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Jahresbericht 2007 - FGE - RWTH Aachen University

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4 Erste Ergebnisse Im

4 Erste Ergebnisse Im Folgenden werden für eine reale Versorgungsaufgabe erste Ergebnisse dargestellt. Die Versorgungsaufgabe beinhaltet ein städtisches Versorgungsgebiet mit einer Fläche von 170 km² und Höchstlast von 420 MVA. Das Versorgungsgebiet wird von zwei HöS/HS- Umspannstationen gespeist. Die Planung beinhaltet die getrennte und spannungsebenenübergreifende Planung mit Netzkonzept 2 für die HS- und MS-Ebene. In Bild 3a ist zur besseren Übersicht nur das HS-Netz dargstellt. Das HS-Netz weist eine einfache Netzstruktur in Form eines Stranges und zwei Stiche auf. Die HS/MS-Umspannstationen sind eigensicher ausgelegt. Bei der spannungsebenenübergreifenden Planung wurden Variantenrechnungen mit Netzkonzept 2 bei unterschiedlicher Anzahl von MS- Schwerpunktstationen im MS-Transportnetz durchgeführt. Bild 3b zeigt die Variante mit im Schnitt einer angrenzenden MS-Schwerpunktstation pro HS/MS- Umspannstation. Es zeigt sich, dass die Umspannung und der HS-Anschluss einiger HS/MS-Umspannstationen bei der spannungsebenenübergreifenden Planung nicht mehr eigensicher ausgelegt sind. Die Redundanz erfolgt über das MS-Transportnetz und benachbarte HS/MS-Umspannstationen. Einige HS/MS-Umspannstationen weisen keine Umspannung mehr auf; sie stellen MS-Schwerpunkstationen dar. Der Kostenvergleich zeigt, dass sich bei der Variantenrechnung ein zusätzliches Kostenreduzierungspotenzial von bis zu 8% ergeben kann. Die Variantenrechnung belegt, dass bei Wahl weniger MS-Schwerpunktstationen die Kosteneinsparungen vor allem in der HS-Ebene sowie in der HS/MS-Umspannung liegen, die höher als die zusätzlich anfallenden Kosten für ein MS-Transportnetz ausfallen. Bei Wahl einer höheren Anzahl von MS- Schwerpunktstationen im MS-Transportnetz erhöhen sich die Mehrkosten derart, dass diese durch Kostenreduzierung, die sich nun auch im MS-Verteilungsnetz aufgrund geringerer Gesamtstromkreislänge ergeben, nicht kompensiert werden können. Der Vergleich der Versorgungszuverlässigkeit zeigt, dass es bei spannungsebenenübergreifender Planung und nicht eigensicherer Auslegung der einzelnen Spannungsebenen zu keinen Zuverlässigkeitseinbußen kommt. 5 Zusammenfassung Die derzeitige Planung elektrischer Netze umfasst meist nur eine Spannungsebene. Diese Vorgehensweise kann zu unnötiger struktureller Redundanz in den einzelnen Spannungsebenen und somit zu höheren Netzkosten führen. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Bewertung des Nutzens einer spannungsebenenübergreifenden Planung mit Fokus auf HS- und MS-Netzen. Erste Ergebnisse zeigen, dass sich gegenüber der FORSCHUNGSPROJEKTE getrennten Planung bei spannungsebenenübergreifender Planung eine zusätzliche Kostenersparnis von 8% ergeben kann. b) a) 2 3 2 1 2 2 3 4x 3x 2 3 1 3x 2 2 2 0 1 Anzahl HS/MS-Transformatoren pro Umspannstation MS-Transportleitung (3x: Anzahl paralleler Leitungen) HS-Leitung HöS/HS- Umspannstation HS/MS- Umspannstation MS- Schwerpunktstation Bild 3: Getrennt und spannungsebenenübergreifend geplante Netze (Ausschnitt: HS-Netz und MS-Transportnetz) 6 Literatur [1] Maurer, Ch. Integrierte Grundsatz- und Ausbauplanung für Hochspannungsnetze Dissertation RWTH Aachen, Aachener Beiträge zur Energieversorgung, Bd. 101, Klinkenberg Verlag, Aachen 2004[2] [2] Tao, X. Automatisierte Grundsatzplanung für Mittelspannungsnetze Dissertation RWTH Aachen, Aachener Beiträge zur Energieversorgung, Bd. 112, Tao, X IAEW – FGE – JAHRESBERICHT 2007 63 2 2 1 2 2 2 2 2

