DA von D. Henzi, 2007

Titel

Modellierung und Berechnung der Unterbruchkosten von automatischen, frequenzabhängigen Lastabwürfen für drei Unterwerke der ewz

(DA:D-UWIS)

Betreuung

Markus Schläpfer

Abgabe

Januar 2007

Abstract

Das übergeordnete Ziel dieser Diplomarbeit ist die Entwicklung eines Modells zur Berechnung der Unterbruchkosten von stufenweisen Lastabwürfen im Stadtnetz von Zürich. Hierfür wird ein Programmieransatz mit AnyLogic vorgestellt, welche auf den Ausfallraten von Komponenten basieren. Das Modell soll an drei ausgewählten Unterwerken der ewz angewendet und die Unterbruchkosten von stufenweisen Lastabwürfen auf der Ebene der Mittelspannung berechnet werden.

Das EWZTS-07 Modell beinhaltet die drei Unterwerke Aubrugg, Binz und Katz, welche auf die Reliabilitätsindizes SAIDI, SAIFI und CAIDI simuliert werden. Es werden direkte und indirekte Unterbruchkosten aufgrund von Literaturdaten ermittelt und für die Schweiz für das Jahr 2005 hochgerechnet. Diese Kostenfunktionen werden für vier verschiedene Kundenkategorien berechnet und in das EWZTS-07 Modell implementiert. Anhand dieses Modells können die Unterbruchkosten für einen vierstufigen Lastabwurf berechnet werden. In einem letzten Schritt werden noch zwei Lastabwurfstrategien entwickelt, mit dem Ziel, die Unterbruchkosten zu minimieren.

Die simulierten Reliabilitätsindizes zeigen, dass das EWZTS-07 Modell taugt. Die Auswertungen der berechneten Unterbruchkosten für die stufenweisen Lastabwürfe geben einen ersten Eindruck über die zu erwartenden Unterbruchkosten wieder. So betragen die Unterbruchkosten für einen 8 Stunden andauernden und 60% Lastabwurf für das Unterwerk Aubrugg 1027290 CHF, für das Unterwerk Binz 1441485 CHF und für das Unterwerk Katz 2486991 CHF. Die ermittelten gesamt-volkswirtschaftlichen Kosten eines 8 Stunden andauernden, 100% Lastabwurf für das Stadtnetz Zürich, werden rund 400 Mio. CHF betragen. Wobei 45 Mio. CHF direkte und 355 Mio. CHF indirekte Unterbruchkosten sind.

Die Resultate für die Lastabwurfstrategien der einzelnen Unterwerke sind sehr verschieden ausgefallen. So kann die Maximumstrategie bis zu 12% Unterbruchkosten beim Unterwerk Katz, gegenüber der Referenz einsparen. Die Minimumstrategie hat in jedem Fall schlechter abgeschnitten als die Maximumstrategie. Letztendlich kann der Schluss gezogen werden, dass keine der beiden getesteten Lastabwurfstrategien gegenüber der Referenz eindeutig als Sieger hervorgeht. Es können aber Unterbruchkosten für bestimmte Lastabwurfstufen bei einzelnen Unterwerken durchaus eingespart werden.