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JAHRESBERICHT DES INSTITUTS FÜR ELEKTRISCHE ANLAGEN UND ENERGIEWIRTSCHAFT 2002

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JAHRESBERICHT

DES

INSTITUTS FÜR ELEKTRISCHE ANLAGEN UND ENERGIEWIRTSCHAFT

2002

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Herausgegeben vom: Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft Technische Universität Wien Gußhausstraße 25/373 A-1040 Wien Telefon: 0043-1-588 01/37301 Telefax: 0043-1-588 01/37399 http://www.ea.tuwien.ac.at/ Redaktion: A.o.Univ.Prof. Dr. H. Müller

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Vorwort Sehr geehrte Freunde unseres Instituts, wie jedes Jahr übermitteln wir Ihnen den Jahresbericht unseres Instituts.

Die übergreifende Betrachtung von „Technik“, „Wirtschaft“ und „Regulierung“ hat

zunehmende Bedeutung gewonnen und wir berücksichtigen dies in integrierten Forschungs-

projekten. Anlagensystemtechnik und Energiewirtschaft sind verstärkt in diese Arbeitsgebiete

ausgerichtet worden.

Im abgelaufenen Jahr haben wir einen Workshop über „Windenergie- und Biomasse-

potenziale und deren Nutzung“ veranstaltet, bei dem wir alle drei Aspekte berücksichtigt

haben und der regen Zuspruch mit über 200 Teilnehmern gefunden hat.

Ab Januar 2003 werden wir die Professur für Energiewirtschaft durch Professor Nakicenovic

neu besetzen können und freuen uns, damit dieses wichtige Arbeitsgebiet weiter zu stärken.

Die Forschungsschwerpunkte des Instituts liegen derzeit im Bereich „Markt und

Wettbewerb“, „Benchmarking und Asset Management“, „Dezentrale Energiesysteme“,

„Regenerative Energieerzeugung mit Wind und Lösungen für Netzanbindung und

Ausgleichsenergie“, „Sicherheit und Zuverlässigkeit der Energieversorgung nach der

Deregulierung“ und „Power Quality und EMV“.

Wir möchten uns bei den Energieversorgern, den Verbänden, Ministerien und der

energietechnischen Industrie für die gute Zusammenarbeit und die interessanten

Forschungsaufträge im vergangenen Jahr bedanken.

Ich wünschen Ihnen auch im Namen der Mitarbeiter des Instituts ein frohes Weihnachtsfest

und ein erfolgreiches Neues Jahr

Ihr Wien, im Dezember 2002 o.Univ.Prof. Dr. Günther Brauner

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I N H A L T

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1. Personalverzeichnis 1 2. Lehrbetrieb 4 3. Diplomarbeiten 17 4. Dissertationen 19 5. Forschungs- und Entwicklungsarbeiten 22 6. Forschungsförderung und Projekte 65 7. Forschungsberichte 68 8. Veröffentlichungen 69 9. Vorträge 75 10. Veranstaltungen/Seminare 78 11. Mitwirkung in Fachgremien 79 12. Einrichtungen des Instituts 80

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1. Personalverzeichnis 58801-DW

Vorstand Brauner Günther, o.Univ.Prof. Dr.-Ing. 37310 E-Mail: [email protected]

Bereich Anlagen Stellvertreter Hadrian Wolfgang, Ao.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. 37315 E-Mail: [email protected] Sekretariat Gam Sabine 37301 E-Mail: [email protected] Frey Christine 37302 E-Mail: [email protected] Ao.Univ.Prof. Müller Herbert, Dipl.-Ing. Dr.techn. 37319 E-Mail: [email protected] Theil Gerhard, Dipl.-Ing. Dr.techn. 37317 E-Mail: [email protected] Univ.Ass. Berger Karl, Univ.Ass. Dipl.-Ing. 37323 E-Mail: [email protected] Berger Manfred, Univ.Ass. Dipl.-Ing. 37311 E-Mail: [email protected] Hammerschmidt Martin, Univ.Ass. Dipl.-Ing. 37326 E-Mail: [email protected] Raschbacher Franz, Univ.Ass. Dipl.-Ing. 37334 E-Mail: [email protected] wissenschaftl. Eder Alexander, Dipl.-Ing. (1.5.02-11.10.02) Mitarbeiter Felkel Thomas, Dipl.-Ing. (1.7.02-31.10.02) Geßl Bernhard, Dipl.-Ing. 37349 E-Mail: [email protected] Heidenreich Michael, Dipl.-Ing. 37320 E-Mail: [email protected] Laier Andreas, Dipl.-Ing. 37335 E-Mail: [email protected] Mair Martin, Dipl.-Ing. Dr.techn. 37332 E-Mail: [email protected] Neuhaus Alexander, Dipl.-Ing. (-31.10.2002) Pöppl Georg, Dipl.-Ing. 37318 E-Mail: [email protected]

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allgem.Univ.Bed. Besau Franz 37346 Jobst Rainer 37339 Smolnik Karl 37338 Zugeteilt dem Institut: Fickert Lothar, O.Univ.Prof. Dr.techn. 37301 Michal Roland, Univ.Doz. Dr.techn. 37302 Moraw Günter, Univ.Doz. Dr.techn. 37301 Rieder Werner, em.o.Univ.Prof. Dr.phil. 37322 Stimmer Herbert, em.o.Univ.Prof. Dr.techn. Dr.h.c. 37301 Lehrauftrag am Institut: Gös Reinhard, Univ.Lektor Dr.techn. 37302 Hofbauer Franz, Univ.Lektor Dr.techn. 37301 Irsigler Manfred, Univ.Lektor Hofrat Dipl.-Ing. 37301 Kapfer Ernst, Univ.Lektor Hofrat Dipl.-Ing. 37301 Widl Wolfgang, Univ.Lektor Dr.techn. 37302

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Bereich Energiewirtschaft

Stellvertreter Haas Reinhard, Ao.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. 37352 E-Mail: [email protected] Sekretariat Frey Christine 37303 E-Mail: [email protected] Univ.Ass. Auer Hans Univ.Ass. Dipl.-Ing. Dr.techn. 37357 E-Mail: [email protected] wissenschaftl. Berger Martin Dipl.-Ing. 37351 Mitarbeiter E-Mail: [email protected] Biermayr Peter Dipl.-Ing. Dr.techn. 37358 E-Mail: [email protected] Faber Thomas Dipl.-Ing. Dr.techn. 37359 E-Mail: [email protected] Huber Claus Dipl.-Ing. Dr. techn. 37360 E-Mail: [email protected] Keseric Nenad Dipl.-Ing. 37363 E-Mail: [email protected] Kranzl Lukas Dipl.-Ing.Dr.techn. 37351 E-Mail: [email protected] Lopez-Polo Assun, Dipl.-Ing. 37362 E-Mail: [email protected] Resch Gustav Dipl.-Ing. 37354 E-Mail: [email protected] Schriefl Ernst Dipl.-Ing. 37355 E-Mail: [email protected] Stadler Michael Dipl.-Ing. 37361 E-Mail: [email protected] Zugeteilt dem Institut: Faninger Gerhard, Ao.Univ.Prof. Dr.mont. 37303 Friedrich Kurt, Univ.Doz. Ao.Univ.Prof. Dr.jur 37303 Harhammer Peter, Hon.Prof. Dr.techn. 37356 Infanger Gerd, Univ.Doz. Dr.techn. 37303 Stigler Heinrich Mag.rer.soc.oec., Univ.Prof. Dr. 37303 Wirl Franz, Univ.Doz. Ass.Prof. Dr.techn. 37303 Lehrauftrag am Institut: Birol Fatih, Dr.techn. 37303 Huber Claus, Dr.techn. 37360 Schrattenholzer Leo, Dr.techn. 37303

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2. Lehrbetrieb

Bereich Anlagen Pflichtlehrveranstaltungen für Studienzweig "Energie- und Antriebstechnik" Kraft- und Umspannwerke Brauner, G. 5. Semester, 2 VO Energiewirtschaftliche Grundlagen, Solarkraftwerke, Windkraftanlagen, Hoch-, Mittel- und Niederdruck Wasserkraftwerke, Dampfkraftwerke, Gasturbinenkraftwerke, GUD-Kraftwerke, Kernkraftwerke, Wirtschaftlichkeit von Kraftwerken, Eigenbedarf von Kraftwerken, Aufbau von Schaltanlagen und Einsatz für Netzleitaufgaben. Energieübertragung und -verteilung Brauner, G. 6. Semester, 3 VO Aufgaben der elektrischen Energieübertragung, Leitungen und Kabel, Transformatoren, symmetrische Komponenten, Fehler, Lastfluß, Kurzschlußrechnung, Stabilität, Schutztechnik, Netzrückwirkung: Oberschwingungen und Flicker, Elektromagnetische Beeinflussung, Über-spannungen und Isolationskoordination. Übungen aus Kraft- u. Umspannwerke Theil, Hadrian, Müller, Berger M. 7. Semester, 1,5 UE Zum Stoff der Vorlesung "Kraft- und Umspannwerke" werden detaillierte Berechnungsgrund-lagen erläutert sowie Rechenbeispiele vorgerechnet. Inhalt: Solarkraftwerke, thermische Kraftwerke, Wasserkraftwerke, Wirtschaftlichkeit von Kraftwerken, Kraftwerksregelung und Netzregelung, Zuverlässigkeit in Kraftwerken, Entstickung und Entschwefelung. Lehrziel: Verstehen der Energieumwandlungsprinzipien, Berechnung von Wirkungsgraden, Analyse von Kraftwerksprozessen, Bewerten der Wirtschaftlichkeit der Energieumwandlung, Verstehen der Zuverlässigkeit. Übungen aus Energieübertragung und Müller, Hadrian, Theil, Berger M. -verteilung 8. Semester, 2 UE Zur Vorlesung "Energieübertragung und -verteilung" werden Rechenverfahren erläutert und Rechenbeispiele aus folgenden Gebieten vorgerechnet: Leitungskonstante, Lange Leitung (mit Spannungshaltung und Kompensation), elektromagnetische Beeinflussung, Lastfluß- und Kurzschlußberechnung, mechanische und thermische Kurzschlußwirkungen, transiente Stabilität, Netzrückwirkungen.

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Laborübungen aus Elektrische Anlagen E-A Müller, Hadrian, Theil, Berger M. 9. Semester, 3 LU Die Laborübungen sollen den Stoff der Vorlesungen Kraft- u. Umspannwerke und Energie-übertragung und -verteilung durch praktische Übungen vertiefen. Folgende Übungen sind vorgesehen:

Erdschluß in Drehstromnetzen Messungen an Schutzeinrichtungen elektrischer Maschinen und Anlagen Wirk- und Blindleistungsregelung Lange Leitung und Kompensation Schutzmaßnahmen gegen gefährliche Körperströme EMV-Übung 1 Schutz gegen Überspannungen EMV-Übung 2 Induktive Beeinflussung Netzrückwirkungen

Hochspannungstechnik Brauner, G. 2 VO Überblicksmäßiges Kennen der physikalischen Phänomene in Isoliersystemen und der Isolationskoordination. Beschreiben prinzipieller Arten von Isolieranordnungen (Luftisolation, Flüssigkeitsisoliersysteme, Mischisoliersysteme, Festkörperisoliersysteme und Druckgasisoliersysteme). Komponenten der Energieübertragung und Verteilung kennen. Wissen, wie deren Funktion überprüft werden kann (Spannungsformen, Erzeugung und Messung hoher Spannungen, Prüfprozeduren). Elektrische Schaltgeräte Widl, W. 2 VO Systematik und physikalische Grundlagen (Kontakt, Schaltlichtbogen, Kontaktwerkstoffe) der Schaltgeräte. Funktionen und Bauformen der Schaltgeräte wie: Hilfsstromschalter (Taster, Relais, Mikroschalter, Paketschalter), Verbraucherschalter (Schütze, Schutzschalter, Anlasser, Nockenschalter), Netzschalter (Trafo-Stufenschalter, Trennschalter, Lastschalter, Leistungs-schalter), Sicherungen und Überspannungsableiter. Labor Hochspannungstechnik Hadrian 2 LU Prüfung eines Mittelspannungs-Vakuumschalters in einem synthetischen Prüfkreis, computer-unterstützte Dimensionierung der Prüfkreisbauelemente. Erzeugung hoher Wechselspannung, Einsatz verschiedener Teilentladungsmeßsysteme. Prüfung der dielektrischen Festigkeit eines Freiluft-Trennschalters mit hoher Wechselspannung und Stoßspannung. Computerunterstützte Dimensionierung der Hauptabmessungen sowie numerische Feldberechnung für eine SF6-Luft Durchführung, praktische Prüfung der Spannungsfestigkeit mit voller und abgeschnittener Stoßspannung.

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Pflichtlehrveranstaltungen für Studienzweig "Automatisierungs- und Regelungs-technik" Elektrische Anlagen für Regelungstechniker Brauner, G. 6. Semester, 1,5 VO Energiewirtschaftliche Grundlagen, Prinzipien der Energieumwandlung: Solar-, Wind-, Wasser-, Dampfkraftwerke, Gasturbinenkraftwerke, Kraftwerks- und Netzregelung, Leitungen und Kabel, Kurz- und Erdschlüsse, Schutztechnik, Schaltanlagen, Netzrückwirkungen industrieller Anlagen: Oberschwingungen, Spannungsänderungen, Flicker, Bewertung von Netzrückwirkungen, Maßnahmen zur Beherrschung von Netzrückwirkungen. Übungen aus Elektrische Anlagen für Hadrian, Müller, Theil, Berger M. Regelungstechniker 7. Semester, 1 UE Zur Vorlesung "Elektrische Anlagen" werden die Rechenverfahren erläutert und Rechenbei-spiele aus folgenden Gebieten vorgerechnet: Solarkraftwerke, Windkraftwerke, Wasserkraft-werke und thermische Kraftwerke, Kraftwerksregelung und Netzregelung, Wirtschaftlichkeit von Kraftwerken und Netzen, Nennwerte von Leitungen und Kabeln, Spannungsberechnung und Kompensation, Kurzschlußrechnung, Netzrückwirkungen: Oberschwingungen und Flicker, elektromagnetische Beeinflussung. Lehrziel: Berechnen einfacher Energie-umwandlungsprozesse, Berechnen der Umweltauswirkungen CO², Schwefel, Stickoxyde, Bestimmung der Kosten der Energieerzeugung und wirtschaftliche Auslegung der Bedarfsdeckung, Auslegung von Netzen unter Berücksichtigung von Netzrückwirkungen, Berechnung von EMV-Problemen und Bewerten von Abhilfemaßnahmen. Laborübungen aus Elektrische Maschinen Rummich, E. und Anlagen E-B parallel mit Hadrian 9. Semester, 2 LU Diese Laborübungen finden gemeinsam mit dem Institut für Elektrische Maschinen statt. Sie sollen den Stoff der Vorlesungen "Betrieb elektrischer Maschinen" und "Elektrische Anlagen" durch praktische Übungen vertiefen. Neben den Übungen, die vom Institut für Elektrische Maschinen betreut werden, sind seitens des Instituts für Elektrische Anlagen folgende Übungen vorgesehen:

