K u rzfassu n g sb an d - Graz University of Technology
K u rzfassu n g sb an d - Graz University of Technology
K u rzfassu n g sb an d - Graz University of Technology
- Keine Tags gefunden...
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
142 Energieinnovation 2006<br />
5.4.4 „Bewertung der Effizienz der Inst<strong>an</strong>dhaltung elektrischer<br />
Energienetze auf Basis von Risikoindizes“<br />
Gerhard Theil, Besim Demiri (TU-Wien/Institut für Elektrische Anlagen<br />
und Energiewirtschaft) 1<br />
Aktuelle Entwicklungen in der Energiepolitik und bei Verfügbarkeit und -Kosten von Primärenergie<br />
sowie Auswirkungen von Klimaänderungen verursachen Rückwirkungen auf sämtliche Sektoren der<br />
Elektrizitätsversorgung, somit auch auf den Bereich der Übertragungs- und Verteilungsnetze. Die<br />
Netzgesellschaften sehen sich mit den gegensätzlichen Forderungen konfrontiert, einerseits Netzgebühren<br />
zu reduzieren, <strong>an</strong>dererseits die Netze so auszulegen, dass sie erhöhte Energietr<strong>an</strong>sporte<br />
bewältigen und Umwelteinflüssen wie extremer Witterung st<strong>an</strong>dhalten können. Zur Bewältigung dieser<br />
Aufgabe sind herkömmliche Methoden der strategischen Pl<strong>an</strong>ung nicht mehr geeignet, es werden<br />
vielmehr komplexere Modelle zur Abbildung des Betriebsverhaltens und der Zuverlässigkeit der Betriebsmittel,<br />
der Mech<strong>an</strong>ismen der Inst<strong>an</strong>dhaltungsprozesse sowie der resultierenden Kosten benötigt.<br />
Die vorliegende Arbeit ist dem Thema der Inst<strong>an</strong>dhaltungsoptimierung gewidmet. Das Problem<br />
"Inst<strong>an</strong>daltung" sollte immer im Zusammenh<strong>an</strong>g mit der Zuverlässigkeit des Systems betrachtet<br />
werden, denn Zweck von Inst<strong>an</strong>dhaltungsmaßnahmen ist es, eine möglichst gleich bleibende Systemzuverlässigkeit<br />
aufrecht zu erhalten. Das Ziel der Inst<strong>an</strong>dhaltungsoptimierung ist es also, Inst<strong>an</strong>dhaltungskosten<br />
zu minimieren und gleichzeitig die durch Ausfälle verursachten Kosten nicht gelieferter<br />
Energie möglichst gering zu halten.<br />
Ein zentrales Problem der zuverlässigkeitsorientierten Inst<strong>an</strong>dhaltungspl<strong>an</strong>ung besteht darin, den<br />
Einfluss der Inst<strong>an</strong>dhaltungsintensität auf die Ausfallrate der Betriebsmittel zu modellieren. Dies erfolgt<br />
mit Hilfe von statistischen Verteilungsfunktionen, welche die Lebensdauer und den zeitlichen Abst<strong>an</strong>d<br />
zwischen reparierbaren Fehlern (Zyklusdauer) beschreiben. Diese Verteilungsfunktionen werden<br />
mathematisch so formuliert, dass die Inst<strong>an</strong>dhaltungsintensität darin als Variable enthalten ist. Somit<br />
lässt sich ihre Auswirkung auf Lebens- und Zyklusdauer und damit auf die entsprechenden<br />
Ausfallraten mathematisch beschreiben. Unter Inst<strong>an</strong>dhaltungsintensität ist die Zeit bis zum Austausch<br />
eines gealterten Betriebsmittels oder der zeitliche Abst<strong>an</strong>d zwischen Wartungen, welche zur<br />
Verlängerung von Lebens- und Zyklusdauer durchgeführt werden, zu verstehen.<br />
Die Lebens- und Zyklusdauerverteilungsfunktionen werden mit Hilfe von Methoden der Erneuerungstheorie<br />
[1] zu Erneuerungsdichten verarbeitet. Die Erneuerungsdichte gibt den Erwartungswert der<br />
Anzahl der Erneuerungen (durch Austausch oder Reparatur) innerhalb einer gegebenen Zeitperiode<br />
(z.B. 1 Jahr) <strong>an</strong>. Kombiniert m<strong>an</strong> die Erneuerungsdichte mit den ereignisorientierten Erneuerungskosten<br />
(Kosten für Austausch und Ausfall) und mit den Wartungskosten, so erhält m<strong>an</strong> eine Größe zur<br />
Bewertung des mit einer Veränderung der Inst<strong>an</strong>dhaltungsintensität verbundenen Risikos [2]. Dieses<br />
wird im Rahmen der Inst<strong>an</strong>dhaltungsoptimierung als Zielfunktion verwendet.<br />
Die vorliegende Arbeit ist im Speziellen den Betriebsmitteltypen "Masten" und "Seile" der 20-kV-<br />
Sp<strong>an</strong>nungsebene gewidmet. Die Berechnungen werden mit Daten, welche von einem österreichischen<br />
Energieversorgungsunternehmen zur Verfügung gestellt wurden, durchgeführt. Sie umfassen<br />
Errichtungszeiten der Betriebsmittel, Lebensdauern, Kosten für Errichtung und Inst<strong>an</strong>dhaltung. Für<br />
einen speziellen Netzausschnitt wurden auch die für eine System-Zuverlässigkeitsuntersuchung<br />
benötigten Daten wie Netzstruktur, eingesetzte Netztechnik, Verbrauchertyp und Lasten, erfasst.<br />
Unter Verwendung dieser Daten werden die Lebensdauerhistogramme der betrachteten Betriebsmitteltypen<br />
ermittelt. Auf Basis der Histogramme werden die Parameter der Lebensdauerverteilungsfunktionen<br />
geschätzt. Dies erfolgt mit Hilfe einer evolutionsstrategischen Optimierung, wobei die<br />
Quadratsumme der Abstände zwischen Dichtefunktion und Histogramm durch Anpassung der Dichtefunktionsparameter<br />
minimiert wird [3]. Am Beispiel des Betriebsmittels "20kV-Holzm<strong>an</strong>sten" wird (in<br />
der L<strong>an</strong>gfassung der vorliegenden Arbeit) ein Resultat dieser Prozedur präsentiert. Da in den<br />
verfügbaren Datenbeständen keine Angaben über Störungen und dadurch verursachte Ausfälle<br />
existieren, ist es nicht möglich, Zyklusdauerverteilungen zu ermitteln. Folglich müssen die vorliegenden<br />
Untersuchungen auf die Abschätzung der Wirkung der Inst<strong>an</strong>dhaltungsmaßnahmen "Austausch"<br />
und "Wartung zur Verlängerung der Lebensdauer" beschränkt werden.<br />
1 Technische Universität Wien, Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft,<br />
1040 Wien, Gußhausstraße 25, Tel.: +43-1-58801-37317, Fax.: +43-1-58801-37399,<br />
e-mail.: gerhard.theil@tuwien.ac.at , demiri@ea.tuwien.ac.at;