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Jahresbericht 2007 - FGE - RWTH Aachen University

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Als Grundlage für jedes

Als Grundlage für jedes Untersuchungsszenario wird zunächst mithilfe einer rechnerbasierten Modellierung eine charakteristische Versorgungsaufgabe generiert, die unter Berücksichtigung der individuell vordefinierten Strukturmerkmale ein charakteristisches Versorgungsgebiet mit einer entsprechenden Netzkundenstruktur umfasst. Das resultierende synthetische Netzgebiet berücksichtigt alle wesentlichen Zusammenhänge einer realen Versorgungsaufgabe und spiegelt somit hinreichend realitätsnah die vordefinierten Strukturmerkmale wider. Für jede Versorgungsaufgabe muss eine Netzstruktur generiert werden, die alle spezifischen Planungsvorgaben und technischen Randbedingungen berücksichtigt und gleichzeitig unter Einhaltung der vorgegebenen Zuverlässigkeitsgrenzwerte kostenminimal ist. Diese Planungsaufgabe wird unter Anwendung eines praxiserprobten, rechnerbasierten Optimierungsverfahrens [4] gelöst, das die geschlossene Optimierung auch großer Mittelspannungsnetze unter Berücksichtigung aller planungsrelevanten Randbedingungen und Freiheitsgrade ermöglicht. Durch Variation der Zuverlässigkeitsrandbedingungen und Auswertung der resultierenden Untersuchungsszenarien kann der Zusammenhang zwischen den minimalen Netzkosten und Grenzwerten der Versorgungszuverlässigkeit für eine konkrete Versorgungsaufgabe und unter Berücksichtigung spezifischer Planungsvorgaben bestimmt werden. Mit dem beschriebenen Verfahren soll zunächst der Einfluss der Versorgungsaufgabe auf die Versorgungszuverlässigkeit untersucht werden. Dazu werden wesentliche Strukturmerkmale innerhalb praxisüblicher Bandbreiten variiert, so dass eine Vielzahl von Versorgungsszenarien entstehen, die sich jeweils in einem Strukturmerkmal unterscheiden. Für jedes Untersuchungsszenario können im Rahmen der Grenzkostenanalyse die minimalen Netzkosten für ein vorgegebenes Zuverlässigkeitsniveau ermittelt werden. Durch die vergleichende Bewertung der Versorgungszuverlässigkeit von Netzstrukturen, die unterschiedliche Versorgungsaufgaben mit äquivalenten Netzkosten erfüllen, können die Einflüsse individueller Strukturmerkmale auf die Versorgungszuverlässigkeit quantifiziert und so Strukturmerkmale mit signifikantem Einfluss auf die Versorgungszuverlässigkeit abgeleitet werden. Darüber hinaus sollen die Einflussmöglichkeiten der Netzbetreiber auf das Wirkungsgefüge von Netzkosten und Versorgungszuverlässigkeit bewertet werden. Diese Untersuchungen basieren auf einer begrenzten Anzahl FORSCHUNGSPROJEKTE konkreter Versorgungsaufgaben. Für einzelne Versorgu8ngsaufgaben werden individuelle Planungsvorgaben in praxisüblichen Bandbreiten variiert, um so Auswirkungen auf Zuverlässigkeit und Kosten quantifizieren zu können. Untersuchungsszenario Definition der Versorgungsaufgabe individuelle Parametrierung von Strukturmerkmalen Rechnerbasierte Grundsatzplanung Generierung kostenminimaler Netzstrukturen Einhaltung von Grenzwerten der Versorgungszuverlässigkeit Bewertung von Zuverlässigkeit und Kosten Netzplanerische Freiheitsgrade spezifische Vorgaben für Netzplanung und -betrieb Quantifizierung von Einflussgrößen auf die Kosten der Versorgungszuverlässigkeit Strukturmerkmale der Versorgungszuverlässigkeit Zuverlässigkeitsgrenzwerte Technische Randbedingungen Betriebsmittelkenngrößen - Kosten - Zuverlässigkeit Grenzkosten der Versorgungszuverlässigkeit Bild 2: Methodisches Vorgehen 4 Literatur [1] Wagner, R.; Cohnen, B. Sicherung der Versorgungsqualität unter Anreizregulierung – Ansätze aus UK und Niederlande e/m/w Zeitschrift für Energie, Markt, Wettbewerb, Heft 2/2005 [2] VDN e.V. beim VDEW VDEW/VDN - Störungsstatistik VWEW-Verlag, Frankfurt a. M., 1994-2001 [3] Electricity Working Group on Quality of Supply Second Benchmarking Report on Quality of Electricity Supply 2003 Council of European Energy Regulators (CEER), Brüssel, 2003 [4] Tao, X.; Haubrich, H.-J.; Maurer, C. Automatisierte Grundsatzplanung für Mittelspannungsnetze et, 56.Jg. (2006), Heft 3, S. 8-11 IAEW – FGE – JAHRESBERICHT 2007 101