Induktive Beeinflussung Schutz gegen Überspannungen

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Schaltgeräte und Hochspannungstechnik/ Rieder, Hadrian, Müller, Theil Switching Devices and High Voltage Technol. je 1,5 SE Systematik und physikalische Grundlagen der Schaltgeräte. Anforderungen und Kenngrößen. Funktionen und Bauformen der Schaltgeräte. Physikalische Grundlagen der Hochspannungstechnik. Prüftechnik, technische Isolieranordnungen und Isolationskoordi-nation. Hochspannungskomponenten in Energieübertragung und -verteilung. Elektromagne-tische Verträglichkeit. Pflichtlehrveranstaltungen für alle Studienzweige der Studienrichtung Elektrotechnik Diplomandenseminare (Brauner/Rieder/ 2 SE Hadrian/Müller/Theil) Pflichtlehrveranstaltungen für die Studienrichtung Maschinenbau Laborübung Elektrotechnik Rummich, E. parallel mit Berger M. und Elektronik für MB, VT 2 LU Diese Laborübung findet in Kooperation mit dem Institut für Elektrische Maschinen und Allgemeine Elektrotechnik statt. Vom Institut für Elektrische Anlagen wird der Übungsteil "Grundlegende Messungen der ET" betreut. Im Rahmen der Teilübung soll das Messen von Spannung, Strom, Widerstand und Leistung in Gleich- und Wechselstromkreisen demonstriert werden. Wahllehrveranstaltungen EDV-orientierte Projektarbeit für ET Brauner, Hadrian, Müller, Theil, Haas, 4 AG Berger M., Auer Privatissimum für Dissertanten (Brauner/Rieder/Hadrian/Müller/Theil) 2 PV

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Betrieb elektrischer Netze Brauner, G. 2 VO Allgemeine Anforderungen an den Netzbetrieb, Normalbetrieb: Wirkleistungs-Frequenz-Regelung primär und sekundär, Spannungs-Blind-leistungsregelung im Übertragungs- und Verteilnetz. gestörter Betrieb: Störung der Wirkleistungsbilanz und Unterfrequenz-Lastabwurf, Störung der Blindleistungsbilanz und Spannungszusammenbruch, Netzwiederaufbau. Sicherheit im Netzbetrieb: Sicherheitsregeln, Schutzklassen, Vorschriften und Gesetze. wirtschaftlicher Netzbetrieb: Stromgestehungskosten, wirtschaftliche Kraftwerks-, Leitungs- und Transformatorauslegung. Netzplanung: Hoch-, Mittel- und Niederspannungsnetze. Netzleittechnik: Aufgaben, Struktur, Fernwirksysteme. Planung von Elektroenergiesystemen Brauner, G. parallel mit (Seminar mit Übungen am Computer) Berger M. 2 SE Lastmodellierung und Gleichzeitigkeit, Lastflussrechnung und Behandlung von Konvergenz-problemen, Planung von Nieder-, Mittel- und Hochspannungsnetzen, Schwachstellenanalyse, Blindleistungskompensation, Kurzschlußberechnung, Kurzschlußbegrenzung, Erdung und Erdschlusslöschung, Berechnung großer Energiesysteme und Netzreduktion, Ober-schwingungsanalyse in Verteilnetzen, Filterauslegung und rechnerische Überprüfung. Netzrückwirkungen Brauner, G. 1,5 VO Spannungsqualität als Beurteilungsmaßstab, Ursachen für Oberschwingungen: Leistungs-elektronik, Sättigungserscheinungen, Analyse und Simulationsverfahren für Oberschwin-gungen, Begrenzungsverfahren für Oberschwingungen, Ursachen für Flickererscheinungen: Schweißanlagen, Lichtbogenöfen, Laständerungen; Analyse und Simulation von Flicker-vorgängen, Begrenzungsmaßnahmen, internationale Vorschriften. Verstehen der Ursachen für Netzrückwirkungen, Analysieren von periodischen und nichtperiodischen Netzrück-wirkungen, Planen von Begrenzungsmaßnahmen. Simulationsverfahren der Energietechnik Brauner, G. 1,5 VO Beschreibung dynamischer Vorgänge durch Differentialgleichungen, Verfahrensfehler, numerische Stabilität, Zustandsgleichungen, Startwerte, Simulation transienter Vorgänge, mittelfrequente elektromagnetische Ausgleichsvorgänge, elektromechanische Vorgänge, transiente, oszillatorische und statische Stabilität, Regelvorgänge, Simulation von thermischen und hydraulischen Systemen in der Energietechnik.

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Seminar Simulationsverfahren Brauner, G. 2,0 SE Übungen mit MATLAB/SIMULINK am PC zur Vorlesung Simulationsverfahren der Energietechnik Störungen und Schutztechnik in elektrischen Fickert, L. Netzen 2 VO Stellung des Schutztechnikers im Betriebsgeschehen (Verantwortung, Analyse und Planung). Netzfehler und Schäden an Anlagen (Ursachen, Auswirkungen, Bedeutung für den Anlagen- und Netzbetrieb). Störungsaufklärung als post mortem Analyse und Werkzeug zur Schwach-stellenerkennung (Gerätetechnik, theoretische Grundlagen der schutztechnischen Fehlerbe-rechnung, insbesondere Auswertung von Netzfehlern- und Geräteausfallsstatistiken). Schutz-einrichtungen als Betriebsmittel (Abschalten - Umschalten - Melden - Registrieren), die ver-schiedenen Funktionsprinzipien von Schutzeinrichtungen (Strom, Spannung, Phasenmessung, abgeleitete Größen) mit Beispielen (Leitungs-, Transformator-, Generator- und Sammel-schienenschutz) und Exkursion. Hochspannungstechnik unter Nutzung elektronischer Gös, R. Werkzeuge 2 VO Elektromagnetische Verträglichkeit Hadrian, W. 1,5 VO - Grundlagen und Definitionen, - Praktische Beispiele, - Ohmsche Beeinflussung, - Die Erde als Wechselstromleiter, - Berechnung von Induktivitäten und Gegeninduktivitäten, - Schirmung, - Blitzschutz, - Der nukleare elektromagnetische Puls (NEMP) Blitzschutz Hadrian, W. 1,5 VO Blitze und die mit ihnen verknüpften transienten Felder (engl. LEMP Lightning Electro Magnetic Puls) führen zu starken elektromagnetischen Beeinflussungen am Einschlagsort und über den LEMP auch in der näheren Umgebung. Damit der Blitzschutz zweckmäßig aufgebaut werden kann, müssen die wesentlichen Eigenschaften der Blitze bekannt sein.

- Gewitterentstehung, Blitzphysik, - Blitzparameter und ihre Bedeutung, - äußerer Blitz-schutz, - innerer Blitzschutz, - Vorschriftenwesen, - praktische Beispiele

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Labor Hochspannungstechnik 2 N.N. 2 LU Hochspannungserzeugung (Gleich-, Wechsel- und Stoßspannung) und Hochspannungs-phänomene (Entladungsmechanismen, Lichtbogenwanderung). Druckabhängigkeit der Durchschlagsfestigkeit in Gasen (Paschen-Gesetz). Optimierung eines Leistungsschalter-Kontaktsystems am Computer (elektrostatische Feldsimulation), Test des zuvor am Computer simulierten Kontaktstückes. Isolationskoordination an einem Modell einer Schaltstation (Messung an einem Niederspannungsmodell und Computersimulation der transienten Vorgänge bei Blitzstoß). Planung und Betrieb v. Schaltanlagen Hofbauer, F. 1,5 VO Projektierungsgrundlagen, Anforderungen an Spannungsfestigkeit, Stromtragfähigkeit und Kurzschlußfestigkeit, Auswahlkriterien für die zum Einsatz kommenden elektrischen Betriebsmittel, Grundkonzepte elektrischer Anlagen in Innenräumen und im Freien, fabriksfertige Anlagen, Schutzmaßnahmen, Erdungsanlagen, Kabelverlegung, Sekundär-anlagen: Eigenbedarfsversorgung, Schaltwarten, Erzeugung und Verteilung der Antriebsener-gieträger, Sonderfälle: Elektromagnetische Verträglichkeit, Instandhaltungsmanagement, CAD im Anlagenbau, die Bedeutung der Internationalen Normung, Anwendung der Systemtechnik bei interdisziplinären Problemen (z.B. Aufbau des österreichischen Blitzortungssystems), aktuelle Fragen des Umweltschutzes (z.B. Lärm, Elektromagnetische Felder, Entstickungsanlagen und Entschwefelungsanlagen). Grundlagen der elektrischen Bahnen Irsigler, M. 1,5 VO Entwicklungstendenzen des Eisenbahnbetriebes, Aufgabenstellung der elektrischen Traktion, Betriebs-, Strom- und Stromversorgungssysteme, Energiebedarf und Energiewirtschaft elektrischer Bahnen, Dimensionierung der Bahnstromerzeugungs- und -verteilungsanlagen, Systemvergleiche und Grenzleistungsprobleme, Gestaltung der Stromversorgungsanlagen, elektrische Triebfahrzeuge, Betrieb elektrischer Bahnen unter besonderer Berücksichtigung des technischen Arbeitsschutzes, Kostenstruktur im elektrischen Bahnbetrieb. Projektierung Elektrischer Bahnen Irsigler, M. 1 VO - Vergleich der verfügbaren Bahnstromsysteme bei Vollbahnen (technische, betriebliche und

wirtschaftliche Kenngrößen von Gleichstromsystemen, Einphasenwechselstromsystemen 16 2/3 Hz und Wechselstromsystemen mit Industriefrequenz)

- Voraussetzung für Elektrifizierungsprojekte (Streckenbelastungen, Investitionsanteile, trak-tionsabhängige jährliche Betriebskosten)

- Bereitstellung der Traktionsenergie (Ermittlung des Energie-Leistungsbedarfes; Planung des Bahnstromnetzes, der Energieerzeugungs- und Verteilanlagen; Dimensionierung der Anlagen; Kurzzeit - Dauerbelastbarkeit elektrischer Betriebsmittel; Versorgungssicherheit,

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Verfügbarkeit; Schaltung der Unterwerke, des Fahrleitungsnetzes; Schutzmaßnahmen; Betriebsführung; Fehlerortung)

- Fahrleitungsanlagen (mechanische, elektrische Bemessung) Grundkonzepte elektrischer Triebfahrzeuge Kapfer, E. 1 VO - Einführung: historische Entwicklung, Vorteile der elektrischen Traktion,

Elektrifizierungswürdigkeit - Hochgeschwindigkeitsverkehr - automatisierter Fahrbetrieb - Zugförderungsmechanik (fahrdynamische Grundlagen) - heutige Ausbildungsmöglichkeiten elektrischer Triebfahrzeuge für Fernbahnen, Nahver-

kehrssysteme sowie Schmalspur- und Nebenbahnen - Steuerung elektrischer Triebfahrzeuge - Wechselstromtriebfahrzeuge - Gleichstromtriebfahrzeuge - Mehrsystemtriebfahrzeuge - Antriebe - Hilfsbetriebe - dieselelektrische Triebfahrzeuge Cost and Quality Management in Switchgear Michal, R., Widl, W. Technology 2 VO Definition of cost. Costs versus expenses. Calculation of product costs, presentation and application of a calculation scheme. Limits of calculation schemes, alternative approaches. Development costs. Cost - benefit analysis of developement projects. Statistical methods for quality techniques. Model of a factory. Quality in research and development. Quality in purchasing and production. Quality in sales and marketing. Quality management. Legal background of sales and marketing of products. Rechnermethoden in der elektrischen Müller, H. Energieversorgung 1,5 VO "Systemtechnik" (Einleitung). Grundlegende Gebiete aus der Mathematik: Numerische Mathematik, Extremwertaufgaben (Optimierung), Statistik, Graphentheorie. Systemanalyse: Lastfluss-, Kurzschluß-, Stabilitätsberechnung, Zuverlässigkeitsanalyse, Prognose. Einsatz der Verfahren in Betriebsführung und Planung (Hierarchiestufen und systemtechnische Strukturen), Betriebsführung (Protokollierung, Steuer- und Regelaufgaben, State Estimation, Sicherheitsüberwachung, wirtschaftliche Lastverteilung und Fahrplanerstellung), Planung und Unternehmensführung. Datenbanken, Rechnersysteme, Mensch-Maschine(Rechner)-Kommunikation.

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Ausgew. systemtechnische Methoden Müller, H. der elektrischen Energieversorgung 1,5 VO Kurz- bis mittelfristige Lastprognosen zur Betriebsplanung (Methoden: Zeitreihenanalyse, multiple Regression, Mustererkennung, Neuronale Netze). Höherwertige Betriebsführungs- und -planungsaufgaben, insbesondere: Netzsicherheitsüberwachung und eventuell Zu-standskorrektur (Algorithmen: verschiedene, auch rasche/genäherte, numerische Lösungsverfahren für lineare/nichtlineare und auch überbestimmte Gleichungssysteme); Kraftwerkseinsatzoptimierung und wirtschaftliche Lastaufteilung inkl. Optimallastfluss (Methoden: verschiedene Verfahren der linearen und nichtlinearen Optimierung unter Neben-bedingungen, stochastische Optimierung mit Szenariotechnik und Entscheidung unter Unsicherheit) Physikalische Grundlagen der Schaltgerätetechnik Rieder, W. 2 VO Vermittlung spezieller physikalischer Kenntnisse über Phänomene, welche das Funktionieren elektrischer Schaltgeräte wesentlich beeinflussen und für Entwicklung, Prüfung, richtigen Einsatz und Erkennen von Fehlerursachen von Schaltgeräten von praktischer Bedeutung sind. Einführung in die Physik elektrischer Kontakte: Kontaktwiderstand, Kontakterwärmung, Kontaktschweißen, Kontaktabbrand, Kontaktzuverlässigkeit. Kontaktwerkstoffwahl im Hin-blick auf Schalterkonstruktion, Schaltaufgaben und Umweltbedingungen. Der Lichtbogen als Schaltelement im Vergleich zum Halbleiter. Grundlagen der Plasmaphysik. Schaltmedien (Luft, Öl, SF 6, Vakuum). Physikalische Grundlagen der Lichtbogenlöschverfahren und synthetischer Prüfverfahren. Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens Rieder, W. 1 VO Ausbildung zu selbständigem technisch-wissenschaftlichen Denken und Arbeiten bei der Durchführung von Diplomarbeiten, Dissertationen, Forschungsprojekten und anspruchs-volleren Ingenieur-Aufgaben in der Industrie. Erkenntnistheoretische Grundlagen wissen-schaftlichen Arbeitens. Problemanalyse, Projektplanung und Durchführung. Mündliche und schriftliche Präsentation technisch- wissenschaftlicher Ergebnisse. Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens Rieder, W. 1 UE Praktische Anwendung des in der Vorlesung "Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens" vermittelten Wissens. Vorbereitung auf Durchführung und Präsentation von Diplomarbeiten, Dissertationen, Forschungsprojekten und anspruchsvolleren Ingenieuraufgaben. Praktisches Definieren und Erstellen von Begriffssystemen. Diskussion von Diplomarbeits-Entwürfen hinsichtlich ihrer Struktur und Präsentation.

