Das europäische Verbundsystem (kurz EV, , kurz CESA) ist ein Verbundnetz, das die Stromnetze fast aller Länder Festlandeuropas verbindet. Es existieren zwar in Europa aufgrund der räumlichen Aufteilung mehrere voneinander getrennte Verbundsysteme, im Allgemeinen wird jedoch unter dem europäischen Verbundsystem das zentraleuropäische Verbundnetz jener Länder verstanden, welche die ehemalige Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity (UCTE) umfassen („UCTE-Verbundnetz“).

Das europäische Verbundsystem wird mit Dreiphasenwechselstrom in Form der Drehstrom-Hochspannungs-Übertragung betrieben, der Austausch von elektrischer Energie erfolgt auf Transportnetzebene mit Hochspannung von 220 kV und 400 kV zwischen den verschiedenen Netzbetreibern. Der Vorteil eines solchen Netzes ist, dass Schwankungen im Verbrauch und in der Erzeugung erheblich besser ausgeglichen werden können, als wenn jedes Land oder Region ein alleinstehendes Stromversorgungsnetz hätte. Die Größe der ausgleichbaren Schwankungen ist dabei durch die Transportkapazität der Verbindungsleitungen begrenzt.

Im europäischen Verbundsystem sind darüber hinaus auch einige Regionen und Länder außerhalb Europas integriert, neben der Türkei die nordafrikanischen Länder Marokko, Algerien, Tunesien und Westsahara. Die nordafrikanischen Länder sind technisch über eine Wechselspannungsverbindung zwischen Spanien und Marokko synchron gekoppelt, aufgrund der vergleichsweise kleinen Leistung ist dies technisch möglich, und die regelungstechnische Ausstattung in den größeren Wärmekraftwerken in den nordafrikanischen Ländern ist so gestaltet, dass der Synchronbetrieb mit Europa gewährleistet ist.

Nachbarverbünde mini|Europäische Verbundsysteme, farblich markiert die Verbundnetze. Der räumliche Bereich des kontinentaleuropäischen Netzes (ehem. UCTE) ist blau. Neben dem kontinentaleuropäischen Verbundnetz (ehemals UCTE) existieren in Europa das Verbundnetz der nordeuropäischen Staaten NORDEL und in Großbritannien das UKTSOA. Die räumlich größte Ausdehnung weist das russische Verbundsystem IPS/UPS auf. Es erstreckt sich von Belarus bis in den asiatischen Raum. Alle genannten Netze sind mittels Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) miteinander verbunden. Nur Inseln wie Island und Zypern besitzen ein eigenes Inselnetz ohne Anschluss an das europäische Verbundsystem. Zypern soll jedoch im Rahmen der Aktion EuroAfrica Interconnector mit der griechischen Insel Kreta und der ägyptischen Stadt Brullus verbunden werden.

Dass Großbritannien und die nordeuropäischen Staaten eigene und mit dem kontinentaleuropäischen Verbundnetz nicht synchrone Verbundnetze haben, hat technische Gründe. Unter anderem lässt sich Dreiphasenwechselstrom größerer Leistung nicht über die notwendigen längeren Seekabel übertragen. Zu dem elektrischen Energieaustausch muss Gleichstrom in Form der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) verwendet werden, womit keine Synchronität zwischen den Verbundnetzen erforderlich ist. Beispiele solcher Seekabelverbindungen zwischen dem UCTE-Netz und Großbritannien und den nordeuropäischen Staaten sind die HGÜ Konti-Skan, HGÜ Cross-Skagerrak, BritNed oder die NorNed.

Ein kleines, eigenständiges Verbundsystem, das aus historischen Gründen mit einer Netzfrequenz von 16,7 Hz exklusiv für den Bahnbetrieb verwendet wird, existiert zwischen den Bahnstromnetzen Deutschlands, Österreichs und der Schweiz. In anderen Ländern wird der elektrische Strom für den Bahnbetrieb direkt dem allgemeinen Verbundnetz entnommen. Dies ist möglich, da die dortigen Eisenbahnen entweder mit Gleichstrom oder Wechselstrom von 50 Hz betrieben werden, welcher mit sehr viel weniger technischem Aufwand aus dem Verbundnetz umzuformen ist.

Geschichte Die Geburtsstunde des Netzes war 1958, als mit dem „Stern von Laufenburg“ beim schweizerischen Laufenburg erstmals drei Hochspannungsleitungen von Deutschland, der Schweiz und Frankreich zusammengeschlossen wurden.

