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Jahresbericht 2007 - FGE - RWTH Aachen University

Jahresbericht 2007 - FGE - RWTH Aachen University

• Kurzschlussströme

• Kurzschlussströme Kabel weisen geringere Impedanzen als Freileitungen auf. In reinen Kabelnetzen sind aus diesem Grund höhere Kurzschlussströme als in Freileitungsnetzen zu erwarten. Ob ein üblicher maximal erlaubter Kurzschlussstrom von I k ’’= 31,5 kA ausreicht oder gegebenenfalls andere Maßnahmen zur Beherrschung der Kurzschlussströme zu ergreifen sind – wie z. B. der Einsatz von Kurzschlussstrombegrenzern – ist zu untersuchen. • Netzplanungskonzepte Für ländliche reine 110-kV-Kabelnetze bestehen derzeit noch keine allgemein anerkannten Planungskriterien wie sie für 110-kV-Freileitungsnetze existieren. Durch die Verkabelung sind möglicherweise andere Netzplanungskonzepte für ländliche 110-kV-Netze wirtschaftlich sinnvoll oder technisch sogar notwendig. • Versorgungszuverlässigkeit Allgemein ist die Ausfallhäufigkeit von Kabeln gegenüber Freileitungen geringer, da Kabel gegen atmosphärische Störungen geschützt sind. Kommt es jedoch zu einer Störung mit Schaden an einem Kabel, ist die Unterbrechungsdauer aufgrund von nötigen Erdarbeiten länger als die von Freileitungen. Die in Bild 2 aus der VDN-Statistik [1] aufgeführte Schadenshäufigkeit von Kabeln ist ein Durchschnittswert, der alle Kabeltechnologien einschließt. Es ist zu erwarten, dass durch den großflächigen Einsatz von VPE-Kabeln in der 110-kV- Ebene die Nichtverfügbarkeit gesenkt werden kann und die Versorgung von atmosphärischen Einflüssen unabhängig wird. Mögliche Auswirkungen und deren Wechselwirkung mit den Netzplanungskonzepten werden in dieser Forschungsarbeit mittels probabilistischer Zuverlässigkeitsanalyse [3] bewertet. 3 1/100 km 1 0 ohne Schaden mit Schaden Kabel Freileitung Bild 2: Häufigkeit von Störungen mit und ohne Schaden [1] FORSCHUNGSPROJEKTE • Sternpunktbehandlung In Deutschland wird der überwiegende Teil der 110-kV-Netze mit kompensiertem Sternpunkt betrieben um die Auswirkungen einpoliger Fehlerströme, die z. B. durch atmosphärische Einwirkung entstehen können, zu minimieren. Erdschlüsse in Kabelnetzen führen zur Zerstörung der Isolation und müssen deshalb frühzeitig durch den Schutz detektiert und unverzüglich abgeschaltet werden. Um dies bei reinen Kabelnetzen sicherzustellen, ist eine starre bzw. niederohmige Sternpunkterdung in diesen Netzen notwendig. • Wirtschaftliche Aspekte Die Aufwendungen für ein 110-kV-VPE-Kabel und seine Verlegung übersteigen die Kosten für die Errichtung einer Freileitung. Die in der Literatur angegebenen Mehrkostenfaktoren weisen eine hohe Bandbreite auf und sind sehr fallspezifisch. In dieser Arbeit sind für die Kabellegung Kostensätze speziell für ländliche Gebiete anzunehmen. Neben den Aufwendungen für die Trasse unterscheiden sich Instandhaltungskosten und Verluste der reinen Kabelnetze ebenfalls von denen, die sich für Freileitungsnetze ergeben. Um einen Vergleich unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten durchzuführen, sind neben den erwähnten auch die Aufwendungen einzubeziehen, die aufgrund systemtechnischer Einflüsse der jeweiligen Übertragungstechnik entstehen. 5 Literatur [1] Verband der Netzbetreiber (VDN) e.V. beim VDEW VDN-Störungs- und Verfügbarkeitsstatistik Berichtsjahr 2004, 1. Ausgabe November 2005 [2] Maurer, C. Integrierte Grundsatz- und Ausbauplanung für Hochspannungsnetze, Dissertation RWTH Aachen ABEV Bd. 101, Klinkenberg Verlag, Aachen, 2004 [3] Cheng, S.; Sengbusch, K. v.; Vennegerts, H. Rechnergestützte probabilistische Zuverlässigkeitsanalyse – Weiterentwicklung von RAMSES Jahresbericht 2003, ABEV Bd. 92 Klinkenberg Verlag, Aachen, 2003 IAEW – FGE – JAHRESBERICHT 2007 87