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Stationäre Analyseverfahren f. el. Theil, G. Energienetze 1,5 VO Mathematische Methoden für die Lösung spärlich besetzter linearer Gleichungssysteme, für die Inversion spärlicher Matrizen und für die Lösung von Differentialgleichungssystemen werden behandelt. Danach werden Algorithmen zur Lösung der nichtlinearen Lastfluss-gleichungen beschrieben (Lastflussrechnung). Nach einem Überblick über Ausfallsimula-tionsrechnung wird näher auf Estimationstheorie und Lastflussoptimierung eingegangen. Sodann wird ein kurzer Überblick über die grundlegenden Methoden der Kurzschluß- und Stabilitätsrechnung gegeben. Den Abschluß bilden Verfahren zur Abschätzung der Zu-verlässigkeit von Komponenten und Systemen für die Verteilung elektrischer Energie. Die Anwendung der wichtigsten hier beschriebenen Methoden wird mit Hilfe von Rechnerpro-grammen demonstriert. Zuverlässigkeit und Statistik i.d. ET Theil, G. 1,5 VO Einleitend werden grundlegende statistische Methoden zur Zuverlässigkeitsabschätzung, wie beispielsweise Abschätzung von Dichtefunktionen für Zuverlässigkeitskenngrößen, Kombina-tion der Zuverlässigkeiten von Komponenten zu Zuverlässigkeitsindizes von Systemen, Markov-Prozesse usw., behandelt. Anschließend werden Methoden zur Ermittlung der Zuver-lässigkeit von Blockkraftwerkssystemen mit Berücksichtigung der Aushilfe durch ein benach- bartes Kraftwerkssystem angegeben. Ein weiteres Kapitel behandelt die Abschätzung der rotierenden Reserve und der optimalen Ausbauplanung von Kraftwerkssystemen. Zuletzt werden Verfahren zur Abschätzung der Zuverlässigkeit von Netzkomponenten und von Netzsystemen unter Berücksichtigung der Belastbarkeit der Komponenten besprochen. Die Verfahren werden durch einfache Beispiele, teilweise aber auch anhand von komplexeren Untersuchungen an realen Systemen, praktisch erläutert. Berechnung von Erd- u. Kurzschlüssen Theil, G. in Hochspannungsnetzen 1,5 VO Überblick über Netzberechnungsmethoden, effiziente Lösungsmethoden für die Kurzschlußberechnung, Modellierung der elektrischen Betriebsmittel in Phasenkomponenten und in den symmetrischen Komponenten, Modellierung symmetrischer und unsymmetrischer Fehler, Netzreduktion für die Kurzschlußrechnung, Beispiele: Einfluß von Querelementen, Einfluß des Nullimpedanzverhältnisses, der Erdschlusskompensation, Auswirkung der Resonanzabstimmung bei unsymmetrischen Netzelementen, Beispiele für unsymmetrische Fehlerarten, Doppelerdschluss.

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Bereich Energiewirtschaft Energiemodelle u. Energiepol. Analysen Haas, Auer SE 4,0 Selbständige Analyse und Lösung beispielhafter Probleme der Energiewirtschaft. Kraftwerkseinsatz in liberalisierten Strommärkten, optimale Nutzung erneuerbarer Energieträger, ökonometrische Energieverbrauchsanalysen Programmierpraktikum Haas, Auer SE 4,0 Lösung eines konkreten Problems der Energiewirtschaft durch Programmieren eines Computermodells Energy Economics Haas, Auer SE 4,0 Analysis and discussion of recent problems in Energy Economics; The liberalisation of electricity markets, impact on renewables, emission trading (in English) Regulierung und Markt in der Energiewirtschaft Haas VO 1,5 Historische Entwicklungen, Regulierungsarten, Analyse bereits liberalisierter Märkte, Randbedingungen für langfristigen Wettbewerb, Hedging, Stromhandel, Derivatmärkte, Kritische Einschätzung der Restrukturierung Energiewirtschaft Haas VO 3,0 Analyse energiewirtschaftlicher und energiepolitischer Probleme, Diskussion von Energiekrisen und Umweltproblemen, Analyse der Verfügbarkeit von erneuerbaren und nicht erneuerbaren Energieträgern, Bewertung von energiepolitischen Instrumenten und Erarbeitung von Lösungsansätzen Energiemodelle und Energiepol.Analysen Haas VO 1,5 Bedeutung der Modellbildung in der Energiewirtschaft, Lineares Programmieren, Dynamic Programming, Ökonometrische Modelle, Zeitreihen- und Querschnittsanalysen, Entwicklung von Szenarien und Prognosen Wirtsch.u.Ökol.Optimier.d.Heizens Haas VO 2,0 Analyse energetischer, ökologischer und wirtschaftlicher Aspekte zur optimalen Auslegung von Gebäudehülle und Heizsystemen, Maximierung der Energieeffizienz, optimale Nutzung erneuerbarer Energieträger

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Die globale Energienachfrage/-Angebotssituation Birol VO 1,5 Entwicklung des Weltenergiemarktes aus verschiedenen Perspektiven (Brennstoffe, sektoriell, etc.), Energie- und Endverbraucherpreise (OECD, etc.), Zukunftsperspektiven der Energienachfrage nach verschied. Szenarien. D. wirtschftl. Bedeu. ern. bar. Energ. Träger Faninger VO 2,0 Technische Grundlagen und Wirtschaftlichkeitsbewertung von Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energieträger, Potentialabschätzungen, Diskussion der Zukunftsperspektiven Rechnergestützte Energiewirtschaft Harhammer VO 2,0 Modellierung leitungsgebundener Energiesysteme zur ressourcenoptimalen Planung mit Optimierungs- und Prognosemodellen in liberalisierten Märkten Umweltschutz in der Energiewirtschaft Huber VO 1,5 Umweltpolitische Instrumente und Strategien, Treibhausgasproblematik, Bewertung von Instrumenten zur Erreichung des Kyoto-Ziels (national und international) Stochast. Optimierung-Planung i.d. Energiewirtschaft Infanger VO 3,0 Grundlagen der Optimierung unter Unsicherheit, Theorie der Lösungsalgorithmen großer Systeme, Spezielle Anwendung auf die Kraftwerkseinsatz- bzw. Kraft-werksausbauoptimierung Die Wirtschaftlichkeitsrechnung i.d. EW. Haas VO 1,5 Grundlagen der Wirtschaftlichkeitsrechnung, Kostenrechnung und Investitionsrechnung, Betriebswirtschaftliche Instrumente, Buchhaltung, Bilanzierung, Gewinn- und Verlustrechnung; Elektrizitäts- u. Wasserwirtschaft Haas, Auer VO 1,5 • Kritische Diskussion der Umsetzung der Elektrizitätsbinnenmarktrichtlinie in den EU-

Staaten, Elektrizitätswirtschafts- und –organisationsgesetz (ElWOG) in Österreich vor dem Hintergrund der historischen Entwicklung und der Besonderheiten der österreichischen Elektrizitätswirtschaft (Wasserkraftanteil der gesamten Aufbringung von ca. 70%; große Bedeutung der Kleinwasserkraft, etc.)

• Entwicklung des europäischen Strom-Großhandels seit dem Beginn der Marktliberalisierung 1999; Analyse europäischer Teilmärkte (z.B. NordPool/Skandinavien) mit hohem Wasserkraftanteil der Aufbringung; Sinn/Unsinn/Grenzen/Barrieren im grenzüberschreitenden europäischen Stromhandel

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• Perspektiven der Kraftwerkskapazitäts-, Verbrauchs- und Preisentwicklung (Großhandels-

preise, Endkundenpreise) in Österreich und in den restlichen EU-Staaten bis 2010 • Übertragungs- und Verteilnetze im liberalisierten Markt: Verfahren der

Netzkostenallokation, Benchmarking der Netzkosten, „Wettbewerb“ zwischen Netzen (Yardstick-Competition), Festlegung von Netztarifen basierend auf den Benchmarks, Anreizregulierung für langfristig effizienten Netzbetrieb, (Öko-)Zuschläge auf die Netztarife

• Strategisches Potential der Wasserkraft bei dezentraler Energieversorgung zur Erzielung besser prognostizierbarer Aufbringungsprofile (z.B. Kombination von Wind- u. Speicher-kraftwerken)

Diplomandenseminar Privatissimum für Dissertanten

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3. Diplomarbeiten (2002 abgeschlossen) FÜRHACKER, Martin: Identifikation von Lampenmodellen für das Flickermeter. (Betreuer: BRAUNER) ZIEGELWANGER, F.: Hochspannungsfreileitungsdetektion mit Hilfe von GPS. (Betreuer: HADRIAN) BRENNER, R.: Messtechnische Erfassung der Blitzstromverteilung in Erdungsanlagen. (Betreuer: HADRIAN) HINTEREGGER, Roman: Prognose der Stromerzeugung aus verteilten Windenergieanlagen in einem Umspannwerkbezirk. (Betreuer: MÜLLER/FUCHS, Siemens AG Österreich) ABERHAM, Felizian: Optimierung von Schutzparametern im elektrischen Verteilnetz unter besonderer Berücksichtigung von Anlagenstörgrößen. (Betreuer: MÜLLER/SALOMON, Siemens AG Österreich) HEIDL, Martin: Applicability of GAUSSIAN Processes for Electricity Load Forecasting. (Betreuer: MÜLLER/RINGWOOD und LEITH, National University of Ireland) SCHÖLLER, Martin: Entwicklung einer Mittel- und Langfristprognose des Fernwärme-bedarfs der Fernwärme Wien GmbH basierend basierend auf charakteristischen Tagesgängen. (Betreuer: MÜLLER/REITER, Fernwärme Wien GmbH) SCHINDLER, Bernd: Automatische Versuchseinrichtung für Messungen an Mikroschaltern. (Betreuer: RIEDER) FELKEL, Thomas: Programm zur Erkennung des Ausfallmechanismus von Kleinlast-schaltern. (Betreuer: RIEDER) NECKAM, Manfred: Auswertung der Störungsdaten der Fahrleitungsanlage der österreichi-schen Bundesbahnen von 1994 – 2000. (Betreuer: THEIL) AJANOVIC, Amela: Analysen zur zukünftigen Entwicklung des Stromverbrauchs von IT-Geräten in Österreich. (Betreuer: HAAS) BERGER, Wolfgang: Perspektiven für die zukünftige Entwicklung der Kraftwerkskapazitäten im liberalisierten europäischen Strommarkt. (Betreuer: HAAS)

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BERGMEISTER, Philipp: Perspektiven für das Green Power Marketing. (Betreuer: HAAS) CSERNOHORSZKY, Nikolaus: Erfahrungen mit Wettbewerb bei Haushaltskunden in liberalisierten Elektrizitätsmärkten. (Betreuer: HAAS) GREGORICH, Marcus: Zum Verhalten der Spotmarkt- und Terminmarktpreise auf europäischen Strommärkten. (Betreuer: HAAS) SILLHENGST Elmar: Benchmarking elektrischer Verteilnetzbetreiber in Österreich und Deutschland. (Betreuer: AUER)

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4. Dissertationen (2002 abgeschlossen) HAMMERSCHMIDT, Martin: Einfluss der Materialwanderung auf das Schalt-verhalten von Relais Dissertation an der Technischen Universität Wien. Begutachter: em.o.Univ.Prof. Dr. W. RIEDER NEUHAUS, Alexander: Einfluss der Kinetik auf das Kontaktschweißen von Klein-schaltgeräten Dissertation an der Technischen Universität Wien. Begutachter: em.o.Univ.Prof. Dr. W. RIEDER TRAGNER, Manfred: Zur Auswahl des optimalen Netzzugangs- und Über-tragungstarifmodells für länderübergreifenden Stromhandel - Eine Analyse am Beispiel Italien-Österreich Dissertation an der Technischen Universität Wien Begutachter: Ao. Univ. Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Reinhard HAAS Ao. Univ. Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Herbert MÜLLER International werden die Strommärkte liberalisiert, um zu effizienteren Marktsystemen zu kommen. Die vorliegende Arbeit analysiert bestehende und derzeit diskutierte Markt- und Übertragungstarifmodelle im Hinblick auf einen effizienten europäischen Strommarkt. Derzeit zeigt sich in Europa ein heterogenes Bild mit vielen Teilmärkten, die nur durch eine mittel- bis langfristige Veränderung zu einem harmonisierten, gemeinsamen Handelsplatz umgestaltet werden können. Die Abnahme der finanziellen Aufwendungen für den italienisch-österreichisch Markt auf Grund von alternativen Netztarifsystemen ist nur sehr gering. Um Wettbewerb zu erreichen, wird sowohl auf nationaler als auch auf internationaler Ebene eine starke Regulierung notwendig sein. Im Hinblick auf länderübergreifenden Stromhandel sind klare und vereinheitlichende Regelungen der EU-Gremien gefordert. FABER, Thomas: Zur optimalen Ausgestaltung energiepolitischer Instrumente zur Forcierung erneuerbarer Energieträger für die Stromerzeugung Dissertation an der Technischen Universität Wien, November 2002 Begutachter: Ao. Univ. Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Reinhard HAAS Ao. Univ. Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Herbert MÜLLER Die vorliegende Arbeit analysiert die optimale Gestaltung energiepolitischer Instrumente zur Forcierung erneuerbarer Energieträger für die Stromerzeugung. Die Erhöhung des Anteils er-neuerbarer Energieträger zur Stromerzeugung ist in vielen Ländern weltweit, insbesondere innerhalb der Europäischen Union, ein wichtiges energiepolitisches Ziel. So wird in der – im September 2001 verabschiedeten – Richtlinie der Europäischen Kommission zur Förderung erneuerbarer Energieträger in Anlehnung an das 1997 veröffentlichte Weißbuch gefordert, den Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern bis zum Jahr 2010 auf 22,1% EU-weit zu erhöhen. Um einen derartig substanziellen Durchbruch zu erreichen, sind

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allerdings zahlreiche ökonomische, institutionelle, politische, juridische und soziale Barrieren zu überwinden sowie entsprechende Strategien auszuarbeiten. Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit liegt darin, ein effizientes Fördersystem zu minimalen Kosten für die Gesellschaft zu entwickeln, um einen substanziellen Ausbau erneuerbarer Energieträger erreichen. Zur Beantwortung der zentralen Frage, welches Fördersystem zu den gesellschaftlich minimalen Kosten führt, wurde das Computermodell ElGreen entwickelt. Mit dessen Hilfe können die Auswirkungen unterschiedlicher Förderinstrumente und Kombinationen von Förderinstrumenten auf die Entwicklung der einzelnen erneuerbaren Energieträger sowie die durch das Fördersystem verursachten Kosten in der Europäischen Union und in den einzelnen Mitgliedsstaaten der Europäischen Union analysiert werden. Eine wesentliche Größe für den Ausbau erneuerbarer Energieträger stellt die Verfügbarkeit der einzelnen Technologien und die damit verbundenen Erzeugungskosten in den einzelnen Ländern dar. Die Beschreibung dieser erfolgt in Form von statischen Kostenkurven, wobei statisch in diesem Zusammenhang bedeutet, dass sich die Kosten- und Potentialwerte auf ein bestimmtes Zieljahr – entsprechend der EU-Direktive auf das Jahr 2010 – beziehen. Um der Unsicherheit der zukünftigen Entwicklung zu begegnen, wurden drei verschiedene Kosten-szenarien entwickelt. Zur Untersuchung von verschiedenen Fördersystemen wurden prinzipiell drei verschiedene Gruppen von Fallstudien eingeführt, welche jeweils in drei Untergruppen unterteilt wurden. In der ersten Gruppe wird angenommen, dass jedes Land die derzeitige Förderstrategie für alte und neue Anlagen beibehält. Die Annahme, dass alle existierenden Förderinstrumente sowohl für bestehende als auch für neu zu errichtende Anlagen durch ein harmonisiertes Fördersystem ersetzt werden, wird in der zweiten Gruppe von Fallstudien behandelt. Die dritte Gruppe bildet einen Kompromiss zwischen den beiden zuvor genannten Fällen, d.h. es wird eine harmonisierte Förderstrategie nur auf neu zu errichtende Anlagen angewandt, für bereits bestehende Anlagen wird hingegen die existierende Förderstruktur beibehalten. Aus den in den Fallstudien ermittelten Ergebnissen und den analytischen Zusammenhängen lassen sich ein Kriterienkatalog für die Gestaltung von Förderinstrumenten und die Beding-ungen für internationale Harmonisierung erarbeiten. Von den preisorientierten Förderinstru-menten (Einspeisetarife, Investitionszuschüsse, Steueranreize, andere Zuschussprogramme) erweisen sich Einspeisetarife als am besten geeignet. Von den kapazitätsorientierten Förderinstrumenten (Quoten mit/ohne Zertifikatshandel, Ausschreibungsprogramme, Green Pricing) stellt sich ein Quotensystem mit Zertifikatshandel als am effektivsten heraus. Jedoch ist die richtige Gestaltung des Förderinstruments wichtiger als die Art – Einspeisetarife oder nationales bzw. internationales Quotensystem mit handelbaren Zertifikaten – des eingesetzten Förderinstrumentes. Ein mangelhaft gestaltetes Fördersystem ist schlechter als kein Förder-system.

