Jahresbericht 2007 - FGE - RWTH Aachen University

Optimierung des Ressourceneinsatzes für den Betrieb elektrischer Netze
Resource-Optimization for the Operation of Electrical Networks
Dipl.-Ing. Andreas Berg
andreas.berg@iaew.rwth-aachen.de
FORSCHUNGSPROJEKTE
Die Kosten für den Betrieb elektrischer Netze resultieren im Wesentlichen aus der Ressourcenbereitstellung (Eigen- und
Fremdpersonal, Material und Werkzeuge) zur Durchführung von Maßnahmen zur Instandhaltung, Störungsbeseitigung
sowie zur Erneuerung und Inbetriebnahme von Anlagen. Die Ressourceneinsatzstrategie der Netzbetreiber, d. h. die
Zusammenstellung der Ressourcen zum Netzbetrieb oder die Planung bekannter Betriebsprozesse, beeinflusst diese
Kosten maßgeblich. In dieser Arbeit wird daher ein Verfahren zur Bewertung und Optimierung des Ressourceneinsatzes
für den Betrieb elektrischer Netze entwickelt. Sämtliche Größen mit Auswirkungen auf den Ressourceneinsatz, z. B. das
Auftreten von Störungen oder unsichere Dauern der Betriebsprozesse, werden dabei berücksichtigt, um den Netzbetreibern
ein praxistaugliches Werkzeug zur Optimierung des Ressourceneinsatzes für den Netzbetrieb zur Verfügung zu
stellen.
Operation expenditures for electrical networks are mainly caused by costs of resources, e. g. field service personnel,
agency staff, material and tools. These resources are required for the execution of processes for maintenance, fault
clearance as well as for system renewal and initiation. The network operator’s resource allocation strategy for operating
the network depends on the available resources and the long-term planning of predictable processes. In this
research project, a method for evaluating and optimizing resources for the operation of electrical networks is developed.
For this, all relevant influencing factors on resource-allocation, e. g. uncertain fault-occurrences or the stochastic
behaviour of process-times, have to be considered. As a result, with this newly developed method, minimal costs for
operating the network may be quantified for network system operators.
1 Einleitung
Ziel des von der Bundesnetzagentur vorgeschlagenen
Anreizregulierungskonzepts ist es, die Erlöse der
Netzbetreiber angemessen zu begrenzen und gleichzeitig
Anreize für mehr Effizienz und frühzeitige Kostensenkungen
zu erreichen [1]. Um ihre Erlöse zu sichern,
müssen die Netzbetreiber daher Kostensenkungspotenziale
identifizieren.
Durch die bedarfsgerechte Anpassung der Netzstruktur
an die zu erfüllende Versorgungsaufgabe können
üblicherweise nur langfristig Kosten eingespart werden.
Dies ist durch die langen Nutzungsdauern der in
elektrischen Netzen eingesetzten Betriebsmittel und
die damit verbundene langfristige Kapitalbindung
begründet. Dagegen bietet die Optimierung des
Betriebsaufwands die Möglichkeit, auch kurzfristig
Einsparpotenziale zu realisieren.
Die Kosten für den Betrieb elektrischer Netze resultieren
im Wesentlichen aus dem Aufwand für die Instandhaltung
und Störungsbeseitigung sowie die Erneuerung
und Inbetriebnahmen von Anlagen. Sie sind direkt
durch die hierfür vom Netzbetreiber eingesetzten
Ressourcen (Personal, Material, Werkzeuge) bedingt.
Wesentlicher Freiheitsgrad für die Minimierung dieser
Kosten ist die Betriebsstrategie des Netzbetreibers,
welche die Verfügbarkeit der Ressourcen bestimmt.
Diese wird zusätzlich von Unsicherheiten beim Netzbetrieb,
wie z. B. dem unerwarteten Auftreten von
Störungen, beeinflusst. In bisherigen Methoden zur
Bewertung der Kosten für den Netzbetrieb werden
derartige Unsicherheiten nur eingeschränkt berücksichtigt
[2].
In dieser Forschungsarbeit wird ein Verfahren entwickelt,
das zur Minimierung der Kosten für den Betrieb
elektrischer Netze den zugehörigen Ressourceneinsatz
optimiert. Insbesondere die bei einer langfristigen
Planung des Ressourceneinsatzes auftretenden Unsicherheiten
werden dabei berücksichtigt. Einerseits wird
damit eine Kostenbewertung und -optimierung für den
Netzbetrieb möglich, andererseits können Strategien
zur Verbesserung des Ressourceneinsatzes abgeleitet
werden.
2 Analyse
Zum Betrieb elektrischer Netze sind Maßnahmen zur
Instandhaltung des Netzes sowie zur Störungsbeseitigung,
Erneuerung und Inbetriebnahme der Anlagen
durchzuführen. Diese Maßnahmen werden als Betriebsprozesse
und die zu deren Durchführung notwendigen
Einsatzmittel als Ressourcen bezeichnet.
IAEW – FGE – JAHRESBERICHT 2007 57