Aufrufe
vor 5 Jahren

Jahresbericht 2007 - FGE - RWTH Aachen University

Jahresbericht 2007 - FGE - RWTH Aachen University

Vom Netzbetreiber nicht

Vom Netzbetreiber nicht beeinflussbare Kosten Versorgungsaufgabe Technische Mindestanforderungen Vom Netzbetreiber beeinflussbare Kosten Planungskriterien Individuelle Anforderungen an die Versorgungsqualität Minimal notwendige Kosten Zusatzkosten Netzkosten Bild 1: Kosten der Niederspannungsebene Im Rahmen dieser Arbeit sollen ausschließlich die vom Netzbetreiber nicht beeinflussbaren Kosten untersucht werden. Diese werden durch die zu erfüllende Versorgungsaufgabe sowie die einzuhaltenden technischen Randbedingungen bestimmt. Technische Randbedingungen stellen eine wichtige Einflussgröße auf die vom Netzbetreiber nicht beeinflussbaren Kosten dar und sind bei der Planung von NS-Verteilungsnetzen als feste Randbedingung zu erfüllen. Der eventuell verbleibende Kostenanteil der vom Netzbetreiber beeinflussbaren Kosten beruht auf ineffizienten Unternehmensprozessen des Netzbetreibers, welche sich in Planungskriterien sowie individuellen Anforderungen des Netzbetreibers an die Versorgungsqualität widerspiegeln. Da Einflüsse der historischen Entwicklung bestehender NS-Verteilungsnetze auf ihre Kosten weder den vom Netzbetreiber beeinflussbaren noch den vom Netzbetreiber nicht beeinflussbaren Kosten eindeutig zugeordnet werden können, werden diese im Rahmen dieser Arbeit nicht betrachtet. 2.2 Betrachteter Systembereich In bereits durchgeführten Untersuchungen [5] wurde der Einfluss möglicher Strukturmerkmale auf die NS- Verteilnetzkosten erörtert und mögliche kostenrelevante Strukturmerkmale abgeleitet. Diese Untersuchungen wurden jedoch nur für ideal homogene (städtische) Versorgungsaufgaben durchgeführt. Da die hinreichend genaue Modellierung realitätsnaher, inhomogener Versorgungsaufgaben nicht in Betracht gezogen wurde, liegt der Fokus dieser Arbeit auf der Untersuchung inhomogener, kleinstädtisch bzw. ländlicher Versorgungsaufgaben. Bei Netzbetreibern mit ausgedehnten Versorgungsgebieten mit einer großen Anzahl von NS-Verteilungsnetzen kommt es zu einer großen Durchmischung unterschiedlicher Versorgungsaufgaben. Um dennoch eindeutige Strukturmerkmale ableiten zu können, wird der betrachtete Systembereich in dieser Arbeit auf den FORSCHUNGSPROJEKTE Versorgungsbereich einer Ortsnetzstation unter Einhaltung der technischen Randbedingungen [2] eingegrenzt. 3 Methodisches Vorgehen Bild 2 zeigt einen Überblick über den gewählten Untersuchungsansatz. Um die Auswirkung unterschiedlicher möglicher Strukturmerkmale auf die Netzkosten zu quantifizieren, wird die im Folgenden beschriebene Vorgehensweise eingesetzt. Bild 2: Methodik M NS- Mögliche Verteilungsnetze Strukturmerkmale zum Erkenntnisgewinn Generierung synthetischer Versorgungsaufgaben Generierung von synthetischen Versorgungsaufgaben Planung kostenminimaler Referenznetze Generierung von Referenznetzen Auswertung Kostenrelevante Strukturmerkmale Strukturmerkmale Unter Einhaltung vorgegebener, möglicher Strukturmerkmale wird eine synthetische Versorgungsaufgabe generiert. Darauf aufbauend wird diese Versorgungsaufgabe einem rechnerbasierten Optimierungsverfahren zugeführt, welches unter Beachtung technischer Randbedingungen einen NS-Verteilungsnetzentwurf mit minimalen Netzkosten ermittelt [2]. Um den Einfluss möglicher Strukturmerkmale auf die Netzkosten beurteilen zu können, müssen Variantenrechnungen mit derselben Parametrierung möglicher Strukturmerkmale unter Variation eines möglichen Strukturmerkmals durchgeführt werden. Hierfür wird eine Vielzahl synthetischer Versorgungsaufgaben entworfen. Der Grad der Beeinflussung der Netzkosten durch Variation möglicher Strukturmerkmale ist ein Maß für die Relevanz des betrachteten möglichen Strukturmerkmals. Im Verlauf der Untersuchungen muss jedoch ein ständiger Abgleich der durch Variationsrechnungen gewonnenen Erkenntnisse hinsichtlich weiterer, noch nicht in Betracht gezogener möglicher Strukturmerkmale durchgeführt werden. 4 Erste Ergebnisse Im Folgenden soll die oben beschriebene Methodik angewandt werden. Ausgangspunkt der Untersuchungen ist eine reale Versorgungsaufgabe. In einer ersten Untersuchung werden alle betrachteten möglichen Strukturmerkmale konstant gehalten, lediglich Parame- IAEW – FGE – JAHRESBERICHT 2007 65