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KRANZL, Lukas: Die gesamtwirtschaftliche Bedeutung der energetischen Nutzung von Biomasse Dissertation an der Technischen Universität Wien, November 2002 Begutachter: Ao. Univ. Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Reinhard HAAS O. Univ. Prof. Dr. Stefan P. SCHLEICHER Die öffentliche Förderung der energetischen Biomasse-Nutzung ist seit Jahren immer wieder Gegenstand heftiger Diskussionen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Vielzahl an gesamtwirtschaftlichen Auswirkungen der Biomasse zu analysieren – insbesondere bisher unzureichend behandelte Aspekte, wie regionale und soziale Verteilungsaspekte und langfristige strategische Auswirkungen. Daraus wird eine Antwort auf die Frage abgeleitet, ob die Vergabe von öffentlichen Fördermitteln im Zuge einer Biomasse-Forcierung gerechtfertigt ist, oder nicht. Die Untersuchung bezieht sich auf die Nutzung von Biomasse zu Heizzwecken, wobei Abhängigkeiten zu anderen Formen des Biomasse-Einsatzes – z.B. der Verstromung in KWK – berücksichtigt werden. Am Beginn der Arbeit steht die Dokumentation der derzeitigen Nutzung und der zusätzlich nachhaltig nutzbaren Potenziale der Biomasse. Anschließend wird eine Methodik entworfen, mit der für eine Reihe von Biomasse-Anwendungen Indikatoren der gesamtwirtschaftlichen Bedeutung ermittelt werden. Darauf aufbauend werden Szenarien der Biomasse-Forcierung bis 2020 entwickelt und deren gesamtwirtschaftliche Effekte ermittelt – unter Annahme verschiedener künftiger Ölpreisentwicklungen. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Analyse sind: Wird Biomasse ab sofort forciert, so kann der Anteil der mit Biomasse beheizten Wohneinheiten – bei Verbesserung der thermischen Qualität – bis zum Jahr 2020 auf 44% gesteigert werden. Dazu werden zusätzlich etwa 100 PJ/a an Biomasse benötigt. Dies entspricht in etwa dem zusätzlich bis 2020 nachhaltig nutzbaren Potenzial. Hinsichtlich der gesamtwirtschaftlichen Effekte besitzen langfristige strategische Aspekte die größte gesamtwirtschaftliche Relevanz (Reduktion von Treibhausgasen und der Abhängigkeit von fossilen Energieträgern um 6%, Verringerung des Handelsbilanzdefizits um ca. 4-6%, Erhöhung der Preisstabilität), gefolgt vom ökonomischen Impuls für strukturschwache Regionen (4000 Arbeitsplätze). Etwas geringer ist Bedeutung der Luftschadstoffemissionen (Erhöhung um ca. 2%). Der Beschäftigungseffekt der Biomasse beträgt etwa 4-6% (bezogen auf die Arbeitslosenziffer). Von geringerer gesamtwirtschaftlicher Relevanz ist die Belastung des Staatshaushaltes (0,4-1,6% des Budgetdefizits), die sich durch den Entfall von Energiesteuern sowie der Förderung von Biomasse ergibt, sowie der Einkommenseffekt (0,1% Steigerung des BIP). Die positiven Effekte auf die Gesamtwirtschaft überwiegen auch im Fall langfristig niedriger Energiepreise die dämpfenden Auswirkungen, die u.a. von der Belastung des Staatshaushaltes im Zuge einer Biomasse-Forcierung ausgehen. Kommt es jedoch zu einer Ölpreissteigerung, so erhöhen sich die positiven Effekte stark, während die Belastung des Staatshaushaltes um knapp 50% sinkt. Biomasse ist daher eine Absicherung gegen die negativen Folgen hoher Ölpreise, die auch dann positive gesamtwirtschaftliche Wirkungen hervorruft, wenn das fossile Preisniveau langfristig nieder bleiben sollte.

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5. Forschungs- und Entwicklungsarbeiten Aufzeichnung transienter Überspannungen im Niederspannungsnetz

Manfred BERGER Die Schadenssummen aufgrund von Blitzeinschlägen weisen eine steigende Tendenz auf. Dies ist vor allem auf die steigende Ausstattung mit elektronischen Geräten zurückzuführen. Blitzeinschläge haben aufgrund der dabei auftretenden Überspannungen Störwirkungen bis zu einem Umkreis von 2 km. Vor allem Computer, IT-Systeme, Bussysteme und Steuerungen reagieren besonders empfindlich auf transiente Überspannungen. Bei Beachtung etwaiger Folgekosten (z.B an Automatisierungseinrichtungen) können dabei beträchtliche Schadensummen auftreten.

Die Auswirkungen von Blitzeinschlägen auf die Spannungsqualität bei der Kundenanlage sollen erstmals messtechnisch erfasst werden. Dazu wurde bei der ORF- Sendeanlage am Gaisberg ein PQ-Analyzer im Niederspannungsverteiler installiert. Aufgrund der Schirmwirkung des Sendeturmes ist kaum mit Direkteinschlägen in die MS-Freileitung zu rechnen. Hauptsächlich erwartet man sich Induktionsüberspannungen, die nach einem Blitzschlag in den Sendeturm durch die auf der Freileitung frei werdenden influenzierten Ladungen entstehen.

Im Oktober 2001 wurde daher der PQ- Analyzer TOPAS 1000 von LEM mit einer Abtastrate von 10MHz dreiphasig installiert. Zusätzlich zu den Phasenspannungen werden die Lastströme an der NS- Seite der beiden Umspanner aufgezeichnet. Damit können transiente Spannungen, die durch Schalthandlungen in der Kundenanlage verursacht werden, erkannt und als solche deklariert werden.

Das Anschlussschema der Messeinrichtung ist in Abb. 2 dargestellt. Der PQ- Analyzer ist über die serielle Schnittstelle an den Daten- und Time- Server angeschlossen.

Abb. 2: Anschlussschema der Messeinrichtung

20kV

0,4kV

2* 250kVA

Reserveabgang

PQ- Analyzer

Time- Server,Daten- Server

Modem

Remote Control

Topas 1000

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Bis dato konnten 140 transiente Spannungsverläufe aufgezeichnet werden. Die Amplitude beträgt dabei im Mittel 270 V. Mit Hilfe der zeitsynchron aufgezeichneten induzierten Spannungen und auch der Blitzstromverläufe der Direkteinschläge in den Sendemast können diese einander zugeordnet werden. Bei einem ausreichenden Datenbestand wird es möglich sein, Zusammenhänge zwischen dem Blitzstromverlauf und der dadurch induzierten Spannungen zu erarbeiten und neue Modelle für die Beeinflussung der Versorgungsqualität durch atmosphärische Einwirkungen zu generieren.

3. Literatur

[1] Diendorfer, G., Mair, M., Schulz, W., Hadrian, W.: Lightning current measurements in Austria – Experimental setup and first results. Proceedings of the 25th International Conference on Lightning Protection, Rhodes 2000, Seite 44-47.

[2] Pistauer, A.: Analyse des Blitzschutzes ausgewählter Hochspannungsleitungen unter Einbeziehung des österreichischen Blitzortungssystems ALDIS, Diplomarbeit TU Wien, 2000

[3] Hasse, P., Wiesinger, J.: in: Handbuch für Blitzschutz und Erdung, Pflaum Verlag,

München, 1982

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Monitoring der Versorgungsqualität – Power Quality Monitoring

Manfred BERGER Monitoring der Power Quality dient dazu auftretende elektromagnetische Phänomene an einem oder mehreren Punkten im elektrischen Versorgungsnetz zu erfassen. Für die Durchführung des Monitorings gibt es verschiedene Gründe. Eine davon ist die Zuverlässigkeit der Versorgung mit elektrischer Energie zu protokollieren. Weitere Möglichkeiten bestehen darin, Unstimmigkeiten im Betrieb zwischen der öffentlichen Versorgung und von Verbraucherlasten zu ermitteln.

Mittels Monitoring kann der Qualitätsstandard der Spannungsversorgung in einzelnen Netzgebieten und deren zeitliche Entwicklung bestimmt werden. Diese Messergebnisse können und sollen bei der Planung der Versorgungsnetze Berücksichtigung finden. Durch die Kenntnis der Qualität der Versorgung können Maßnahmen zur Verbesserung der Versorgungsqualität und deren Effektivität abgeschätzt werden.

Normative Festlegungen

Zur Beschreibung der Qualität der gelieferten elektrischen Energie werden die Qualitätsmerkmale der elektrischen Spannung am Verknüpfungspunkt der Kundenanlage mit dem öffentlichen Versorgungsnetz herangezogen. Die Europanorm EN 50160 beschreibt für diesen Zweck die „Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen“, so der Wortlaut der Norm. Die Normenreihe EN 61000 beschreibt die Elektromagnetische Verträglichkeit. Diese besteht aus sieben Teilen. In Teil 2 erfolgt die Umgebungsbeschreibung, die Einteilung der Umgebung in Klassen und die Angabe von Verträglichkeitspegeln. In Teil 3 werden Grenzwerte für die Störaussendung und die Störfestigkeit angegeben. In Teil 4 sind Vorgaben für Prüf- und Messverfahren zu den einzelnen Merkmalen angeführt.

Beschreibung der Power Quality

Die Qualität der Spannungsversorgung wird durch eine Vielzahl von Merkmalen beschrieben. Das Netzknoten-bezogene Monitoring dieser Merkmale führt schon nach kurzen Aufzeichnungszeiten zu beträchtlichen Datenmengen. Angesichts dieser enormen Datenmengen ist es umso wichtiger mittels geeigneter Kennzahlen und Darstellungen die Power-Quality-Merkmale rasch und übersichtlich veranschaulichen zu können. Grundsätzlich kann folgendes gesagt werden: Die Rohdaten (Mittelwerte der kontinuierlichen Aufzeichnungen, zeitlich begrenzte Aufzeichnungen nach Triggerereignissen) bieten bei hohen Datenmengen einen geringen Informationsgehalt. Diese Daten sind schwer überschaubar und Analysen mit hohem zeitlichen Aufwand verbunden. Kennzahlen, die die Merkmale und Tendenzen der Rohdaten beschreiben, bieten bei geringen Datenmengen einen hohen Informationsgehalt. Mittels ausgewählter Darstellungsformen können Tendenzen der einzelnen Merkmale rasch erkennbar veranschaulicht werden.

PQ-Monitoring-Messgeräte

Um die gewünschten Kennziffern in einem Versorgungsnetz erfassen zu können sind gewisse Mindestanforderungen an die Messgeräte zu stellen. Diese können grob in Anforderungen hardwarespezifischer Natur und Anforderungen softwarespezifischer Natur unterteilt werden. Gemäß einer Eigendefinition werden die Messgeräte anwendungsspezifisch in vier Klassen eingeteilt.

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T25

T25

T10

T10

T10

T10

T10

L

L

LL

LL

L

SS_D/25

L_SSC1

SS_B/10

L_SSB

LAST_C1

L_C1

LAST_D

L_D1

LAST_E

L_E1

KW_1

GG

DG

UA_A/110

E1

SS_A/25

UA_B/25

SS_C2/10

ABZW

_CABZW

_DABZW_E

LAST_C2

T25

L_C2

L_SSC2

Klasse 1

Klasse 2

Klasse 4

Klasse 3

Tabelle 1: Anwendungsspezifische PQ-Messgeräteeinteilung

Durch die Übernahme netz-topografischer und komponen-tenspezifischer Daten aus der Netzberechnung können mit den Daten der Zentral- Daten-bank detaillierte und netz-übergreifende Ereignis- und Qualitätsanalysen durchgeführt werden. Es können sowohl die Fehlerorte als auch die räumliche Ausdehnung und der Störungsbereich ermittelt werden. Aufgrund der Merkmale der Störungs-

ereignisse können diese klassifiziert werden. Die gleichzeitige Messung der PQ an mehreren Netzpunkten erlaubt die Durchführung einer Störungsanalyse. Bei der Analyse von Spannungseinbrüchen und Versorgungsunterbrechungen bilden die einzelnen Messpunkte wiederum einen Spannungstrichter der auftretenden Restspannung. Die Analyse der Störung kann manuell, oder darauf aufbauend mit einem Expertensystem erfolgen. Werden hilfreiche Daten der leit- und schutztechnischen Einrich-tungen in die PQ-Datenbank einbezogen, kann auch bei geringerer Anzahl von PQ-Messstellen eine Störungs-analyse durchgeführt werden. Monitoring der Power Quality ermöglicht die Aufzeichnung aller Merkmale der Versor-gungssicherheit und Span-nungsqualität. Es können damit einzelne Netzteile bezüglich der Versorgungs-sicherheit gegenübergestellt und bewertet werden. Gezielte Planungsvorgaben für Ausbaumaßnahmen und Wartungsstrategien können darauf basierend optimiert werden. PQ-Monitoring erlaubt auch die Definition einer anschlussspezifischen Standardqualität. Diese kann als Grundlage für die Festlegung einer kundenspezifischen Versorgungsqualität herangezogen werden.

Anwendung

Klasse 1 Stationärer Einsatz im Umspannwerk Klasse 2 Mobiler, temporärer Einsatz in HS, MS, NS

Klasse 3

Stationärer Einsatz an: PCC zu Industrienetze und –anlagen PCC zu dezentralen

Erzeugungseinheiten (z.B. Windkraftanlagen)

Klasse 4 Mobiler, temporärer Einsatz in NS, speziell Haushaltskunden

PCC ... Point of Common Coupling,

Abbildung 1: Beispiel für Messgeräteanordnung

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Erfassung der Versorgungsqualität in Kundenanlagen

Manfred BERGER

Im Zuge der Liberalisierung des Elektrizitätsmarktes verbleibt der Netzbetrieb als natürliches Monopol bestehen. Die Netztarife stehen dabei aus zwei Gründen stark unter Druck. Einerseits sollen sie niedrig sein, um elektrische Energie günstig zur Verfügung stellen zu können, was eines der Ziele der Liberalisierung ist. Andererseits können angepasste Netztarife einen funktionierenden Markt überhaupt erst ermöglichen. Fazit ist, dass es zurzeit erhebliche Einsparungen bei Netzinvestitionen, Wartung und Instandhaltung gibt. Es kann daher davon ausgegangen werden, dass sich die Versorgungsqualität in Zukunft verschlechtern wird.

Mittels Power Quality Monitoring kann die Versorgungsqualität festgestellt und protokolliert werden. So kann über einen längeren Zeitraum ein Trend der Versorgungssicherheit erfasst werden. In einigen EU-Ländern wurden bereits von regulatorischer Seite Instrumente geschaffen, um die Zuverlässigkeit der Elektrizitätsversorgung sicherzustellen. Die Empfindlichkeit elektrischer Geräte und Anlagen im Bereich Industrie und kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) ist im zunehmen. Mikroprozessorgesteuerte Anlagen und EDV-Einrichtungen sind besonders sensibel in Bezug auf Spannungseinbrüche und Unterbrechungen. Gerade diese Einrichtungen werden vermehrt in Industrie und KMU eingesetzt.

In EN 61000-2-2 und EN61000-2-4 sind Verträglichkeitspegel für öffentliche Niederspannungsnetze und Industrieanlagen angegeben. Diese stellen ein Bindeglied zwischen den zulässigen Störaussendungen und der geforderten Immunität elektrischer Geräte und Anlagen gegenüber Störungen in den Netzen dar.

Im Zuge einer Messkampagne wurden vom Institut insgesamt 8 Störerereignisschreiber in 6 Bundesländern bei Kundenanlagen für Langzeitaufzeichnungen installiert. Die Messgeräte messen einphasig Spannungseinbrüche, Spannungserhöhungen, Versorgungs-unterbrechungen, Frequenzereignisse sowie Transiente. Die Messkampagne soll einen Überblick über die Versorgungszuverlässigkeit in den verschiedenen Regionen Österreichs liefern. Die Messergebnisse des ersten Jahres stehen bereits zur Verfügung. In Tab. 1 sind diese in einer kurzen Übersicht angeführt.

