektrotechnik und Informatik

In der Elektrotechnik werden Verbindungen, Vierpole und andere Bauteile kaskadiert – das bedeutet, sie werden aneinandergereiht. Beispielsweise verbinden sich zwei Stationen per Ethernet kaskadenförmig über mehrere Repeater hinweg. In der Informatik wird die Kaskadierung bei Programmiersprachen angewendet, wie zum Beispiel bei CSS. Die Abkürzung CSS steht für Cascading Stylesheets, was wörtlich übersetzt „Kaskadenförmige Gestaltungsbögen“ bedeutet. Die Programmiersprache wurde mit dem Ziel entwickelt, Layout und Inhalt von Websites voneinander zu trennen. Durch die Kaskadierung des Quellcodes vereinfacht sich die Programmierung erheblich, da der Quelltext nicht mehr so aufgebläht, sondern viel übersichtlicher ist. Den Codes können verschiedene Gewichtungen zugewiesen werden, so dass die höherstehenden die geringer gewichteten überschreiben.

Kaskadierung von Wärmeerzeugern

In der Heizungstechnik bezeichnet der Begriff Kaskadierung die Hintereinanderschaltung mehrerer Wärmeerzeuger. Zum Beispiel können zwei oder mehr Gasthermen kombiniert werden. Dies hat den Vorteil, dass ein großer Leistungsbereich zur Verfügung steht, der flexibel genutzt werden kann. Bei einem hohen Wärmebedarf wird die zweite Gastherme zugeschaltet. Auch Ölkessel eignen sich für eine Kaskadierung. Die Kaskadenschaltung ermöglicht einen bedarfsorientierten und effizienten Heizbetrieb, sie ist besonders gut geeignet für:

  • Zwei- und Mehrfamilienhäuser
  • Große Wohnbauprojekte
  • Gewerbeimmobilien

Kaskadierung in der Stromversorgung

Am 1. Februar 2017 trat die VDE-Anwendungsregel „Kaskadierung von Maßnahmen für die Systemsicherheit von elektrischen Energieversorgungsnetzen“ (VDE-AR-N 4140) in Kraft. Ziel der Regel ist die Verbesserung der Zusammenarbeit zwischen den Netzbetreibern. In kritischen Situationen ist schnelles Handeln erforderlich, grundlegend dafür ist, dass jeder Netzbetreiber seinen Zuständigkeitsbereich kennt und alle zuverlässig zusammenwirken. Die VDE-Anwendungsregel legt fest, wie die Netzbetreiber bei Störungen oder Gefährdungen der Systemsicherheit agieren. Mit der Kaskadierung von Maßnahmen werden operative Kaskaden festgelegt, die in den folgenden Fällen Anwendung finden:

  • Netzengpass wegen Erzeugungsüberschuss oder zu geringer Netzlast
  • Systembilanzabweichung wegen Erzeugungsüberschusses oder geringer Netzlast
  • Netzengpass wegen zu hoher Netzlast oder zu geringer Erzeugung
  • Systembilanzabweichung wegen Erzeugungsmangel oder zu hoher Netzlast
  • Spannungsproblem (schleichender Spannungskollaps)

Jede Kaskade enthält detaillierte Handlungsabfolgen. Nach der Einleitung einer Kaskade darf es nicht zu Verzögerungen kommen. Maximal zwölf Minuten hat ein Netzbetreiber, um eine angeforderte Maßnahme umzusetzen. In der Anwendungsregel VDE-AR-N 4140 sind funktionale Rollen für die Netzbetreiber vorgesehen, es gibt sogenannte vorgelagerte und nachgelagerte Netzbetreiber. Wie das Verhältnis zwischen den einzelnen Rollen beim Einspeisemanagement ist, zeigt die folgende Übersicht:

Rollen

Beziehungen

Netzbetreiber A

Vorgelagerter

Netzbetreiber von B

Auslösender

Netzbetreiber

Anweisender

Netzbetreiber

Anfordernder

Netzbetreiber

 


Eigenes Netz

 

Netzbetreiber B

Netzbetreiber B

Anweisender

Netzbetreiber

Anfordernder

Netzbetreiber


Eigenes Netz

 

 

Netzbetreiber C

Nachgelagerter

Netzbetreiber von B

Anweisender

Netzbetreiber


Eigenes Netz

 

 

Die Kaskadierung von Maßnahmen, um schnell auf kritische Netzsituationen regieren zu können, ist für die Umsetzung der Energiewende entscheidend. Durch die Umstellung auf erneuerbare Energien ist ein flexibleres Stromsystem mit einem anderen Management als bisher gefragt. Registriert ein Netzbetreiber einen drohenden Engpass in seinem Netzgebiet, muss er zunächst überprüfen, ob bereits die entsprechenden netz- und marktbezogenen Maßnahmen ergriffen wurden. Sind die Möglichkeiten ausgeschöpft, ist es seine Aufgabe, eine Kaskade auszulösen. Dabei kann er sowohl als anweisender als auch als auffordernder Netzbetreiber auftreten. In der Rolle des anfordernden Netzbetreibers kann er Maßnahmen bei einem nachgelagerten Netzbetreiber anfordern. Bei einer mehrstufigen Kaskade tritt dann der nachgelagerte Netzbetreiber ebenfalls in die Rolle des anweisenden und auffordernden Netzbetreibers. Es ist bislang keine Einbindung der Marktakteure im Rahmen der Kaskadierung der Maßnahmen vorgesehen. Signale zur Leistungsanpassung werden direkt von den Netzbetreibern ausgelöst.

Neben der Anwendungsregel „Kaskadierung von Maßnahmen für die Systemsicherheit von elektrischen Energieversorgungsnetzen“ sind weitere Anpassungen erforderlich, um das Stromversorgungssystem auf erneuerbare Energien umzustellen. Damit Versorgungssicherheit und Netzstabilität auch in Zukunft gewährleistet sind, wird das Übertragungsnetz ausgebaut und modernisiert. Um in großen Offshore-Windenergieanlagen erzeugten Strom vom Norden Deutschlands in den Süden zu bringen, werden HGÜ-Leitungen verlegt, die Gleichstrom verlustarm über weite Strecken transportieren. Einfache Stromleitungen werden durch Smart Grids ersetzt, die neben Strom auch Daten übermitteln. So sind kritische Situationen für Netzbetreiber schneller erkennbar und sie können – falls nötig – eine Maßnahmenkaskade starten.

Kaskadierung in Wirtschaft und Management

In der Wirtschaft beschreibt der Begriff Kaskadierung unter anderem aufeinanderfolgende und voneinander abhängige Geschäftsprozesse. Durch die Abstimmung der einzelnen Schritte aufeinander lassen sich komplexe Geschäftsprozesse vereinfachen. Die Kaskadierung hat zum Ziel, Prozesse effizienter zu machen. Die Geschäftsabwicklung soll dementsprechend über möglichst wenige Schnittstellen erfolgen. Im Management ist Kaskadierung ein Slangwort. Wenn Führungskräfte oder Mitarbeiter vom Durchkaskadieren sprechen, meinen sie damit, dass Beschlüsse des Vorstands, die eine Veränderung der Unternehmensstrategie beinhalten, nacheinander von Hierarchieebene zu Hierarchieebene weitergegeben werden. Das Durchkaskadieren ist ein Beispiel für mangelnde emotionale Führung. Angestellte werden bei der sachlichen Prozedur kaum motiviert. In diesem Fall hat die Kaskadierung also ausnahmsweise einmal keinen positiven Effekt.

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