In Frankreich waren die zahlreichen in den 1970er und 1980er Jahren fertiggestellten Kernreaktoren nicht ausgelastet. Frankreich hatte deshalb Interesse daran, Verbindungen zu den Elektrizitätsnetzen seiner Nachbarstaaten auszubauen.Electricité de France History

Seit dem 15. April 2015 ist das türkische Stromnetz synchron mit dem europäischen Verbundnetz verbunden.www.mfa.gov.tr: Internationale Energiestrategie von Türkiye Die erste Synchronisierung fand am 18. September 2010 statt; danach wurde in drei Phasen schrittweise die volle Synchronisierung verwirklicht. Die Türkei ist mit Stand 2016 mit drei 400-kV-Transportleitungen verbunden; zwei Leitungen führen nach Bulgarien, eine Leitung nach Griechenland.

Die Synchronisation des ukrainischen wie des moldauischen Netzes, die bis dahin mit dem IPS/UPS synchronisiert waren, war ursprünglich für 2023 geplant, wurde jedoch nach dem Beginn des russischen Überfalls im Februar 2022 notdürftig bis zum 16. März 2022 vollzogen.

Die baltischen Staaten haben die Zusammenarbeit mit dem IPS/UPS im Juli 2024 mit Wirkung zum 7. Februar 2025 aufgekündigt und planten anschließend die Kupplung an den europäischen Verbund. Dieser Schritt wurde durch die Beschädigung der Stromleitung Eastlink 2 am 25. Dezember 2024, mutmaßlich durch den Tanker Eagle S, erschwert. Am 8. Februar 2025 erfolgte die Abkopplung und physische Trennung der Netze der drei baltischen Staaten vom IPS/UPS; am Folgetag der Synchronisierung mit dem Europäischen Verbundsystem. Als Folge der Abkopplung besteht keine Verbindung des Kaliningrader Gebiets mehr zum russischen Netz.

Eigenschaften mini|hochkant=0.8|Variation der Netzfrequenz über 48 Stunden in verschiedenen 50-Hz-Verbundnetzen, europäisches Verbundnetz in Grün Jedes Verbundsystem ist dadurch gekennzeichnet, dass darin alle Erzeuger wie Kraftwerke synchron, also mit identischer Netzfrequenz und idealerweise identischer Phasenlage, arbeiten. In der Praxis sind Phasenfehler nicht vermeidbar, jedoch tolerabel, solange sie klein (weit unter 90°) bleiben. Bei erfolgreicher Synchronisation in Frequenz und Phase können verschiedene nationale Stromsysteme in Umspannwerken über Leistungstransformatoren direkt elektrisch zusammengeschaltet werden. Beim Zusammenschalten muss eine Synchronisation der Netze erfolgt sein, d. h. die Frequenzen müssen gleich sein und die Phasendifferenzen nahe Null, um die Querströme beim Schalten so klein wie möglich zu halten. Wäre bei Wechselspannung die Frequenz bzw. Phasenlage nicht bei allen Erzeugern exakt gleich (Phasenfehler kleiner 10° sind tolerabel), wären Kurzschlüsse die Folge. Benachbarte ungekoppelte Verbundnetze können zwar mit nominal gleicher Netzfrequenz von beispielsweise 50 Hz ausgestattet sein, durch laufende geringe Frequenzschwankungen sind die aktuellen Frequenzwerte in beiden Netzen praktisch nie identisch, womit kein direkter elektrischer Verbund hergestellt werden kann, bevor eine Synchronisation erfolgt ist. Da Phase nichts anderes ist als die Integration der Frequenz über der Zeit, können die Phasendifferenzen in ungekoppelten Netzen über der Zeit beliebig groß werden.

Jedes Verbundsystem ist in mehrere Regelzonen aufgeteilt. Deutschland umfasst beispielsweise vier Regelzonen, ÖsterreichZusammenlegung Regelzonen zu einer einzigen in Österreichs S. 3–4 und die SchweizNetzregelung in der Schweiz: Von sieben zu einer Regelzone mit grenzüberschreitender Leistungsvorhaltung je eine Regelzone mit je einem Übertragungsnetzbetreiber, welcher als Regelzonenführer auftritt. Aufgabe der Regelzonenführung ist unter anderem, die von den Netzbetreibern vorzuhaltende Regelleistung zu koordinieren. Der Grund liegt darin, dass elektrische Stromnetze, und auch Verbundnetze, elektrische Energie nicht speichern können. Es muss zu jedem Zeitpunkt die erzeugte elektrische Leistung dem nachgefragten elektrischen Verbrauch entsprechen, andernfalls weicht die Netzfrequenz im gesamten Verbundnetz nach oben (zu geringe Nachfrage), bzw. nach unten (zu hohe Nachfrage) ab.