Anzahl Dips

Anzahl Swells

Anzahl Unterbrechungen

Anzahl Frequenz

Messpunkt I 14 28 5 0 Messpunkt II 169 64 9 0 Messpunkt III 43 153 8 0 Messpunkt IV 10 5 19 0 Messpunkt V 77 16 11 15 Messpunkt VI 27 75 18 0 Messpunkt VII 24 1 6 0 Messpunkt VIII 39 303 37 0 Tab. 1: Anzahl der aufgezeichneten Störereignisse

Bei den Unterbrechungen ist anzumerken, dass deren Ursache teilweise auch innerhalb der Kundenanlage zu finden ist. An Messpunkt V konnte festgestellt werden, dass das Verteilnetz dort teilweise im Inselbetrieb betrieben wird.

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Anbindung von Windkraftanlagen an das elektrische Netz A. LAIER Das untersuchte Thema ist von großer Aktualität, da entsprechend der ElWOG-Novelle Ökoenergie (Wind, Photovoltaik, Biomasse) im Ausmaß von 4% der Endenergie eingespeist werden muss und Energie aus Kleinwasserkraftwerken in Höhe von 9% zusätzlich einzubringen ist. Kleinwasserkraftwerke und Biomasse-Kraftwerke stellen „ruhige“ Erzeuger dar, die nur geringe zeitliche Änderungen der Leistung verursachen und daher gut planbar sind. Zudem sind diese Energiequellen gleichmäßig im Netz verteilt und führen daher nur zu geringen Problemen. Photovoltaik-Anlagen haben nur geringe Leistungen und sind daher aus der Sicht der Netze in ihren Auswirkungen unbedeutend. Windenergieanlagen (WEA) stellen ernsthafte technische Probleme für die Verteilungs- und Übertragungsnetze dar: • Das Dargebot der Windkraft ist nur im Osten Österreichs ausreichend hoch. Dieses

Dargebot ist größer als die Energie die in diesem Teil Österreichs verbraucht wird. Transport der Windenergie über das Hochspannungsnetz der Verbund in den Westen Österreichs. Dies bedeutet eine zusätzliche Belastung des bereits stark ausgelasteten Verbundnetzes (Abb. 1).

Abb. 1: Transport der Windenergie über das Verbundnetz.

1200 MW

Quelle: Verbund

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• Die Windenergieanlagen sind aufgrund der Großwetterlagen gleichzeitig in Betrieb oder

gleichzeitig abgeschaltet, wodurch sich hohe Netzrückwirkungen ergeben. • Windgeschwindigkeiten sind schlecht prognostizierbar. Die elektrische Leistung von

WEA ist proportional der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit. Daher verschlechtert sich die Prognose der erzeugten Leistung von WEA weiter (Abb. 2).

Häufigkeitsverteilung des Prognosefehlers

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

-101 -9

0

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 101

Prognosefehler in % der max. Einspeiseleistung

Häu

figke

it

Abb. 2: Häufigkeitsverteilung des Prognosefehlers. • Die Windenergieanlagen werden meistens in dünn besiedelten Regionen aufgestellt,

wodurch die verfügbaren Durchleitungskapazitäten der Netze beschränkt sind. Dadurch treten besonders große Netzrückwirkungen auf.

Folgenden Fragestellungen wurden untersucht: - Welche technischen Probleme treten bei der Konzentration von Windkraftanlagen in

Windparks an wenigen Standorten auf? - Wie groß können die Leistungen von Windparks in Abhängigkeit von der Netzlänge,

den Leitungsquerschnitten und der verfügbaren Kurzschlussleistung im Umspannwerk werden, ohne dass unzulässige Rückwirkungen entstehen?

- Wie kann erreicht werden, dass Windenergieanlagen trotz gutem Winddargebot nicht wegen zu großen Netzrückwirkungen vom Netz genommen werden müssen?

- Welche Netzausbaumaßnahmen müssen vorgenommen werden um die im Ökostromgesetz vorgeschriebene Windenergie ans Netz anschließen zu können?

- Wie kann eine verursachergerechte Tarifierung dieser zusätzlichen Kosten aussehen? Diese Fragen werden durch Simulationen beantwortet. Der derzeitige Stand der Netzanschlussbedingungen für Windkraftanlagen aus der Literatur wurde diesen Simulationen zugrunde gelegt.

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Messung der Blitzstromverteilung an entlang eines Banderders an der „Blitzforschungs-stelle Gaisberg“ M. МAIR Bei der Errichtung von Erdungsanlagen für Blitzschutzeinrichtungen ist die Frage der „elektrisch wirksamen“ Erderlänge von besonderer technischer und wirtschaftlicher Bedeutung. Eine direkte Messung der Blitzstromverteilung in Erdungsanlagen wurde wegen des damit verbundenen bau- und messtechnischen Aufwandes bisher nicht durchgeführt. Im Jahr 1999 wurde durch die Telekom Austria ein entsprechendes Teilprojekt an der Blitzforschungstelle Gaisberg“ (Kooperation OVE-ALDIS, TU Wien IEAEW und Arsenal Research) begonnen. Da jedoch aufgrund betriebsinterner Umstrukturierungen die Durchführung des Projektes nicht in der geplanten Form möglich war, wurden die vorhandenen Messeinrichtungen Anfang 2002 von der Gruppe ALDIS/TUWien übernommen und im Rahmen einer Diplomarbeit (Robert Brenner) in verbesserter Form neu aufgebaut in Betrieb genommen. 1. Aufbau der Anlage Beim Aufbau der in [1] zusammenfassend dargestellten Messeinrichtungen der „Blitzforschungstelle Gaisberg“, wurde ein einzelner Banderder verlegt, der mit der Erdungsanlage der Sendeanlage nur am Fuß des Sendemastes verbunden ist. Der Erder hat eine Länge von insgesamt 90 m und ist in einer Tiefe von etwa 1 m verlegt. Entlang dieses Banderders sind vier Messstationen eingerichtet, die bei jedem an der Mastspitze detektierten Einschlag eine Aufzeichung des Blitzstromverlaufes im Erder ermöglichen.

Abbildung 1: Schematischer Aufbau der Erdungsmessanlage

Technische Daten der Messstationen: - Stromerfassung: LEM-flex RR 3000-SD/24; Messbereich bis 3000 A. - Messdatenübertragung: Lichtwellenleiterstrecke DG Messtechnik - Datenaufzeichnung: Digitalspeicherozilloskop Yokogawa DL708

BetriebsgebäudeORF

Shunt

Banderer mit4 Meßstationen

20m 20m 20m

90 m

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Die Messdatenübertragung von den einzelnen Stationen erfolgt mittels Lichtwellenleiter. Die Stromversorgung der Stationen wird durch zwei Akkupakete sichergestellt, von denen jeweils eines in Betrieb ist, während das zweite geladen wird. Die automatische Umschaltung erfolgt in vorgegebenen Zeitabständen, die durch die Akkukapazität gegeben sind. Dieselbe Stromversorgungstechnik wurde bereits für die Messeinrichtungen an der Mastspitze mit Erfolg eingesetzt. Die Aufzeichnung der Messdaten wird mit einem Digitalspeicheroszilloskop durchgeführt, welches sich im Betriebsgebäude befindet. Das Gerät ist mit einer Festplatte ausgestattet, womit eine Aufzeichnung von bis zu 100 Messdatensätzen möglich ist. Durch die Einbindung des Gerätes in das lokales PC-Netzwerk ist die besteht Möglichkeit der Fernwartung über die vorhandene Modemverbindung gegeben. 2. Erste Ergebnisse Die Messeinrichtungen wurden Ende September 2002 installiert. Seitdem wurde bereits ein Blitzeinschlag erfolgreich aufgezeichnet.

Abbildung 2: Gegenüberstellung der Stromverläufe an der Mastspitze bzw. an den

Stationen 1, und 4 am Banderder

MASTSPITZE

-15

-10

-5

0

kA

STAT_1

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5kA

STAT_4

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5kA

14.40620 14.40625 14.40630 14.40635 14.40640 14.406454.11.02, 22:54

s

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In Abbildung 2 sind die an den Stationen 1 und 4 gemessenen Stromverläufe dem an der Mastspitze erfassten Gesamtblitzstrom gegenübergestellt. Es zeigt sich, dass etwa 8% des an der an der Mastspitze gemessenen Stromamplitude am Beginn des Banderders am Fuß des Sendemastes auftreten. Der verbleibende Teil wird über Kabeltrassen und Kabelmäntel zur Erdungsanlage des Senders abgeleitet. Die Stromabnahme entlang der 60 m des Banderders beträgt etwa 20%. 3. Literatur [1] Diendorfer, G., Mair, M., Schulz, W., Hadrian, W.: Lightning current measurements in

Austria – Experimental setup and first results. Proceedings of the 25th International Conference on Lightning Protection, Rhodes 2000, Seite 44-47.

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Forschungsarbeiten zur rechnergestützen Systemtechnik und Energiemanagement im wettbewerbsorientierten Strommarkt (zum Teil in Kooperation mit Unternehmen der Elektroindustrie und Elektrizitätswirtschaft) H. MÜLLER Auf dem Gebiet der Prognose wurde noch im Anschluss an das 2001 abgeschlossene, von der EU geförderten (Brite-Euram II) thematischen Netzwerk „Intelligent Forecasting Systems for Refineries and Power Systems“ im Rahmen eines Diplomarbeits-Stipendiums zusammen mit dem Department of Electronic Engineering und Hamilton Institute der National University of Ireland, Maynooth, eine Untersuchung durchgeführt über die Anwendbarkeit von GAUSS-Prozessen für die Vorhersage der elektrischen Last Dabei wurden in dem Projekt der wöchentliche und jährliche Zeithorizont für die Nachfrageprognose behandelt. Drei verschiedene Datensätze für die wöchentliche und zwei unterschiedliche Datensätze für die jährliche Last dienten zum Test des Prognoseverhaltens von GAUSS-Prozessen, die bislang für die Lastvorhersage noch nicht eingesetzt wurden. Im nichtlinearen GAUSS-Prozess-Prognosemodell spielt die über eine geeignete Kovarianzfunktion definierte Kovarianz die zentrale Rolle zur Modellierung der Beziehung zwischen abgeleiteter Variable und erklärenden Eingangsgrössen. Passende Kovarianzfunktionen wurden für die wöchentlichen Vorhersagehorizonte untersucht und die beste Form der Eingangsdaten ermittelt. Die Resultate für alle wöchentlichen Datensätze waren sehr gut und die Ergebnisse der zum Vergleich herangezogenen linearen Zeitreihenmodelle wurden vom GAUSS-Prozess-Prognoseansatz übertroffen. Auch für die langfristige jährliche Lastvorhersage wurden verschiedene Kovarianzfunktionen geprüft. Hier war die einzig wirklich passende jene, welche einem linearen Modell im GAUSS-Prozess-Ansatz entspricht. Entwicklung einer Mittel- und Langfristprognose des Fernwärmebedarfs der Fernwärme Wien GmbH basierend auf charakteristischen Tagesgängen Die Abschätzung des zukünftigen Energiebedarfs ist ein angestrebtes Ziel aller Energieversorgungs-unternehmen. Auch für die Fernwärme Wien als Energielieferant ist die Lastvorschau ein wichtiger Bestandteil. Eine Möglichkeit der Lastvorschauberechnung bietet die Verwendung von neuronalen Netzwerken und wurde im Rahmen einer Zusammenarbeit mit der Fernwärme Wien untersucht (siehe auch unter 3. Diplomarbeiten SCHÖLLER): Zum Einsatz kamen ‚feed forward backpropagation’–Netzwerke, sowie ‚Elman’–Netze und ‚radial basis’-Netzwerk–Algorithmen. Mit Hilfe von mehreren neuronalen Netzen kann die Leistung für die folgende Woche bei Eingabe einer Temperaturprognose abgebildet werden. Eine langfristige Lastvorschau kann mit einer integrierten Temperaturschätzung, basierend auf der Durchschnittstemperatur-Messung der letzten 20 Jahre erfolgen. Die Vorgabe der Außentemperatur wird entweder durch selbständige Eingabe oder durch Abänderung des Programmvorschlages erreicht. In einzelnen Schritten wird über die Temperatur, den Tagestyp und das Datum ein Lastgang veranschaulicht. Als Ergebnis zeigen die errechneten Bilder den Verlauf der Leistung innerhalb des Vorschaufensters. Zusätzlich dazu wird eine standardisierte Woche aus Wochenendtagen und Wochentagen ermittelt. Berechnungen der Tages-, Wochen- und Monatsenergie sind möglich.

Stromerzeugungsprognose von Windenergieanlagen mit Neuronalen Netzen Durch den derzeit beobachtbaren Wandel im Energiesektor, der durch Deregulierung und Liberalisierung sowie Umwelt- und Ressourcenschonung bestimmt ist, ist ein Trend hin zu kleinen autark arbeitenden dezentralen Systemen zu erkennen. Damit solche Systeme bestehend aus kleinen Erzeugereinheiten (z.B. Windenergieanlagen, Photovoltaik, Biomasse), Speichern und Verbrauchern optimal betrieben werden können, ist neben einer Lastprognose, die Prognose aller in das Versorgungsgebiet einspeisenden dargebotsabhängigen regenerativen Erzeugungseinheiten von großem Interesse.

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Im Rahmen der in Kooperation mit Siemens AG Österreich, PSE, zum Problemkreis des Energie-managements durchgeführten Untersuchungen und Adaptionen am System DEMS (Dezentrales Energie Management System) wurde daher vor diesem Hintergrund ein Modellansatz zur Erstellung von Prognosen für die Stromerzeugung aus Windenergieanlagen mit Hilfe von Neuronalen Netzen erarbeitet (siehe dazu auch unter 3. Diplomarbeiten HINTEREGGER sowie bei 8. Veröffentlichungen und 9. Vorträge): Da die Erzeugungsprognosen für ein lokales, begrenztes Gebiet erstellt werden, steht die Einfachheit, Robustheit und Kostengünstigkeit der Modelle im Vordergrund. Dies bedeutet, dass als Eingangsgrößen Standarddaten bzw. leicht messbare Größen verwendet werden. In dieser Arbeit werden hierfür die Wetterdaten des Deutschen Wetterdienstes DWD und Leistungsmessungen an einzelnen Windparks herangezogen, wobei besonderes Augenmerk darauf gelegt wird mit welchen Wettereinflussgrößen (Windstärke, Windrichtung, Lufttemperatur) und mit welchem Wetterdatensatz (historisch oder prognostiziert) die Trainingsphase des Neuronalen Netzes durchgeführt werden soll um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Die Ergebnisse der verschieden Prognosemodelle werden anschließend untereinander und mit einer auf konventionellen Weg, unter zu Hilfenahme der Herstellerkennlinie, erstellten Prognose verglichen. Hierbei zeigt sich, dass die mit Neuronalen Netzen erstellten Modelle, vor allem durch ihre Fähigkeit des impliziten Erlernens von komplizierten Umgebungseinflüssen (z.B. Windrichtungsabhängigkeit, Geländerauhigkeit) und der Eingangsdatenunschärfe (z.B. Wetterprognosefehler), leistungsfähiger als die konventionellen Modelle sind. Ebenfalls in Kooperation mit Siemens AG Österreich, Abteilung Energieverteilung Sekundärsysteme EVS, wurde im Rahmen einer Diplomarbeit (siehe unter 3. Diplomarbeiten ABERHAM) eine softwaretechnische Unterstützung konzipiert zur Optimierung von Schutzparametern im elektrischen Verteilnetz mittels Kurzschlussberechnung und Distanzschutzrelais-Modellierung Es wurde ein Computerprogramm zur Kurzschlussberechnung von elektrischen Netzwerken erstellt, mit der Besonderheit, dass schutztechnisch relevante Aspekte (wie insbesondere die topologischen und parametrischen speziellen Gegebenheiten der Elektroenergieversorgungsnetze) berücksichtigt werden und eine Optimierung hinsichtlich der Einstellwerte von Schutzrelais aktiv unterstützt wird. Dazu wurde auch die Auslösecharakteristik ( R/X-Diagramm) eines Siemens digitalen Distanzschutzes 7SA511 softwaretechnisch nachgebildet. Dies ermöglicht, dass das Verhalten des Relais bereits beobachtet werden kann, bevor noch eine technische Realisierung stattgefunden hat. Mit dieser Simulation können daher rechtzeitig Probleme bei ungünstigen Netzkonfigurationen und Fehlerfällen erkannt werden, und so nachfolgende Kosten vermieden werden. Ermöglicht wird dies (im Verein mit einer komfortabel gestalteten Benutzeroberfläche) durch eine automatische Variation der Netztopologie (Stellungen der Schaltelemente im Netzwerk werden verändert) und durch Variation eines vorhandenen Fehlerwiderstandes. Weiters ist es möglich, die für die Inbetriebsetzung nötigen Berechnungen durchzuführen und die Ergebnisse in einem Protokoll abzuspeichern.

