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