FORSCHUNGSPROJEKTE Bewertung der Versorgungszuverlässigkeit von Gasnetzen Evaluation of the Reliability of Gas Networks Dipl.-Ing. Patrick Wittenberg pw@iaew.rwth-aachen.de Aufgrund der steigenden Bedeutung von Erdgas als Energieträger wird eine sichere Erdgasversorgung der Kunden immer wichtiger. Dabei wird im Gasfach zwischen der Sicherheit und der Sicherstellung der Versorgung unterschieden. Ein wesentlicher Bestandteil der Sicherstellung der Versorgung ist die Versorgungszuverlässigkeit der Gasnetze. Um diese bei der Planung oder Bewertung von Netzen zu berücksichtigen, muss sie bestimmt werden können. In dieser Arbeit sollen daher Kenngrößen ermittelt werden, die eine Bewertung der Versorgungszuverlässigkeit von Gasnetzen ermöglichen. Störungsstatistiken der Netze können als Grundlage dienen. As a result of the growing relevance of natural gas as an energy source, a save natural gas supply of the customers becomes more and more important. The gas community differentiates between the security and the securing of the gas supply. A main component of the securing of the supply is the reliability of the gas networks. The reliability could make a useful contribution to extension planning and evaluation of gas networks. In this thesis, key figures evaluating the reliability of gas networks shall be identified. Existing disturbance statistics can serve as a basis. 1 Motivation Die wachsende Bedeutung von Erdgas als Energieträger [1] forciert den Ausbau von Gasnetzen. Gasnetzbetreiber (GNB) sind daran interessiert, eine sichere Versorgung zu möglichst geringen Kosten zu gewährleisten. Dabei wird zwischen der Sicherheit (für Personen und Betriebsmittel) und der Sicherstellung der Versorgung unterschieden. Ein wesentlicher Faktor der Sicherstellung der Versorgung ist die Versorgungszuverlässigkeit der Gasnetze. Auf diese kann der GNB mit gezielter Ausbauplanung seines Netzes Einfluss nehmen. Mit der Möglichkeit der Bewertung der Versorgungszuverlässigkeit können die Netze den Bedürfnissen der Kunden und denen der GNB angepasst werden. Die Bewertung der Versorgungszuverlässigkeit von Gasnetzen gewinnt ebenfalls durch die bevorstehende Anreizregulierung an Bedeutung. Eine ausschließlich auf Effizienzsteigerung ausgelegte Anreizregulierung könnte zu Einsparungen zu Lasten der Versorgungszuverlässigkeit führen. Um dies zu verhindern, kann die Versorgungszuverlässigkeit als Gegenpol zu den Netzkosten in die Bewertung der Netze einbezogen werden [2]. Laut dem Zweiten Gesetz zur Neuregelung des Energiewirtschaftsrechts sind GNB dazu verpflichtet, der Bundesnetzagentur (BNetzA) einen Bericht über aufgetretene Versorgungsunterbrechungen vorzulegen [3]. Die Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e.V. (DVGW) sammelt ebenfalls Störungsdaten der GNB. Diese Statistiken können eine Grundlage zur Bewertung der Versorgungszuverlässigkeit von Gasnetzen darstellen. Ziel der Arbeit ist es, Kenngrößen, die eine Bewertung der Versorgungszuverlässigkeit von Gasnetzen ermöglichen, zu identifizieren. GNB wären somit in der Lage mittels Prognosen die Versorgungszuverlässigkeit ihrer Gasnetze zu optimieren. Die BNetzA könnte die Kenngrößen als Qualitätsmaß für die vergleichende Bewertung von Gasnetzen nutzen. 2 Geplantes Vorgehen Zunächst werden die unterschiedlichen Störungen und die Abläufe zur Störungsbeseitigung von GNB eruiert, um eine realitätsnahe Wissensbasis zu erhalten. Aufgrund der Erkenntnisse dieser Analyse und mit Hilfe der Störungsstatistiken werden dann mögliche Kenngrößen zur Bewertung der Versorgungszuverlässigkeit von Gasnetzen abgeleitet. Hierbei gilt es, Analogien zur Bestimmung der Versorgungszuverlässigkeit im Stromsektor auszunutzen. 3 Literatur [1] Piller-Kornherr, C.; Baldia, P. Energieträger Gas weltweit stark im Kommen DVGW Jahresrevue – Sonderausgabe für das deutsche Gas- und Wasserfach 2006/2007, 2006, S.50-53 [2] Müller-Kirchenbauer, J. Dr.-Ing. Strom und Gasnetzregulierung - Anreizregulierung Vorlesung WS 2006/2007, S. 23-24, RWTH Aachen [3] Der Deutsche Bundestag Zweites Gesetz zur Neuregelung des Energiewirtschaftsrechts Bundesgesetzblatt, Jg. 2005, Teil I, Nr. 42, § 52 102 IAEW – FGE – JAHRESBERICHT 2007

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