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Verbesserte wirtschaftliche und gesellschaftspolitische Rahmenbedingungen für die Einspeisung von Ökostrom (ÖNB Jubiläumsfonds P-Nr.: 9213) H. MÜLLER, M. HEIDENREICH Die Liberalisierung des Strommarktes eröffnet den Verbrauchern Wahlmöglichkeiten für ihren Strombezug. Auch ökologische Kriterien können diese Wahl beeinflussen. Voraussetzung für eine effektive Kundenwahl ist hierbei die aktive und objektive Informationsverbreitung für das Produkt Ökostrom. Nur ein glaubwürdig - kontrolliertes und für alle Akteure nachvollziehbares Produktlabel „Ökostrom“ geben dem Stromkunden das Vertrauen, auf eine nachhaltige Energieversorgung umzusteigen. In einem von der Österreichischen Nationalbank (ÖNB) finanzierten Projekt wird unter anderem untersucht, wie wirkungsvoll die international angewendeten Zertifizierungsverfahren sind. Effizienz und Wirtschaftlichkeit der genutzten Verfahren werden verglichen wie auch ihre mutmaßlichen Auswirkungen auf den Ökostrommarkt untersucht. Ein Ergebnis dieser Untersuchungen ist, dass die Auswirkungen auf den Ökostrommarkt statisch sind. Bis auf Ausnahmen (z.B. in Deutschland) wird bei den zur Zeit genutzten Zertifizierungsverfahren nur das existierende Ökoanlagenportfolio bewertet, insbesondere nicht das von Neuanlagen. Für die Marktdurchdringung der neuen Erneuerbaren Energieträger und die konsequente Umsetzung der Dezentralisierung werden deshalb zwei Faktoren zur Dynamisierung zur Diskussion gestellt, die diese Aspekte bewerten. Ziel des resultierenden dynamischen Performanceindikators ist es, marktwirtschaftliche und entfernungsabhängige Anreize zur Neuerrichtung von Ökoanlagen und Vermeidung von Netzverlusten zu geben. In dem nachfolgenden Ausführungen werden folgende Fragestellungen untersucht: • Welche umweltpolitische Signalwirkung geht von einem Ökostromlabel aus? • Was ist ökologischen Effizienz, und wie lässt sie sich quantifizieren bzw. darstellen? 1. Umweltpolitische Signalwirkung Ökostromlabel sind freiwillige, wirtschaftspolitische Instrumente, die Umweltzielsetzungen in Form von überprüfbaren Kriterien übermitteln und durch die Auszeichnung kriterienerfüllender Anbieter umweltpolitische Signale setzen. Ziel der Zertifizierung von Grünstrom ist es primär, Treibhausgasemissionen und nukleare Abfälle zu reduzieren. Der fossile, aber auch der atomare Anteil an der Stromaufbringung soll entweder durch i) substituierende Grünstrom-Angebote, ii) Effizienzsteigerungen der Technologien (z.B. durch die Integration von Kraft – Wärme - Kopplung in Deutschland) oder iii) allgemeine Energieeinsparungen verringert werden. 2. Ökologische Effizienz Die Akkreditierung der Label ist in der Regel das Resultat eines langwierigen Diskussionsprozesses involvierter Akteure (wie Umweltorganisatoren, Konsumentenschutzverbände, Forschungsinstitute, Technologieverbände, EVU etc.). Die Schwierigkeit der Kriterienfestlegung liegt neben der ökologisch häufig konträren Einstellung der Akteure auch in der sehr unterschiedlichen Einschätzung der Durchsetzbarkeit des Ökostromlabels am Markt. Folgende Parameter sind wesentlich für die ökologische Effizienz eines Ökostromlabels: i) Die Umweltqualität der Handelsware Grünstrom: Je nach umweltpolitischen Ambitionen und

länderspezifischen Energiemarktentwicklungen werden gewichtete Schwellwerte bzw. Mindestanteile für Ökoanlagen definiert, die es zu erfüllen gilt. Evaluiert werden die Technologie bzw. der Erzeugungsprozess.

ii) Das Portfolio des Anbieters: Die Bewertung des Anbieterportfolios dient der Absicherung der Glaubwürdigkeit. Anbieter sollen sich mit Ihren Produkten von fossilen und atomaren Anteilen (z.B. Lieferung von 100% Grünstrom nur für Haushalte, der restliche Anteil „Egalstrom“ für die Industrie) bzw. Unternehmensbeteiligungen abgrenzen können.

iii) Der Umweltnutzen: Ein Anteil der in der Regel höheren Grünstromkosten fließt in den Zubau neuer Ökoanlagen. Grünstromlieferanten verpflichten sich vertraglich, Kunden über den effizienten Technologieeinsatz zu informieren.

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Ein Ansatz zur qualitativen Bewertung der ökologischen Effizienz ist die ökologische Landkarte [1], [2]. Sie setzt die ökologische Qualität des Erzeugungsprozesses mit ihren Marktanteilen in Beziehung (siehe Abb. 1). Die Darstellungen visualisieren qualitativ die erwarteten Anreizwirkungen der Ökolabels für die oben angesprochenen Zielgruppen.

Laut [2] „Das Ökolabeling zielt in der Regel darauf ab, den Marktanteil qualitativ hoch- und höchstwertiger Produkte zu vergrößern (enlarging the best) bzw. den Umweltstandard guter bis durchschnittlicher Produkte zu steigern (upgrading the middle).“ Sowohl die Substitutionsstrategie durch einen Mindestanteil an neuen erneuerbaren Energien als auch der Aufwertungsstrategie für Kleinwasserkraftwerke und effiziente Technologien wie die Kraft - Wärme Kopplung (zur Zeit nicht in Österreich) sind hier die Anreizinstrumente [2].

3 Modell - dynamischer Performanceindikator

Die Ökostromlabel haben zu Beginn ihrer Markteinführung noch die oben genannte Anreizwirkungen für beide Marktsegmente. Um eine Anreizwirkung im Zeitverlauf aufrecht zu halten, müssen die Kriterien kontinuierlich verschärft werden. Die dafür notwendige Anpassung der Labelkriterien werden aber nicht friktionslos verlaufen. Es ist eher zu erwarten, dass ein ähnlicher Diskussionsprozess wie bei der Erstdefinition hervorgerufen wird. Somit wird die Anpassung der Kriterien ziemlich lange dauern und die Anreizwirkungen der Ökostromlabels sind statisch. Um dieser Situation langzeitlichen Diskussionsprozesse eine dynamische Signalwirkung entgegenzusetzen, wird nachfolgend ein „Performanceindikator“ eingeführt. Dieser Performanceindikator PKdyn bewertet zwei wesentliche Elemente der ökologischen Signalwirkung eines Ökolabels: • Substitution durch Ökoanlagen, ohne die der Umbau des heutigen Energiemarktes nicht möglich ist

und • die Effizienzverbesserung der eingesetzten Technologien durch die Vermeidung von Netzverlusten. Das Modell führt neben den statischen Zertifizierungskriterien der heute genutzten Ökostromlabel zwei Faktoren ein, die das Errichten von Neuanlagen und die Entfernung von Erzeugungsanlage zum Kunden bzw. das Transformieren der eingespeisten Energie bewerten.

Solar-, W ind-, Biomasseenergie

Kleinwasserkraft

Großwasserkraft

Fossile Energie

Substitution fossiler Energie

Aufwertung der TechnologieÖk o

qual

ität

Marktanteil

Ökolgische Landkarte der Stromerzeugung in Österreich

Abb. 1: Ökologische Landkarte der Stromerzeugung in Österreich, Quelle: J. Markard

PKdyn (Ey,t,x)= PKstat (Ey)*S(t)Barwert*A(x)spannungseb PKdyn(Ey,t,x): dynamischer Performanceindikator, PKstat(Ey): statischer Performanceindikator (z.B. das UZ46), S(t)Barwert Abschreibungsobjekt, A(x)spannungseb Anzahl der Spannungsebenen

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Der resultierende dynamische Performanceindikator ist unabhängig vom zeitraubenden Diskussionsprozess um die Anpassung von Labelkriterien wie auch ihrer länderspezifischen Unterschiede (siehe Abb. 2).

3.1 Abschreibung und Zubau von Ökoanlagen nach der Barwertmethode In der dynamischen Wirtschaftsrechnung wird z.B. die Barwertmethode für Investitionsentscheidungen genutzt. Danach verlieren fast alle in einem Betrieb investierten Vermögenswerte durch Gebrauch bzw. technisches Veralten an Wert. Diesen Werteverlust berücksichtigen Unternehmen durch jährliche Abschreibungen. Übertragen auf die ökologische Effizienz von Ökoanlagen bedeutet das, daß die angebotene Jahreszusammensetzung, die gegenwärtig den Ökokriterien eines Labels entspricht, in den Folgejahren an ökologischen Wert verliert (siehe Abb. 2). Von 100% beginnend reduziert sich der Barwert von Altanlagen auf langfristig Null. Dieses kann dann ausgeglichen werden, wenn prozentuell gleich viele Neuanlagen errichtet werden. 3.2 Dezentralisierungsstrategie Ursprünglich sollte das Übertragungsnetz uni-direktional die Energie von den Stromerzeugungsanlagen direkt und über kurze Entfernungen zum Verteilungspunkt oder zum Großverbraucher transportieren [3]. Heute ist die Situation anders. Elektrische Netze werden duplex betrieben und Energie über große Distanzen transportiert. D.h. elektrische Netze werden anders genutzt, als es ihr ursprünglicher Zweck vorsah. Trotz technologischer Verbesserungen in den letzten Jahren sind die Aufwendungen für einen reibungslosen Netzbetrieb enorm. Errichtungs-, Wartungs- und Regelungskosten von Betriebsmitteln für ferne Randgebiete sind zu erwirtschaften. Früher wurden diese Verluste durch urbane Gewinne quer subventioniert. Die zunehmende Liberalisierung und das Unbundling bedingen Benchmarking auch im Netzbereich. Die Deregulierung und Dezentralisierung sind die treibenden Elemente des sich verändernden Strommarktes.

Abb. 2: Modell des dynamischen Performanceindikators - kompensierender Zubau von Ökoanlagen in Prozent

Entfernung und Zubau von Ökoanlagen

0

20

40

60

80

100

120

140

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Transformierte Spannungsebenen

[%]

Abschreibung und Zubau von Ökoanlagen

020406080

100120140160180

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Jahre

[%]

*

Bezugsjahr Resultat

1 00 %

Öko

s tro

m

84%

Ök o

stro

m

>16% Zubau für 100%

91%

92%

Modell des dynamischen Performanceindikators

Nach 1a

4 transformierte Spannungsebenen

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Ökoanlagen werden von dieser Marktentwicklung profitieren, da sie unabhängig von weltpolitischen Konflikten und Handelshemmnissen lokal verfügbar sind. Sie reduzieren die Netzkosten, die bis zu 50% des Strompreises ausmachen. Laut [4] können mit dezentralen, nah am Verbraucher befindlichen Ökoanlagen bis zu 25% der Vertriebskosten eingespart werden. Ökostromlieferanten, die konsequent die Dezentralisierungsstrategie verfolgen und damit die Netzverluste gering halten, werden mit dem dynamischen Performanceindikator belohnt. Dieser Faktor zeichnet eine möglichst geringe Transformationsanzahl über die sieben Spannungsebenen aus. Eine Transformation sei aus Technologie- und Marktfairnessgründen (z.B. Windturbinen speisen in der Regel ins Mittelspannungsnetz) gleich 100%. Der Faktor verringert sich schrittweise abhängig von der Transformationsanzahl gegen Null. Auch hier kann der Effizienzverlust, der jährlich ermittelt wird, dann ausgeglichen werden, wenn prozentuell gleich viele Neuanlagen errichtet werden. 4. Erwartete Ergebnisse Mit der Etablierung eines dynamischen Performanceindikators werden marktwirtschaftliche und entfernungsabhängige Anreize zur Neuerrichtung von Ökoanlagen und Vermeidung von Netzverlusten gegeben. Dieses auf Lieferanten- und Kunden abzielende Instrument wird im Rahmen eines EU-Projektes lokal in zwei Gemeinden realisiert und gibt verknüpft mit einem Internetservice wirtschaftspolitische Signale vor, die unabhängig von den teilweise sehr komplizierten Kriterien international verwendeter Ökostromlabels sind. Anbieter erhalten eine einfach zu handhabende Indikation für die ökologische Effizienz ihrer Produkte und können dieses vermarkten. Kunden zahlen in der Regel mehr für den gelieferten Grünstrom. Sie haben mit dem dynamischen Performanceindikator einen einfachen Messwert, ob sich der höhere Aufwand auch durch einen zusätzlichen Umweltnutzen in Form von Neuerrichtungen auszahlt. Das Konzept des Performanceindicators wurde 2002 bereits in Form einiger Tagungsbeiträge der Fachwelt vorgestellt – siehe unter 8. Veröffentlichungen bzw. unter 9. Vorträge. 5. Literatur [1] R. Wüstenhagen, Ökostrom – von der Nische zum Massenmarkt, ISBN 3 7281 2777 9, vdf Hochschulverlag

AG an der ETH Zürich, 2000 [2] J. Markard, D. Rothenberger, B. Truffer, „Überwindung divergierender Interessen durch Ökolabeling – Eine

Analyse der Entwicklungen auf dem Markt für grünem Strom, April 2000 [3] R.C. Marlay, B.H. Koske, „Restructuring of Electric Power Industry in the United States: The Need fer New

technology and Supporting R&D, 10‘2001 [4] P. Hüsser, „Promoting PV Systems through their Added Value“, IEA PVPS Task2 Workshop on PVSEC in

Munich, 2001

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Dezentrale Energieversorgungsanlagen in Niederspannungsnetzen G. PÖPPL Durch die stetige Entwicklung von dezentralen Energieerzeugungsanlagen sowie neuen Rahmenbedingungen in der Energiewirtschaft ergeben sich veränderte Anforderungen für die Verteilnetze. Die technischen und wirtschaftlichen Auswirkungen der dezentralen Einspeisungen in Niederspannungsnetzen werden untersucht. Technische Aspekte Die Integration von dezentralen Erzeugungseinheiten erfordert die Einhaltung der technischen Richtlinien, die durch die TOR (Technische und organisatorische Regeln für Betreiber und Benutzer von Übertragungs- und Verteilungsnetzen) festgelegt sind.

BZ FDZ2

F1

G

FDZ1

400V

Abbildung 1: Untersuchung der Schutzeinstellungen im Niederspannungsnetz

Für die Netzplanung sind die Auswirkungen auf die Schutztechnik (Selektivität der Schutzeinstellungen und Inselnetzerkennung) zu beachten (Abbildung 1), bei bestehenden Netzen sind vor allem Begrenzung für die Einspeiseleistungen aufgrund von Richtwerten für maximale Spannungsänderungen und Netzrückwirkungen zu berücksichtigen (Abbildung 2).