FORSCHUNGSPROJEKTE Strukturmerkmale für die vergleichende Bewertung von Niederspannungsnetzen Structural Characteristics for Comparative Benchmark of Low Voltage Networks Dipl.-Ing. Hermann Egger hermann.egger@iaew.rwth-aachen.de Durch die Liberalisierung des Strommarktes wird Stromkunden die Möglichkeit geboten, unter Anbietern für elektrische Energie frei zu wählen. Zu diesem Zweck müssen die Netzbetreiber ihre Netze diskriminierungsfrei zur Verfügung stellen und erhalten für diese Dienstleistung ein Entgelt. Bisher war die Beurteilung der Angemessenheit der Netznutzungsentgelte lediglich durch Vergleiche unterschiedlicher Netzbetreiber möglich, da nicht alle relevanten Versorgungsgegebenheiten erfasst werden konnten. Ziel dieser Arbeit ist es daher, für die direkte Beurteilung unterschiedlicher Versorgungsaufgaben geeignete kostenrelevante Strukturmerkmale abzuleiten. Due to the liberalisation of the market for electrical energy, the costumers can choose between different providers for electrical energy. Because of that, network operators have to provide their distribution networks without discrimination and receive reward for this service. So far, the evaluation of the adequacy of the received rewards was just possible by comparison of different network operators because it was not possible to acquire all important effects and conditions of the supply areas. Within the scope of this work, adequate structural characteristics for direct evaluation of different supply areas should be elaborated. 1 Einleitung und Ziel der Arbeit Mit der Novellierung des Energiewirtschaftsgesetzes 2005 (EnWG) wurde in Deutschland durch den Gesetzgeber ein Konzept zur anreizorientierten Regulierung im Bereich der Elektrizitätsversorgung vorgegeben. Ziel dieser Regulierungsart ist es, aufbauend auf dem ersten Energiewirtschaftsgesetz von 1998, den diskriminierungsfreien Zugang elektrischer Netze zur Nutzung Dritter weiter zu stärken und so den Wettbewerb innerhalb des Marktes für elektrische Energie weiter zu forcieren. Die Angemessenheit der von den Netzbetreibern erhobenen Netznutzungsentgelte soll dabei einer genauen Prüfung unterzogen werden. Für die Bewertung der Angemessenheit von Netznutzungsentgelte sieht das EnWG das Vergleichsmarktprinzip vor, welches durch einen Effizienzvergleich strukturell ähnlicher Netzbetreiber beschrieben wird. Die Identifikation vergleichbarer Netzbetreiber setzt geeignete, kostenrelevante Strukturmerkmale voraus. Da die Niederspannungsebene einen wesentlichen Anteil der Netznutzungsentgelte verursacht, ist insbesondere in dieser Spannungsebene eine genaue Betrachtung und Bewertung der Angemessenheit der Netznutzungsentgelte notwendig. Bisher in Betracht gezogene mögliche Strukturmerkmale [1] der Niederspannungsebene sind nicht das Ergebnis genauer Untersuchungen, sondern stellen vielmehr eine Vorsortierung dar, um Hinweise auf mögliche Strukturklassen zu erhalten [2, 3]. Bereits unternommene Versuche, mittels statistischer Untersuchungen Korrelationen zwischen Netznutzungsentgelten und unterschiedlichen Strukturmerkmalen zu ermitteln, erbrachten nicht die erwarteten Aussagen hinsichtlich der Identifikation kostenrelevanter Strukturmerkmale [4]. Ein wichtiger Grund hierfür sind die in den Netznutzungsentgelten enthaltenen Kosten, die nicht durch Strukturmerkmale des Versorgungsgebietes beeinflusst werden. Daher wird im Rahmen dieser Arbeit der Untersuchungsansatz der Referenznetzanalyse gewählt, welcher die Ermittlung kostenoptimaler Netze für realitätsnahe Versorgungsaufgaben ermöglicht. Auf diese Weise können Korrelationen zwischen möglichen Strukturmerkmalen der Versorgungsaufgabe und dem minimalen Aufwand für die Errichtung eines NS-Verteilungsnetzes ermittelt werden. Ziel dieser Arbeit ist es, anhand unterschiedlicher Versorgungsaufgaben kostenrelevante Strukturmerkmale für NS-Verteilungsnetze abzuleiten. 2 Analyse 2.1 Kosten der Niederspannungsebene In Bild 1 ist die Zusammensetzung in der Niederspannungsebene entstehender Netzkosten dargestellt, wobei in dieser Arbeit Kosten überlagerter Spannungsebenen sowie Kosten für Verwaltung nicht berücksichtigt werden. Auf dieser Basis kann ein objektiver Vergleich der Netzkosten zwischen unterschiedlichen NS-Verteilungsnetzen durchgeführt werden. Die Netzkosten in der Niederspannungsebene setzen sich aus einem vom Netzbetreiber beeinflussbaren und einem nicht beeinflussbaren Anteil zusammen. 64 IAEW – FGE – JAHRESBERICHT 2007

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