Diese Abweichungen sind auf der Transportnetzebene durch entsprechende Leistungsflüsse als Ausgleich gekennzeichnet und können in Extremfällen zur Überlastung der Leitungen und Transformatoren führen. Kommt es daher zu einer Abweichung, die bestimmte Toleranzschwellen über- oder unterschreitet, muss dies im Rahmen der Netzregelung und über Regelleistung ausgeglichen werden, wobei zwischen den Regelzonen auch elektrische Energie zwecks Bilanzausgleich ausgetauscht werden kann. Damit kann in einem Verbundnetz die vorgehaltene Regelleistung geringer als in kleinen Inselnetzen sein. Im Jahr 2010 wurden beispielsweise im Mittel im gesamten UCTE-Verbundnetz ca. 3 GW Primärregelleistung vorgehalten, der Frequenzgradient der Regelleistung beträgt im europäischen Verbundsystem ca. 20 GW pro Hz Abweichung der Netzfrequenz. Kommt es aufgrund von Bilanzdefiziten zu einer starken Abweichung der Netzfrequenz von der Nennfrequenz, wie beispielsweise bei Unterfrequenz, werden Notmaßnahmen ergriffen, welche in Extremfällen neben Stromausfällen zum temporären Auftrennen des Verbundnetzes in mehrere eigenständige Teilnetze führen kann.

In nachfolgender Tabelle sind einige wesentliche Kennzahlen zu den größten in Europa vorhandenen Verbundnetzen zusammengefasst: + Transportleistungen, Vortrag, abgefragt 7. September 2011 Verbundnetz Installierte Leistung[GW] Spitzenlast[GW] Verbrauch[TWh/a] Bevölkerung[Mio.] Kontinentaleuropa ENTSO-E 1096 452 2787 450 Skandinavien (Ex-NORDEL) 94 66 405 24 Großbritannien National Grid ESO (Ex-UKTSOA) 85 66 400 65 Russland/GUS IPS/UPS 337 215 1285 280

Störungen

Auch in einem transnationalen großflächigen Verbundnetz kann man größere Zwischenfälle nie ganz ausschließen bzw. vermeiden. Die Versorgungsqualität im europäischen Verbundsystem ist im Vergleich zu anderen Verbundnetzen hoch, wie nebenstehende Abbildung (Verlauf der Netzfrequenz über 48 Stunden) darstellt. Große Abweichungen der Netzfrequenz vom Nennwert von 50 Hz nach unten oder nach oben deuten auf größere Differenzen beim Ausgleich von Angebot und Nachfrage hin. Genauere Analysen, beispielsweise ob die Abweichungen eher niederfrequente Anteile wie im NORDEL-Verbundnetz oder eher hochfrequente Anteile wie im UKTSOA-Verbundnetz aufweisen, lassen Rückschlüsse auf die Regeleigenschaften des jeweiligen Verbundnetzes und auf das Verhalten in Störfällen zu.

Beispiele von größeren Störungen im UCTE-Verbundnetz: Am 28. September 2003 fiel nahezu im gesamten italienischen Raum teilweise mehr als 15 Stunden der Strom aus. Auch Teile von Frankreich, der Schweiz und Österreich waren kurzzeitig betroffen. Die Ursache war ein Kurzschluss gegen 3 Uhr auf der Lukmanierleitung in der Schweiz.Abschlussbericht der UCTE zum Stromausfall in Italien (PDF; 2,3 MB; eng.) Da innerhalb von Italien nicht schnell genug entsprechende Lasten vom Netz genommen wurden, scheiterte eine Wiederinbetriebnahme der Leitung und in einer Kettenreaktion wurden alle anderen Verbindungsleitungen zwischen Italien und seinen Nachbarn wegen Überlastung abgeschaltet. Italien, das von Stromimporten abhängig ist, konnte nach der Abtrennung vom europäischen Verbundnetz das landeseigene Stromnetz nicht mehr aufrechterhalten. Der Wiederaufbau des Netzes dauerte – je nach Region – zwischen 5 und 18 Stunden. Beim Stromausfall am 4. November 2006 fielen Teile des Verbundnetzes in Westeuropa ab etwa 22 Uhr für ca. eine Stunde aus. Die Ursache stand im Zusammenhang mit einer planmäßigen (aber mangelhaft geplanten bzw. vorbereiteten) Abschaltung einer 400-kV-Hochspannungsleitung über die Ems bei Papenburg. Dies führte zu einer Überlastung mehrerer Verbindungsleitungen.Abschlussbericht der UCTE und schließlich zum Stromausfall in Westeuropa (PDF; 2,7 MB; eng.)Präsentation zum Abschlussbericht der UCTE zum Stromausfall in Westeuropa (PDF; 145 kB; eng.)