0

10

20

30

40

50

60

50 150 250 350 450 550 650 750 850

V ert eil leit ung släng e [ m]

zulässiger Bereich mit Leitung 1

zulässiger Bereich mit Leitung 3

Abbildung 2: Begrenzung der Einspeiseleistung in Abhängigkeit des Abstandes des

Einspeisepunktes bei verschiedenen Verteilleitungsquerschnitten.

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Wirtschaftliche Aspekte Durch die Liberalisierung des Strommarktes sind die Geschäftsbereiche Erzeugung, Übertragung, Verteilung und Energiehandel getrennt, wobei die Netze weiterhin als natürliche Monopole ihre Kosten über Tarife und Netzdienstleistungen abdecken müssen. Die Aufgaben für die Netzbetreiber sind daher zukünftig einerseits Verringerung der Netzkosten durch Reduzierung der Netzverluste und andererseits verbesserte Ausnutzung vorhandener Netzreserve. Zusätzlich sind eine Vielzahl an dezentralen Einspeisungen, vor allem durch Brennstoffzellen zu erwarten, die für einen wirtschaftlichen Betrieb der Netze berücksichtigt werden müssen. Zur Optimierung von Niederspannungsnetzen wurde daher ein Algorithmus auf Basis der gemischt-ganzzahligen Optimierung mit einem Dekompositionsverfahren entwickelt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die wirtschaftlichen Auswirkungen von dezentralen Anlagen im Niederspannungsnetz gelegt. Mögliche und bevorzugte Einsatzorte von dezentralen Energieerzeugungsanlagen für unterschiedliche Betriebsweisen werden bestimmt und bewertet (Abbildung 3).

0,01,02,03,04,05,06,07,08,0

0 20 40 60 80 100Pdzi/Pdzmax

i [%]

Kos

tene

rspa

rnis

[%]

Einspeisung 1 Einspeisung 2 Technische Grenze

(a) (b)

Abbildung 3: Optimierergebnis Niederspannungsnetz .

(a) Optimierte Netzstruktur bei dezentraler Einspeisung

(b) Reduzierung der Verlustkosten durch dezentrale Einspeisungen

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Grenzkosten und Leistung dezentraler Erzeugung

F. RASCHBACHER

Durch den großen Fortschritt auf dem Gebiet der Brennstoffzellentechnologie und im Bereich

der Blockheizkraftwerke mit Mikrogasturbinen oder Gas- und Dieselmotoren stellt eine

dezentrale Energieversorgung eine immer größer werdende Konkurrenz für das derzeit

übliche zentrale Versorgungssystem dar.

Brennstoffzellen verbrennen auf chemischem Weg Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser.

Dabei entsteht Elektrizität und Wärme. Der Einsatz der Brennstoffzellen zur dezentralen

Energieversorgung wird derzeit weltweit getestet und scheint in bestimmten Bereichen bereits

konkurrenzfähig zu konventionellen Versorgungssystemen zu sein.

Im Bereich der Blockheizkraftwerke mit Mikrogasturbinen und Verbrennungsmotoren ist die

Marktreife bereits erreicht. Diese Erzeugungssysteme werden in zunehmendem Maß für die

Verbrennung von Biogas verwendet.

Um allgemeine Aussagen über die Konkurrenzfähigkeit dezentraler Erzeugung zu erhalten,

ist es notwendig, möglichst viele tatsächliche zeitliche Verläufe der elektrischen und

thermischen Verbrauchleistungen mit ihren Spitzenwerten und Schwankungsbreiten zu

kennen. Dazu wurden auf Messdaten gestützte Simulationsmodelle entwickelt, die es

erlauben, Jahreslastgänge der thermischen und der elektrischen Leistung von Wohnbauten in

einem ¼-Stundenraster zu generieren. Weiters wurden Optimierungsmodelle entwickelt, mit

denen die Kostengrenzen dezentraler Anlagen (Abbildung 1) für Wohnbauten mit beliebiger

thermischer Isolierung, und damit auch beliebigem Wärmeleistungsbedarf, unter

Berücksichtigung von Einflüssen durch die Außentemperatur, die Windgeschwindigkeit und

die Sonneneinstrahlung, ermittelt werden können. Dazu wird für eine große Zahl von Häusern

gleichen Typs (Einfamilienhaus oder Wohnung mit bestimmter thermischer Qualität der

Gebäudehülle) jeweils die günstigste Kombination der Versorgungssysteme über eine MIP-

Optimierung ausgewählt. Damit können die Chancen einzelner Entwicklungstrends bei

dezentralen Anlagen bezüglich Nennleistung und optimaler Kombination mit konventionellen

Systemen schon vorzeitig bewertet werden bzw. abgeschätzt werden, bei welchen Kosten

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dezentraler Anlagen mit bestimmten Nenngesamtleistungen (Abbildung 2) wirtschaftlich

sind.

Abbildung 1. Einsatzwahrscheinlichkeit dezentraler Anlagen

Abbildung 2. Leistungen dezentraler Anlagen

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1 STRÖMUNGSMECHANISCHES MODELL EINES SCHALTLICHTBOGENS BEI MAGNETISCHER BLASUNG

Leiter: em. o. Univ. Prof. Dr. Werner RIEDER. Durchführung in enger Zusammenarbeit mit o. Univ. Prof. Dr. Wilhelm SCHNEIDER, Vorstand des Instituts f. Strömungslehre und Wärmeübertragung.

Ziel: Den Einfluss der strömungsdynamischen Verhältnisse auf die Bewegung eines magne-tisch beblasenen Lichtbogens in Lichtbogenkammern einfacher Geometrie zu erfassen und ein möglichst einfaches mathematisches Simulations-Modell der Lichtbogenbewegung zu entwickeln, das bei der Optimierung der Löschkammergeometrie von Niederspannungs-Leitungsschutzschaltern dienlich ist.

Industriepartner: EATON Corp., Milwaukee (USA); SIEMENS AG, (D).

Für zufriedenstellende strombegrenzende Funktion von Leitungsschutzschaltern bei der Kurz-schlussunterbrechung ist unter anderem eine rasche Bewegung des Schaltlichtbogens von der Stelle der Kontakttrennung zu den Löschblechen erforderlich. Die rasche Expansion des Lichtbogens nach seiner Entstehung sowie dessen Bewegung verursachen Druckwellen, die sich in der Lichtbogenkammer fortpflanzen und an den Enden reflektiert werden. Die Wechselwirkung dieser reflektierten Druckwellen mit dem Lichtbogenplasma ist von maßgeblichem Einfluss auf die Lichtbogenbewegung.

1.1 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN

Bearbeiter: Dipl.-Ing. Karl Berger

Die bisherigen Untersuchungen konzentrierten sich auf das Laufverhalten des Lichtbogens im transversalen Magnetfeld (Blasfeld) zwischen Laufschienen aus Kupfer. Variiert wurden Stärke und Art (Fremd-, Eigenfeld) des Blasfeldes sowie die Geometrie der Lichtbogenkammer. Zwischen parallelen Laufschienen wurde der Einfluss der Behinderung der Zu- und Abströmung an den Kammerenden sowie der Einfluss seitlicher Spalte zwischen Wänden und Laufschienen auf die Lichtbogenbewegung untersucht. Für Anordnungen mit asymmetrisch divergierenden Laufschienen (eine Elektrode gerade, die andere geknickt) wurden Versuche bei Eigenfeldbeblasung zwischen seitlich dicht anliegenden Wänden durchgeführt.

Um die Bewegung des Lichtbogens zu erfassen, wurde für jede Kammergeometrie eine ent-sprechende Anordnung von 30 Lichtleitern ausgeführt. Zu ausgewählten Zeitpunkten wurde zudem eine Fotografie bei jeweils 10 µs Verschlusszeit aufgenommen. Die Ausbreitung von Druckwellen in der Lichtbogenkammer wurde durch Drucksensoren in der Keramikwand registriert.

Bei den früheren Untersuchungen wurde die Lichtbogenkammer in Bewegungsrichtung des Lichtbogens entweder offen gelassen oder mit einer Strömungsdrossel aus nichtleitendem, unmagnetischem Material (Keramik) versehen. Ein Leitungsschutzschalter weist an dieser Stelle eine Anordnung von Löschblechen auf, die den Lichtbogen in mehrere serielle Teillichtbögen unterteilen. Aus der Fußpunktsbildung auf den Löschblechen resultiert ein erhöhter Spannungsabfall durch die zusätzlichen Anoden- und Kathodenfallgebiete, zudem wird der Lichtbogen im engen Spalt zwischen den Blechen intensiv gekühlt, wodurch der Spannungsbedarf weiter erhöht wird. Dieser Vorgang der Lichtbogenunterteilung war Gegenstand der abschließenden Untersuchungen. Neben der Größe des Lichtbogenstromes

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und den geometrischen Abmessungen der Lichtbogenkammer ist auch die Formgebung des Löschblechpaketes und die Materialeigenschaften der Löschbleche bedeutsam.

Die Lichtbogenkammer wurde mit 5 mm breiten, parallelen Laufschienen aus Kupfer mit 24 mm Abstand bei seitlich dicht anliegenden Wänden (Wandabstand 5 mm, gleich der Laufschienenbreite) realisiert. 60 mm vom Ort der Lichtbogenzündung entfernt wurde ein Löschblechpaket mit 11 Blechen angeordnet. Die Löschbleche wurden aus Kupfer oder magnetisierbarem Stahlblech mit 1 mm Stärke, 20 mm Länge und 15 mm Breite gefertigt. Die Stirnseite der Löschbleche wurde entweder gerade oder mit einem v-förmigen Einschnitt versehen ausgeführt. Als seitliche Wände im Bereich der Löschbleche wurden 1.1 mm hohe Glasstreifen angeordnet. Diese wurden seitlich dicht mit den Blechen verklebt, der Wandabstand mit 5 mm wie vor dem Löschblechpaket beibehalten.

Die Geschwindigkeit des Lichtbogens bei der Ankunft vor dem Löschblechpaket kann beeinflusst werden, indem die Stärke der magnetischen Blasung variiert wird. Es erfolgten Versuche mit 15 mm bzw. 1 mm hohen Laufschienen. Das Eigenfeld beträgt gemittelt über den Kammerquerschnitt ca. 14 mT/kA bzw. 27 mT/kA. Weiters kann die Lichtbogen-geschwindigkeit auch durch die Behinderung der Gasströmung in die und aus der Lichtbogenkammer beeinflusst werden. Folgendes Bild 1-1 zeigt ein Beispiel für eine Anordnung mit einer Strömungsdrossel am hinteren Kammerende ohne zusätzlicher Verdämmung am Löschblechpaket.

Bild 1-1 Versuchsanordnung zur Lichtbogenunterteilung: parallele Laufschienen aus Kupfer, mit 5 mm × 15 mm Querschnitt, Laufschienenabstand 24 mm, Wandabstand gleich der Elektrodenbreite von 5 mm. Strömungsdrossel hinten mit 83% Verdämmung, 20 mm lang, elf Löschbleche aus Stahl, v-Schnitt 30°, Blechbreite 15 mm, Paketlänge 20 mm, ohne zusätzliche Verdämmung. Anordnung von 4 Drucksensoren in der Mittelebene der Lichtbogenkammer.

Zusätzlich zu den bisher erfassten Messdaten (Lichtbogenstrom, -spannung, Druckverlauf in der Lichtbogenkammer, Ort, Form und Bewegung des Lichtbogens) wurden auch die Teilspannungen an den Löschblechen erfasst. Diese Teilspannungsmessung wurde durch die serielle Anordnung von zwölf Differentialtastköpfen zwischen unterer Laufschiene, den 11 Löschblechen und der oberen Laufschiene realisiert. Die Gesamtkapazität der Messanordnung wird damit um ca. eine Größenordnung gegenüber der Kapazität der einzelnen Löschbleche (ca. 7.5 pF) vergrößert.

Folgendes Bild 1-2 zeigt den Zeitverlauf der Lichtbogenbewegung und der Drucksignale, Lichtbogenstrom und -spannung und den Zeitverlauf der aufsummierten Teilspannungen bei einem Versuch mit ca. 2 kA Lichtbogenstrom und der Anordnung wie in Bild 1-1 dargestellt.

5

8-50 80-30 x = 0 30 60 mm

Zündung

24

83 %Verdäm-

mung

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Bild 1-2 Zeitverlauf von Lichtleitersignalen und Druck (oben), Lichtbogenstrom und Lichtbogen-spannung (Mitte) und der 12 Teilspannungen zwischen Kathode, 11 Blechen und Anode (unten). Lichtbogenkammer wie in Bild 1-1, Lichtbogenstrom (max.) 1910 A, Lichtbogenspannung vor der Unterteilung ca. 100 V, des voll unterteilten Lichtbogens 283 V.

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Solange die Luft im Bereich der Löschbleche kalt ist, ist die Spannungsverteilung nur durch die gegenseitigen Kapazitäten und Erdkapazitäten und Widerstände der Messanordnung bestimmt. Eine Beeinflussung der Potentiale durch den Lichtbogen ist erkennbar, wenn dessen Front noch ca. 20 mm von den Löschblechen entfernt ist. Der Bogen tritt nach 1.5 ms in den v-förmigen Ausschnitt der Bleche ein, 0.1 ms später ist der Bogen in 12 serielle Teillichtbögen unterteilt. In Folge steigt der Spannungsbedarf weiter an, es kommt zu wiederholten Rückzündungen an der Blechkante, bis nach ca. 2.5 ms der Lichtbogen zwischen den Blechen bestehen bleibt. Die Lichtbogenspannung steigt dabei von ca. 100 V vor der Unterteilung auf 280 V an, der Lichtbogenstrom geht gegen Null.

Das Bild 1-3 zeigt Kurzzeitaufnahmen (Verschlusszeit 10 µs) des Lichtbogens 1.1 ms (a) und 2.3 ms (b) nach der Zündung.

Bild 1-3 Kurzzeitaufnahmen des Lichtbogens bei 1.1 ms(a: 1850 A, 98 V) und 2.3 ms (b: Reststrom des unterteilten Bogens 500 A, 280 V). Die Aufnahmezeitpunkte sind in Bild 1-2 mit senkrechten strichpunktierten Linien gekennzeichnet.

Bei Löschblechen aus Kupfer gelingt es nicht, den Lichtbogen zwischen den Blechen zu unterteilen, der Bogen brennt entlang der Blechkanten, die stark erodiert werden. Der Spannungsanstieg ist gering, selbst Ströme im Bereich von nur 1 kA können nicht gelöscht werden. Mitunter sind einzelne Bleche nach einem einzigen Versuch an der Löschblechstirn verschweißt.

Bei ferromagnetischen Stahlblechen zeigt sich, dass neben dem Blechschnitt die Verdämmung an den Enden der Lichtbogenkammer von großem Einfluss sowohl auf den Eintritt sowie auf das Verbleiben des Lichtbogens im Löschblechpaket ist.

1.2 THEORETISCHE UNTERSUCHUNGEN

Bearbeiter: Dipl.-Ing. Bernhard Gessl.

Weder das für Kammern mit parallelen Laufschienen entwickelte „Slug“-Modell für den Lichtbogen (das den Lichtbogen zwischen den Wänden ähnlich einer sich bewegenden Blase in einem Rohr beschreibt) noch das damit gekoppelte eindimensionale Wellenausbreitungs-modell lässt sich auf die geänderten geometrischen und magnetischen Verhältnisse bei divergenten Laufschienen, Eigenfeldbeblasung und bei einer Löschblechanordnung unmittelbar übertragen.

