Untersuchung der Kraftwerkreserve im Verbundsystem

1. Problemanalyse und ziel der Arbeit.- 1.1 Einführung.- 1.1.1 Entwicklung der Leistung im deutschen Verbundsystem.- 1.1.2 Aufgaben des Verbundsystems.- 1.1.3 Wandel im Verbundbetrieb.- 1.2 Reservebedarf und Reservebereitstellung.- 1.2.1 Gebräuchliche Begriffe auf dem Gebiet der Leistungsreserve.- 1.2.2 Reservebedarf für die Verbraucher.- 1.2.3 Reservebedarf für die Kraftwerke.- 1.2.4 Zeitliche Gesichtspunkte des Reservebedarfs.- 1.2.5 Reservebereitstellung.- 1.2.6 Derzeit bekannte Verfahren zur Ermittlung des Reservebedarfs.- 1.3 Ziel der Arbeit.- 2. Betrieb von Kraftwerkssystemen im Verbundnetz.- 2.1 Normalbetrieb.- 2.2 Betrieb im Störungsfall.- 2.2.1 Das Leistungsverhalten von Kraftwerksblöcken.- 2.2.2 Reaktion des Verbundnetzes und Leistungsreserven nach Ausfällen.- 2.2.3 Grundmodell für den Reserveeinsatz.- 3. Mathematische Grundlagen zur Beschreibung der Zuverlässigkeit von Kraftwerksblöcken und Kraftwerkssystemen.- 3.1 Kenngrößen zur Beschreibung der Zuverlässigkeit von Kraftwerksblöcken.- 3.1.1 Kenngrößen der Betriebsdauer.- 3.1.2 Kenngrößen der Instandsetzungsdauer.- 3.1.3 Kenngrößen der Dringlichkeit der Stillstände.- 3.1.4 Kenngrößen der Zugriffszeit zur Stundenreserve.- 3.1.5 Berücksichtigung der Ungenauigkeit in der Kenngrößenbestimmung.- 3.2 Mathematische Verfahren zur Berechnung der Zuverlässigkeit von Kraftwerksblöcken.- 3.2.1 Beschreibung des stochastischen Leistungsverhaltens als Erneuerungsprozeß.- 3.2.2 Der Markoffsche Prozeß.- 3.2.3 Der Nicht-Markoffsche Prozeß.- 3.2.4 Das Verfahren der Zustandsstufen.- 3.3 Mathematische Verfahren zur Berechnung der Leistungsreserve von Kraftwerksblöcken.- 3.3.1 Modell zur Berechnung der Gesamtreserve.- 3.3.2 Modell zur Berechnung der Minutenreserve und Stundenreserve.- 3.3.3 Berücksichtigung der Datenungenauigkeiten.- 3.4 Mathematische Verfahren zur Berechnung der Leistungsreserve von Kraftwerkssystemen.- 3.4.1 Kombinationsmethode.- 3.4.2 Faltungsmethode -- Verfahren der rekursiven kumulativen Ausfallwahrscheinlichkeit.- 3.4.3 Verfahren der rekursiven kumulativen Ausfallwahrscheinlichkeit unter Berücksichtigung der Datenungenauigkeit.- 3.4.4 Berücksichtigung von vertraglichen Bezugsleistungen.- 3.4.5 Auswirkungen bei Vernachlässigung von Verbundleitungen.- 3.4.6 Interpretation zeitabhängiger Wahrscheinlichkeiten.- 4. Leistungsreserve bei der Ausbauplanung von Kraftwerkssystemen.- 4.1 Bestimmung des Bedarfes der technischwirtschaftlichen Gesamtreserve.- 4.1.1 Notwendige Eingangsdaten.- 4.1.2 Interpretation des Risikobegriffes bei der Ausbauplanung der Gesamtreserve.- 4.1.3 Berechnung der Gesamtreserve realer Kraftwerkssysteme der Bundesrepublik Deutschland.- 4.2 Bestimmung des Bedarfes der Minutenreserve.- 4.2.1 Notwendige Eingangsdaten.- 4.2.2 Interpretation des Risikobegriffes bei der Ausbauplanung der Minutenreserve.- 4.2.3 Berechnung der Minutenreserve realer Kraftwerkssysteme der Bundesrepublik Deutschland.- 4.3 Bestimmung des Bedarfes der Stundenreserve.- 4.3.1 Stundenreserve bei Minutenreserve mit unbegrenztem Arbeitsvermögen.- 4.3.2 Stundenreserve bei Minutenreserve mit begrenztem Arbeitsvermögen.- 5. Leistungsreserve bei der Betriebsplanung von Kraftwerkssystemen.- 5.1 Bestimmung des Bedarfes der technischwirtschaftlichen Gesamtreserve.- 5.1.1 Notwendige Eingangsdaten.- 5.1.2 Interpretation des Risikobegriffs bei der Betriebsplanung der Gesamtreserve.- 5.1.3 Grundsätzliche Überlegungen zur Berechnung der täglich notwendigen Gesamtreserve.- 5.1.4 Berechnung der täglich notwendigen Gesamtreserve von Kraftwerkssystemen.- 5.2 Bestimmung des Bedarfes der Minutenreserve.- 5.2.1 Notwendige Eingangsdaten.- 5.2.2 Interpretation des Risikobegriffes bei der Betriebsplanung der Minutenreserve.- 5.2.3 Grundsätzliche Überlegungen zur Berechnung der täglich notwendigen Minutenreserve.- 5.2.4 Berechnung der täglich notwendigen Minutenreserve von Kraftwerkssystemen.- 5.3 Bestimmung des Bedarfes der Stundenreserve.- 5.3.1 Stundenreserve bei Minutenreserve mit unbegrenztem Arbeitsvermögen.- 5.3.2 Stundenreserve bei Minutenreserve mit begrenztem Arbeitsvermögen.- 6. Überwachung und Steuerung der Leistungsreserve bei der Betriebsführung.- 6.1 Notwendige Eingangsdaten.- 6.2 Berechnung der kumulativen Ausfallwahrscheinlichkeit als Funktion der Zeit.- 6.3 Berücksichtigung von kalten Reserveeinheiten (stand-by-Reserve).- 6.4 Berücksichtigung von vertraglichen Bezugsleistungen.- 6.5 Berechnung der Wahrscheinlichkeit von Leistungsdefiziten eines EVU im Verbundsystem.- 6.5.1 Berechnung der Wahrscheinlichkeit von fiktiven Leistungsdefiziten (keine Berücksichtigung des Verbundbetriebes).- 6.5.2 Einfluß der Ungenauigkeit der Prognose der Belastung.- 6.5.3 Berechnung der Wahrscheinlichkeit tatsächlicher Leistungsdefizite.- 6.5.4 Berechnung der Wahrscheinlichkeit für nicht zeitgerechten Ersatz der ausgefallenen Leistung (vereinbarte Dauern der Aushilfszeit).- 6.5.5 Bedeutung der hergeleiteten zeitabhängigen Wahrscheinlichkeiten als technisch-wirtschaftliche Risiken.- 6.6 Anwendungsbeispiele für die Einsatzmöglichkeiten der Kurzzeit-Zuverlässigkeitsberechnung als Hilfsmittel für den Lastverteiler.- 7. Zusammenfassung.- 8. Anhang.- Anhang I.- Anhang II.- Anhang III.- Anhang IV.- Anhang V.- Anhang VI.- Anhang VII.- Anhang VIII.- Anhang IX.- Anhang X.- Anhang XI.- Anhang XII.- 9. Schrifttum.