TU Darmstadt / ULB / tuprints

Life Cycle Cost-Betrachtungen von Hochspannungsschaltanlagen

Laskowski, Karsten :
Life Cycle Cost-Betrachtungen von Hochspannungsschaltanlagen.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2006)

[img]
Preview
PDF
LifeCycleCost_von_HS_Anlagen.pdf
Available under Simple publication rights for ULB.

Download (1825Kb) | Preview
Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Life Cycle Cost-Betrachtungen von Hochspannungsschaltanlagen
Language: German
Abstract:

Betreiber und Hersteller von Hochspannungsschaltanlagen streben insbesondere vor dem Hintergrund der Liberalisierung der Energiemärkte kostenoptimierte Lösungen an. Die Hersteller bieten neben den etablierten Anlagentechnologien zunehmend in-novierte Konzepte an. Die Betreiber sind bestrebt, die angebotenen Produkte in kos-tenoptimierten Anlagenaufbauten in einer optimalen Betriebsführung einzusetzen. Die vielfältigen Möglichkeiten für Aufbau und Betrieb einer Hochspannungsschalt-anlage machen eine leistungsfähige Methodik zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit erforderlich. Mit Hilfe des Life Cycle Costing können die für die jeweilige Situation individuell optimierten Vorgehensweisen identifiziert werden. Entscheidend für den erfolgreichen Einsatz von Life Cycle Cost-Methoden sind neben der geeigneten Methodik geeignete Datenbestände erforderlich, um jede Phase im Lebenszyklus ange-messen modellieren zu können. Im Rahmen dieser Arbeit wird an exemplarisch ausgewählten Anlagenbeispielen die vollständige Vorgehensweise zur Berechnung und Analyse der Life Cycle Cost von Hochspannungsschaltanlagen dargestellt. Ausgehend von der Festlegung von Betrachtungsumfang und angemessener Kostenstruktur werden die hersteller- und betreiberunabhängig erhobenen Datenbestände der Cigré analysiert und in das Modell integriert. Es werden die erforderlichen Berechnungsverfahren festgelegt und Musteranlagen zur Durchführung von Fallstudien definiert. Die Auswertung von Pa-rameterstudien und Sensitivitätsanalysen erlaubt die Ableitung von Optimierungsszenarien. Mit Hilfe dieser Vorgehensweise werden Ansätze zur Optimierung von Aufbau und Betrieb von Hochspannungsschaltanlagen vorgestellt. Die verwendeten Datenbestände der Cigré erlauben den universellen Einsatz des Modells, jedoch sind nicht alle zur Durchführung von Life Cycle Cost-Analysen erforderlichen Daten erhoben worden. Die fehlenden Daten werden durch andere Datenquellen ergänzt oder durch Analogieschlüsse abgeleitet. Für die vergleichende Analyse der Life Cycle Cost von Hochspannungsschaltanlagen werden verschiedene Anlagenkonzepte in unterschiedlichen Anordnungen in den Spannungsebenen 145kV und 420kV untersucht. Um die volle Spannweite der Lösungen von Hochspannungsschaltanlagen zu analysieren, wurde neben den konventionellen Konzepten AIS und GIS exemplarisch eine aktuelle Hybridlösung in die Untersuchungen einbezogen: HIS vom Hersteller Siemens AG. Diese Hybridlösung ist charakterisiert als eine für AIS-Bedingungen optimierte GIS. Für die Untersuchung der Optimierungspotenziale am Anlagenaufbau der Hochspannungsschaltanlagen werden die definierten Fallstudien in unterschiedlichen Anordnungen wie H-Schaltung, Doppelsammelschienen- oder 1,5 Leistungsschalteranordnung untersucht sowie der Einfluss der Grundstückskosten betrachtet. Weitergehende Analysemöglichkeiten ergeben sich durch die Verknüpfung von Life Cycle Cost-Analysen mit Verfügbarkeitsberechnungen. Die Berücksichtigung der unterschiedlichen Verfügbarkeiten der verschiedenen Konzeptionen kann zur signifikanten Senkung der Life Cycle Cost beitragen. Neben den Analysen des Anlagenaufbaus tragen Betrachtungen der Betriebsführungsstrategie zur Optimierung der Life Cycle Cost bei. Es werden die Auswirkungen der Wartungsstrategie, des Einsatzes von Monitoringsystemen sowie die optimale Auswahl des Erneuerungszeitpunktes untersucht. Die eingeführte Methodik zeigt, dass Analysen unter Einbeziehung der aufbereiteten Daten der Cigré eine effektive Unterstützung bei der Analyse und Optimierung von Hochspannungsschaltanlagen unterschiedlicher Konzeption bieten. Unter Einbeziehung eigener Daten in das vorgestellte Modell ist es effizient möglich, individuelle Konfigurationen zu analysieren und zu optimieren.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
The liberation of the energy market drives utilities and suppliers of high voltage switchgear equipment to identify cost optimized solutions. Nowadays the suppliers offer innovative switchgear concepts in addition to conventional switchgear types. The utilities intend to use the offered products in cost optimized substation layouts using best operating strategies. It is important to find an efficient method to evaluate the economy of the manifold possible concepts and operating policies of high voltage switchgear. Life Cycle Cost-ing allows identifying the appropriate approach for any individual situation. It is decisive for the successful application of Life Cycle Cost methods to dispose of a suitable database in order to model any phase of the life cycle. The complete process of calculation and analysis of Life Cycle Cost of high voltage substations are presented using exemplary case studies of dedicated substations. Initially the scope of analysis and the cost breakdown structure are defined. Based on these results the necessary database are identified, analyzed and integrated in the model. The data has been collected supplier and utility independently by Cigré. The calculation methods and case studies are introduced and checked by sensitivity analyses and parameter studies in order to introduce optimization scenarios. This allows identifying approaches for optimization of the layout and the operating policy of high voltage switchgear substations. The gathered data base provided by Cigré enable the universal application of the model, however not all data required for carrying out Life Cycle Cost analyses have been collected. The missing data are added by data from other sources or derived from the existing data. Different switchgear concepts in different layouts in 145kV and 420kV are investigated for the comparative analysis of Life Cycle Cost of high voltage switchgear substations. In order to analyze the full scope of high voltage switchgear solutions, beside the conventional concepts AIS and GIS a current hybrid solution was incorpo-rated in the analyses: HIS from the supplier Siemens AG. This hybrid solution characterized as a GIS which is optimized for AIS conditions. The investigations on the defined case studies are carried out in different layouts, such as H-scheme, double busbar or 1.5 circuit breaker arrangement, in order to identify the potential for optimization of the arrangement of the substation. Additionally the impact of the influence of the ground costs was analyzed. The combination of Life Cycle Cost analyses with availability calculations offers advanced ways of analysis. The impact of the different levels of availability of the various concepts can lead to a significant decrease of the Life Cycle Cost. Beside the analyses of the arrangement of the switchgear, investigations on the operating policy contribute to the decrease of Life Cycle Cost. The impact of different service strate-gies, various monitoring systems and the optimal timing of the replacement of the equipment is examined. The introduced method shows that Life Cycle Cost analyses integrating the edited data of Cigré provide effective support in analysis and optimization of high voltage switchgear of different concepts. The integration of own data allows the efficient analysis and optimization of individual configurations by using the proposed model.English
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:22
Last Modified: 07 Dec 2012 11:52
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000743
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-7437
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Neumann, Prof. Dr.- Claus
Advisors: Hinrichsen, Prof. Dr.- Volker
Refereed: 8 September 2006
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/743
Export:

Actions (login required)

View Item View Item