FORSCHUNGSPROJEKTE ter, welche die Initialisierung von Zufallsprozessen bei der synthetischen Generierung von Versorgungsaufgaben darstellen, werden verändert. Diese Untersuchung wird für zwei unterschiedliche Siedlungsstrukturen durchgeführt [2]. Diese Siedlungsstrukturen unterscheiden sich in der räumlichen Aufteilung ihrer Kunden. Zum einen werden diese Kunden in konzentrierter Form um das Zentrum der Versorgungsaufgabe verteilt (Konzentrierte Siedlungsstruktur), zum anderen erfolgt die Verteilung der Kunden im betrachteten Versorgungsgebiet in Siedlungsgruppen (Verteilte Siedlungsstruktur). Da dieses Vorgehen eine Wissensbasis hinsichtlich der realitätsnahen Parametrierung möglicher Strukturmerkmale bei der Generierung synthetischer Versorgungsaufgaben erfordert, wurde im Vorfeld eine umfangreiche Analyse realer Versorgungsaufgaben durchgeführt. In weiterer Folge werden für eine einheitliche Konfiguration möglicher Strukturmerkmale je Siedlungsstruktur 10 Versorgungsaufgaben mit unterschiedlichen Initialisierungen verfahrensinterner Zufallsprozesse generiert und für diese Versorgungsaufgaben kostenminimale, vollständig verkabelte NS-Verteilungsnetze geplant. Netzkosten Konzentrierte Siedlungsstruktur 10 Tsd. € a 6 4 2 Verluste Leitungen Unterschiedliche Zufallszahlen Trassen Transformator Verteilte Siedlungsstruktur 0,7 0,5 0,3 0,1 Homogenität der Lage der Kunden Homogenität Bild 3: Einfluss von Zufallsprozessen auf die Netzkosten unterschiedlicher Siedlungsstrukturen Die in Bild 3 dargestellten Ergebnisse zeigen, dass sich innerhalb der betrachteten Siedlungsstrukturen eine Streuung der Netzkosten ergibt. Diese Streuung lässt sich durch die Auswirkung der bereits beschriebenen, unterschiedlich initialisierten verfahrensinternen Zufallsprozesse auf die Homogenität der Lage der Kundenanschlüsse des NS-Verteilungsnetzentwurfes begründen. Der Vergleich der Netzkosten zwischen den Siedlungsstrukturen zeigt eine durchschnittliche Kostendifferenz von ca. 30 %. Diese Kostendifferenz kann wiederum durch die Homogenität der Lage der Kundenanschlüsse der ermittelten NS-Verteilungsnetz- entwürfe spezifiziert werden. Aufgrund der Tatsache, dass es bei der Bildung von Siedlungsgruppen (Verteilte Siedlungsstruktur) zu einer lokalen Konzentration der Kunden und somit im Vergleich zu einer weiträumigen Verteilung der Kunden (Konzentrierte Siedlungsstruktur) zu deutlich geringeren Trassen- und Leitungslängen kommt, ist diese Differenz der Netzkosten nachvollziehbar. 5 Zusammenfassung und Ausblick Ziel dieser Arbeit ist es, kostenrelevante Strukturmerkmale für den Quervergleich von NS-Verteilungsnetzbetreibern zu bestimmen. Aus ersten Ergebnissen lässt sich ableiten, dass die zu betrachtende Siedlungsstruktur einen signifikanten Einfluss auf die Kosten der NS- Verteilungsnetze hat und somit bereits ein mögliches kostenrelevantes Strukturmerkmal darstellt. Die Ursache der sich einstellenden Kostenunterschiede liegt in der unterschiedlichen Homogenität der Lage der Kundenanschlüsse der betrachteten NS-Verteilungsnetzentwürfe. In einem weiteren Schritt soll nun die Auswirkung der Variation unterschiedlicher möglicher Strukturmerkmale auf die Netzkosten untersucht werden. Dieser Einfluss soll durch Einsatz von Signifikanztests verifiziert werden. Abschließend können dann kostenrelevante Strukturmerkmale für die vergleichende Bewertung von Niederspannungsnetzen abgeleitet werden. 6 Literatur [1] VDN http://www.vdn-berlin.de [Stand Februar 2007] [2] Egger, H. Strukturmerkmale von Niederspannungsnetzen Jahresbericht 2006, ABEV Bd. 109, Klinkenberg Verlag, Aachen 2006 [3] Löppen, S. Ermittlung kostenbestimmender Strukturmerkmale für Mittel- und Niederspannungsnetze Jahresbericht 2004, ABEV Bd. 98, Klinkenberg Verlag, Aachen 2004 [4] Mahn, U. Zusammenhänge zwischen Netzkosten und Strukturmerkmalen bei Verteilungsnetzbetreibern Elektrizitätswirtschaft, Jg. 100 (2001), Heft 12, S. 28-31 [5] Katzfey, J.; Nissen, J.; Vetter, F. et al Modellnetzverfahren zur Bestimmung kostentreibender Strukturmerkmale Elektrizitätswirtschaft, Jg. 103 (2004), Heft 6, S. 14-22 66 IAEW – FGE – JAHRESBERICHT 2007

Neuroästhetik - AKWG Aachen - RWTH Aachen University
2. Zirkular - LEK RWTH-Aachen - RWTH Aachen University
Trend-Report - (ISF) der RWTH Aachen - RWTH Aachen University
rührkessel - Aachener Verfahrenstechnik - RWTH Aachen University
aktuelle Ausgabe (PDF) - IMA,ZLW & IfU - RWTH Aachen University
Sonderdruck - Institut für Textiltechnik - RWTH Aachen
Pflegen zu Hause (pdf: 3378 kb) - RWTH Aachen University
Wahlzeitung 2011 - Studierendenschaft der RWTH Aachen
Broschüre für Partner - CAMMP - RWTH Aachen University
Wahlzeitung 2011 - Studierendenschaft der RWTH Aachen - RWTH ...
Wahlzeitung 2012 - Studierendenschaft der RWTH Aachen - RWTH ...
Atmosphärische Neutrinos - Physikzentrum der RWTH Aachen
Solare Neutrinos - Server der Fachgruppe Physik der RWTH Aachen
FITweltweit - Fachgruppe Informatik an der RWTH Aachen