essentials Essentials liefern aktuelles Wissen in konzentrierter Form. Die Essenz dessen, worauf es als „State-of-the-Art“ in der gegenwärtigen Fachdiskussion oder in der Praxis ankommt. Essentials informieren schnell, unkompliziert und verständlich • als Einführung in ein aktuelles Thema aus Ihrem Fachgebiet • als Einstieg in ein für Sie noch unbekanntes Themenfeld • als Einblick, um zum Thema mitreden zu können. Die Bücher in elektronischer und gedruckter Form bringen das Expertenwissen von Springer-Fachautoren kompakt zur Darstellung. Sie sind besonders für die Nutzung als eBook auf Tablet-PCs, eBook-Readern und Smartphones geeignet. Essentials: Wissensbausteine aus Wirtschaft und Gesellschaft, Medizin, Psy- chologie und Gesundheitsberufen, Technik und Naturwissenschaften. Von renom- mierten Autoren der Verlagsmarken Springer Gabler, Springer VS, Springer Medi- zin, Springer Spektrum, Springer Vieweg und Springer Psychologie. Weitere Bände in dieser Reihe http://www.springer.com/series/13088 Torsten Werth Investitionsstrategien für Mittelspannungskabel Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit von Investitionen und Netzautomatisierung Torsten Werth Hungen Deutschland ISSN 2197-6708 ISSN 2197-6716 (electronic) ISBN 978-3-658-07667-2 ISBN 978-3-658-07668-9 (eBook) DOI 10.1007/978-3-658-07668-9 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbiblio- grafie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Springer Vieweg © Springer Fachmedien Wiesbaden 2014 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikro- verfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Springer Vieweg ist eine Marke von Springer DE. Springer DE ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media www.springer-vieweg.de Was Sie in diesem Essential finden können… • Eine Einführung in die Zuverlässigkeit von Energieverteilnetzen • Einen praxisorientierten Leitfaden zur Simulation des Alterungsverhaltens von Netzen • Vereinfachte Verfahren für ein kostenoptimierte Assetmanagement • Methoden zur Risikobewertung von Investitionsstrategien • Die Bedeutung der Automatisierung von Ortsnetzstationen V Vorwort Der vorliegende Text fasst die Methodik und die Ergebnisse des Projektes „Risiko- orientierte Erneuerungsstrategien von Mittelspannungskabeln“ zusammen, das in Zusammenarbeit mit Herrn Prof. Dr.-Ing. Ramzi Dib von der Technischen Hoch- schule Mittelhessen (Campus Friedberg) im Mai 2014 durchgeführt wurde. VII Inhaltsverzeichnis 1 Projektbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 A usgangssituation und Problemstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3 Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.4 Untersuchte Strategien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 Zuverlässigkeit in der Netzplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1 Planung von Mittelspannungsverteilungsnetzen . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 Die Zuverlässigkeit als Kenngröße von Stromverteilnetzen . . . . . . 6 2.3 Rechtliche Bedeutung der Zuverlässigkeit von Stromverteilnetzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.4 W irtschaftliche Bedeutung der Zuverlässigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3 Beschreibung des Netzmodells für die Zuverlässigkeitsberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.1 A lterungsmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.2 A lterung von Kabeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.3 A ltersabhängige Störungsmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.4 Repräsentatives Netzmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.5 T utorial: Aufbau und Parametrierung des Netzmodells . . . . . . . . . 16 4 Ergebnisse der Zuverlässigkeitsberechnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4.1 V ergleich der Strategien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4.2 Einfluss der automatisierten Ortsnetzstationen . . . . . . . . . . . . . . . . 22 5 Methode zur wirtschaftlichen Bewertung der Strategien . . . . . . . . . . 27 5.1 V orgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 5.2 Bewertung der Investitionen nach der Annuitäten-methode . . . . . . 27 IX X Inhaltsverzeichnis 5.3 Bewertung der Störungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 5.4 Bewertung der nichtgelieferten Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 6 Ergebnisse der wirtschaftlichen Bewertung der Strategien . . . . . . . . 31 6.1 Zusammenfassung und Vergleich der wirtschaftlichen Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 6.2 Einfluss der Investitionen auf die Netzzuverlässigkeit . . . . . . . . . . 34 7 Handlungsempfehlungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 7.1 Handlungsempfehlung zur Strategiefindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 7.2 Vereinfachte Festlegung der optimalen Nutzungsdauer . . . . . . . . . 38 8 Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Was Sie aus diesem Essential mitnehmen können . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Über den Autor Dipl.-Ing. (FH) Torsten Werth absolvierte 2004 sein Studium der Elektrischen Energie- und Umwelttechnik an der Fachhochschule Dortmund auf dem Gebiet von netzgeführten Photovoltaikwechselrichtern. Anschließend war er unter ande- rem als Projektleiter in der Entwicklung neuer Mittelspannungsprodukte tätig, bevor er 2012 in die Grundsatzplanung und das strategische Asset-Management eines mittelgroßen Verteilnetzbetreibers wechselte. XI