FORSCHUNGSPROJEKTE Stochastische Optimierung von Erdgasportfolios Stochastic Optimization of Natural Gas Portfolios Dipl.-Ing. M.Sc. Uwe Padberg uwe.padberg@iaew.rwth-aachen.de In den kommenden Jahren wird aufgrund der steigenden Attraktivität der Stromerzeugung in Erdgaskraftwerken durch verhältnismäßig geringe Treibhausgasemissionen und einer zunehmenden Verbreitung des Erdgasverbrauchs in Haushalten mit einem deutlichen Anstieg des Erdgasverbrauchs gerechnet. Zusätzlich entstehen durch die Liberalisierung des Erdgasmarktes für Handelsunternehmen im Erdgassektor Chancen, neue Kunden zu gewinnen und Risiken, Kunden an die Konkurrenz zu verlieren. Somit wird ein steigender Kostendruck aufgrund des zunehmenden Wettbewerbs im Erdgassektor erwartet. Unter diesen Umständen wird die Optimierung von Erdgasportfolios für Handelsunternehmen zunehmend wichtiger. Diese Optimierung muss unter Berücksichtigung von Unsicherheiten erfolgen. So hängt beispielsweise der Bedarf an Erdgas sehr stark von der Außentemperatur ab. Des Weiteren kann der Gaspreis politisch beeinflusst werden oder bedingt durch zunehmend schwierigere technische Produktionsbedingungen ansteigen. Daher ist das Ziel dieser Arbeit die Entwicklung eines Verfahrens, das das profitmaximale Erdgasportfolio unter Berücksichtigung von Unsicherheiten und technischen Rahmenbedingungen bestimmt. Within the next years a significant increase for the demand of natural gas is expected due to the increasing attraction of electricity generation in gas fired plants with comparatively low greenhouse gas emissions and an ascending diffusion in household consumption. Additionally, for commercial enterprises of the natural gas sector, chances to acquire new customers and risks to lose own customers to competitors emerge from the liberalization of the natural gas market. Thus, a rising cost pressure in the natural gas sector caused by the intensifying competition is expected. Under these circumstances, the optimization of natural gas portfolios of commercial enterprises becomes more important. Under consideration of the uncertainties, this optimization has to be carried out. For example, the demand on natural gas strongly depends on the outdoor temperature. The gas price might be influenced by policy or may rise due to aggravating production conditions. Therefore, the objective of this work is the development of an optimization method to calculate a profit-maximising natural gas portfolio under consideration of planning uncertainties and technical frame conditions. 1 Einleitung Durch die Liberalisierung des Erdgasmarktes haben Endverbraucher die freie Wahl ihres Versorgers, wodurch sich derzeit ein Preiswettbewerb zwischen den Erdgashandelsunternehmen entwickelt. Diese haben dadurch einerseits die Chance, neue Kunden zu gewinnen, andererseits entsteht die Gefahr, Kunden an die Konkurrenz zu verlieren [1]. Im HuK-Sektor (Haushalte und Kleinverbraucher) wird Erdgas verstärkt zur Wärmeerzeugung eingesetzt. Die Verwendung von Erdgas wird zudem durch den Handel mit Emissionszertifikaten begünstigt, da Erdgas die niedrigsten spezifischen CO 2 -Emissionen aller fossilen Energieträger aufweist. Der voraussichtliche Anstieg des Erdgasverbrauchs und der einsetzende Wettbewerb auf dem Gasmarkt zwingen die Handelsunternehmen der Gaswirtschaft, die benötigten Erdgasmengen möglichst kostengünstig zu beschaffen. Dabei sind Unsicherheiten in der Beschaffungsplanung zu berücksichtigen. Diese Unsicherheiten betreffen einerseits die Nachfrage, die sehr stark von der Außentemperatur abhängig ist und andererseits die Preise für Erdgas, die durch zunehmend steigende Erschließungskosten für neue Felder, aber auch durch politische Einflussnahme variieren können. Daher ist das Ziel der hier vorgestellten Arbeit die Entwicklung eines Verfahrens zur Bestimmung von optimalen Erdgasportfolios für Erdgashandelsunternehmen unter Berücksichtigung von technischen Rahmenbedingungen und Unsicherheiten. 2 Analyse und Modellbildung In diesem Abschnitt werden die Komponenten eines Erdgasversorgungssystems analysiert (Bild 1). 2.1 Erdgaslagerstätten Erdgas ist ein Naturprodukt, das aus unterirdischen Lagerstätten durch Ausförderung gewonnen (produziert) wird. Der größte Anteil des deutschen Erdgases wird importiert, ein geringer Anteil stammt aus innerdeutscher Produktion. 88 IAEW – FGE – JAHRESBERICHT 2007

Trend-Report - (ISF) der RWTH Aachen - RWTH Aachen University
Neuroästhetik - AKWG Aachen - RWTH Aachen University
2. Zirkular - LEK RWTH-Aachen - RWTH Aachen University
rührkessel - Aachener Verfahrenstechnik - RWTH Aachen University
aktuelle Ausgabe (PDF) - IMA,ZLW & IfU - RWTH Aachen University
Broschüre für Partner - CAMMP - RWTH Aachen University
Atmosphärische Neutrinos - Physikzentrum der RWTH Aachen
Pflegen zu Hause (pdf: 3378 kb) - RWTH Aachen University
Wahlzeitung 2011 - Studierendenschaft der RWTH Aachen
Ratgeber Pflege (pdf: 1302 kb) - RWTH Aachen University
Sonderdruck - Institut für Textiltechnik - RWTH Aachen
RWTH-Themen 2009/2 - Aachener Verfahrenstechnik
Wahlzeitung 2009 - Studierendenschaft der RWTH Aachen