Daher wurden (noch für parallele Laufschienen) mit einem CFD-Programm (Computational Fluid Dynamics, finite Volumenmethode) zweidimensionale Simulationen des Lichtbogens in der Ebene zwischen den Elektroden durchgeführt. Es wurde das Rechengebiet, das bislang nur die Lichtbogenkammer beinhaltete, um (feste) Laufschienen erweitert. Die Berechnung

-50 80-30 x = 0 30 60 mm

a b

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wurde anschließend, unter Berücksichtigung der Wärmleitung vom Lichtbogen in die Laufschienen, durchgeführt.

Als zweites wurden die Laufschienen als hochviskoses Fluid mitgerechnet, um das Magnetfeld, das durch den Strom durch die Elektroden verursacht wird, „das Eigenfeld in den Zuleitungen“, in die Berechnung des Lichtbogen einzubeziehen (siehe Bild 2-1 und 2-2).

Bild 2-1: Lichtbogen in einer 180 mm langen und 5 mm hohen Kammer zwischen 15 mm hohen Laufschienen (hochviskoses Fluid mit den Elektrischen Eigenschaften von Kupfer) für t=0.76 ms; Strom I =1940 A; maximale Temperatur im Lichtbogen Tmax=26900 K; Zündung des Lichtbogens erfolgt in der Mitte der Lichtbogenkammer bei 0 mm;

Bild 2-2: Lichtbogen in einer 180 mm langen und 5 mm hohen Kammer zwischen 1 mm hohen Laufschienen für t=0.73 ms; Strom I =1940 A; maximale Temperatur im Lichtbogen Tmax=30600 K; Zündung des Lichtbogens erfolgt in der Mitte der Kammer bei 0 mm;

Anschließend ist die Berechnung mit divergierenden Laufschienen und der Vergleich mit den experimentellen Ergebnissen geplant. Wobei als erstes mit einer asymmetrischen Aufweitung, mit einem Winkel von 90° (Stufe), begonnen wurde.

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2 Kontaktkinetik

Leiter: em. o. Univ. Prof. Dr. Werner RIEDER.

Ziel: Schaffung allgemein anwendbarer quantitativer Unterlagen über den Einfluss der Kontaktkinetik auf Kontaktzuverlässigkeit und Lebensdauer von Schaltgeräten für Nennströme ≤ 16 A.

Industriepartner: AMI Doduco, Cherry, dmc², Delphi Automotive,Elektrisola, Gruner AG, Hella KG, Heraeus GesmbH, Inovan GmbH & Co. KG, Metalor, Quinel, Siemens AG, Trierer Walzwerk GmbH, Tyco Electronics (AMP, Axicom, Schrack)

Bearbeiter: Dipl.-Ing. Martin HAMMERSCHMIDT Dipl.-Ing. Alexander NEUHAUS.

Die Untersuchungen betreffen primär die Ursachen des Nichtöffnens von Schaltkontakten in Relais oder Mikroschaltern und die Abhängigkeit dieser Ausfallsursachen von der Schaltzahl und den Parametern der Kontaktkinetik.

A. Ausfallmechanismen von Relais (Mikroschalter-) Kontakten zufolge Materialwanderung

Laufende Messung entweder der Kontaktkraft oder der Spulenspannung und der Kontaktspannung eines Relais oder eines Mikroschalters gestattet die Bestimmung des effektiven Verlaufes des (kinetischen) Kontaktabstandes während der Kontaktlebensdauer. Aus charakteristischen Phasen dieser Verläufe konnte auf Details der bisher kaum untersuchten Ausfallmechanismen zufolge des Zusammenwirkens der (an sich bekannten) Erscheinungen der Materialwanderung und der Kontaktkinetik geschlossen werden. Die Ursachen kontinuierlicher und diskontinuierlicher Zunahmen oder Abnahmen des effektiven (kinetischen) Kontaktabstandes konnten erklärt und die Erklärungen konnten durch Oberflächenuntersuchungen bestätigt werden. Kontaktausfälle wegen Nichtöffnens des Kontaktes können sowohl in der Geschlossen-Stellung des beweglichen Schaltstücks (zufolge Verhakens der Schaltstücke) als auch in seiner Offen-Stellung (zufolge Zuwachsens des Kontaktspaltes) erfolgen.

Zudem ist es möglich, dass zwar als unmittelbare Ausfallursache Verschweißen zu erkennen ist, der Ausfall zufolge Verschweißens jedoch durch vorangegangene Materialwanderung begünstigt wurde.

B. Ausfalldiagnostik

Die entwickelten Diagnoseverfahren gestatten es, zwischen diesen einzelnen Ausfallmechanismen sowie dem Kontaktschweißen ohne Materialwanderung zu unterscheiden; sie lassen aber nicht nur Veränderungen der erforderlichen Trennkraft sondern auch Veränderungen der verfügbaren Öffnungskraft erkennen. Zudem können die

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Fehlermechanismen identifiziert werden schon lange bevor es zum Kontaktausfall kommt, der ja erst dann erfolgt, wenn die erforderliche Trennkraft die verfügbare Aufreißkraft übersteigt.

C. Einfluss einzelner Kinetikparameter auf das Schweißverhalten der Kontakte

Ein einfaches mathematisches Modell basierend auf zwei Massen (der Kontaktstücke) und drei Federn (der Einsatzfeder der Kontaktberührungsstelle, der Antriebs- und der Mitgangsfeder) ermöglicht bereits weitgehend quantitative Voraussagen bzw. Erklärungen des gemessenen Kontaktverhaltens. Mit wachsender Auftreffgeschwindigkeit wächst zunächst die zum Öffnen verschweißter Kontakte erforderliche Trennkraft, weil ein größerer Auftreffimpuls eine größere Berührungsfläche (Schweißfläche) bewirkt; jenseits eines kinetischen Wertes tritt jedoch zufolge Prellwirkung eine negative Kontaktkraft (Zugkraft) auf, welche die Verschweißung wieder schwächen und schließlich sogar zerstören kann und dadurch einen eventuell anschließenden Prellvorgang bewirkt.

Überraschend ist das Ergebnis eines schrägen Auftreffens des beweglichen Schaltstücks, wenn es eine tangentiale Gleitbewegung der Kontaktstelle während des Mitgangs bewirkt. Ein solches Gleiten während der Schließbewegung kann nämlich – abhängig vom Kontaktmaterial – die erforderliche Trennkraft sowohl erhöhen als auch verringern.

D. Lichtbogen- und Prellverhalten der Kontakte

Der ersten Kontaktberührung geht stets ein Vorzündlichtbogen voraus, der sowohl Materialwanderung als auch Verschweißen bewirken kann. Hebt das bewegliche Schaltstück nach der ersten Kontaktberührung bei hohem Auftreffimpuls zufolge elastischer Verformung der Berührungsstelle sofort wieder ab, so folgt ein Frühprellen mit einer Bogendauer der Größenordnung 100 µs.

Ist dies bei geringeren Werten des Auftreffimpulses nicht der Fall, so bewegen sich beide Schaltstücke gemeinsam in Schließrichtung (Mitgang), doch kann es dann unter dem Einfluss der Mitgangsfeder zu einem Spätprellen mit Lichtbogendauern der Größenordnung Millisekunden kommen.

Für die Erstberührung und für die Zweitberührung (nach einer Abhebung zufolge Früh- oder Spätprellens) gelten stets die gleichen Gesetzmäßigkeiten. Verschieden sind jedoch die Bogendauern und die Auftreffgeschwindigkeiten. Dabei spielt die Stromstärke des Einschaltlichtbogens eine wesentliche Rolle, deren Verlauf wiederum durch den Stromkreis bestimmt wird.

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Markov Modelle für zuverlässigkeitsorientierte Wartungsplanung

G. THEIL 1. Einleitung Elektrizitätsversorgungsunternehmen stehen unter verstärktem Druck, ihre Effizienz zu erhöhen. Für den Betrieb von Verteilungsnetzen bedeutet dies, Kosten zu reduzieren und gleichzeitig eine unverändert hohe Versorgungszuverlässigkeit zu gewährleisten. Eine wesentliche Maßnahme, um dieses Ziel zu erreichen, ist die Optimierung der Wartungs-planung. Gegenwärtig angewandte Wartungspläne gründen auf der Basis langjähriger Betriebserfahrung. Daher kann man mittels mathematischer Optimierungsverfahren nur dann zusätzliche Gewinne erreichen, wenn die in der Optimierung verwendeten Modelle des Wartungsprozesses ein genaues Abbild der Realität darstellen. Es lohnt sich somit, ausführliche Überlegungen über die Konstruktion geeigneter Wartungsmodelle und ihre Parametrisierung anzustellen. Das Problem "kostenoptimale Wartung" darf allerdings nicht isoliert, sondern muss immer im Zusammenhang mit der Zuverlässigkeit des gewarteten Systems betrachtet werden, denn das Ziel der Optimierung ist es, Wartungskosten gemeinsam mit den durch Ausfälle entstehenden Kosten zu minimieren. Ein zentrales Problem der zuverlässigkeitsorientierten Wartungsoptimierung besteht darin, den altersbedingt zunehmenden Verschleiß des Systems zu modellieren. In der Regel erfolgt dies mit Hilfe einer zeitlich wachsenden Ausfallrate. Die Berechnung der Zuverlässigkeit komplizierter Systeme auf Basis zeitabhängiger Ausfallraten ist jedoch mathematisch sehr aufwändig, weshalb es zweckmäßig ist, Verfahren mit zeitlich konstanten Ausfallraten, beispielsweise die Markov Methode, anzuwenden. Da jedoch die Verfügbarkeit eines Systems mit zeitlich konstanter Ausfallrate, also eines Systems ohne Verschleiß, durch Wartung stets verschlechtert statt verbessert wird [1], muss der Verschleiß entsprechend nachgebildet werden. Bei Anwendung der Markov Methode erfolgt dies mittels eines diskreten Modells, indem man annimmt, dass sich die Eigenschaften des Systems nicht kontinuierlich, sondern schrittweise zu zufälligen Zeitpunkten verschlechtern. Modelle dieses Typs werden auch hier verwendet, wobei jedem Verschleißzustand eine individuelle Ausfallrate zugeordnet wird. 2. Modellierung von Ausfällen und Wartungen In Abb. 1 ist das Markov Modell für einen dreistufigen Ausfallprozess dargestellt. Die Betriebszustände D1 bis D3 beschreiben Zustände mit zunehmendem Grad der Verschlechterung der Systemeigenschaften. Dementsprechend gilt für die Ausfallraten λf1 < λf2 < λf3. Die Übergangsraten λ1 und λ2 sind als die Reziprokwerte der mittleren Verweildauern in den entsprechenden Zuständen zu interpretieren und werden hier als Verschleißraten bezeichnet. Im Zustand D3, in welchem der Verschleiß den maximalen Grad erreicht hat, ist nur mehr ein Übergang zum Ausfallzustand F3 möglich. Von den Ausfallzuständen F1 bis F3 führen nun Übergänge zurück zu den Zuständen D1 bis D3, welche jeweils durch Reparatur realisiert werden. Die Reparaturraten µf entsprechen den Reziprokwerten der Verweildauern in den Ausfallzuständen. Eine Reparatur führt das System

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im Idealfall in einen neuwertigen Zustand über, z.B. Übergang von Zustand F2 zu D1. In der Realität kann jedoch auch der Fall eintreten, dass durch die Reparatur lediglich der Ausgangszustand wiederhergestellt wird (Übergang von F2 zu D2), oder dass zwar die Betriebsbereitschaft erreicht wird, jedoch eine weitere Verschlechterung des Systemzustandes in Kauf genommen werden muss (Übergang von F2 zu D3). Die Wahrscheinlichkeiten für diese Zustandsübergänge werden durch die Größen pf11, pf12, pf22 usw. festgelegt.

Abbildung 1 Modellierung von Verschleiß, Inspektion, Revision und Ausfall Es ist nun anzustreben, das System möglichst lange im Zustand seiner maximalen Fitness, also im Zustand D1 zu erhalten, beziehungsweise es möglichst rasch zu Zustand D1 zurückzuführen, sobald es diesen verlassen hat. Dies erfolgt mittels Inspektion und Revision, unterer Teil der Abb. 1. Das System wird in regelmäßigen Abständen inspiziert, was durch die Inspektionszustände I1 bis I3 modelliert wird. Die Wartungsraten λm sind verkehrt proportional zu den Inspektionsintervallen. Die Inspektion kann nun einen negativen oder positiven Befund liefern. Im ersten Fall kehrt man vom Inspektionszustand direkt zurück in den Ausgangszustand D, im zweiten Fall erfolgt der Übergang zum entsprechenden Revisionszustand M. Die Übergangsraten µi entsprechen den Reziprokwerten der Inspektionsdauern, die Übergänge zu D oder M werden durch die Wahrscheinlichkeiten für positive Befunde, pi, festgelegt. Nach der Revision erfolgt die Rückkehr zu den Betriebszuständen, wobei auch hier vorgesehen ist, dass sich die Systemeigenschaften durch die Revision verbessern, verschlechtern, oder dass sie unverändert bleiben, z.B. Übergang von Zustand M2 zu D1, zu D3 oder zu D2. Ebenso wie bei den Übergängen von Reparatur zu Betrieb werden auch im Falle der Revision die Übergänge durch entsprechende

F1

D2 D3D1

F2 F3

λf1 λf2 λf3

λ1 λ2

pf11.µf1 pf12.µf1pf22.µf2 pf23.µf2

pf31.µf3

pf32.µf3pf33.µf3pf21.µf2

I1

M1 M2 M3

I2 I3

λm1 λm2 λm3

pi1.µi1

(1-pi1)µi1

pi3.µi3pi2.µi2

(1-pi2)µi2 (1-pi3)µi3

pm11.µm1

pm12.µm1

pm21.µm2

pm22.µm2

pm32.µm3 pm33.µm3

pm23.µm2

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Wahrscheinlichkeiten, z.B. pm21, pm22, pm23, festgelegt. Die Revisionsübergangsraten µm entsprechen den Reziprokwerten der Revisionsdauern. Wartung ist dann kosteneffizient, wenn sie eine Verringerung der Summe aus Wartungskosten und volkswirtschaftlichen Kosten ausgefallener Energie bewirkt. Mit Hilfe des Modells der Abb. 1 lassen sich entsprechende Effizienzbedingungen ableiten, welche einen Vergleich unterschiedlicher Wartungsstrategien erlauben [1]. 3. Abhängigkeit der Kosteneffizienz von der Wartungsrate Bei periodischer Wartung mit festen Intervallen ergibt sich durch entsprechende Wahl der Wartungsrate ein Kostenminimum, welches jedoch dann, wenn die Relation zwischen Ausfall- und Wartungskosten nicht sehr hoch ist, nur knapp den Bereich der Kosteneffizienz erreicht, Abb. 2. Höhere Wartungsraten bewirken einen starken Anstieg der Gesamtkosten. Liegt der Idealfall zustandsorientierter Wartung vor, so ist Effizienz der Wartung immer gegeben, wobei die Effizienzkenngröße bei hohen Wartungsraten gegen einen Grenzwert strebt. Abbildung 2 Quotient der Nichtverfügbarkeitskosten mit Wartung (Kw) und ohne Wartung

(Ko) in Abhängigkeit von der Wartungsrate; Verschleißraten gleich maximaler Ausfallrate

Ideale zustandsorientierte Wartung ist nur mit Hilfe von hoch effizienten Verfahren zur Zustandserfassung realisierbar, welche in der Phase des Neuzustandes keine Abschaltungen erforderlich machen. Derzeit existieren solche Verfahren noch nicht, sodass man in der Praxis Wartungsabschaltungen auch im Neuzustand zulassen muss. Das dieser Strategie entsprechende Modell entspricht der Abb. 1 und wird im Folgenden als „allgemeines Modell“ bezeichnet. In Abb. 2 ist der Verlauf der Effizienzkenngröße für dieses Modell dargestellt, wenn sich die Wartungsraten in den drei Verschleißzuständen wie 1:5:10 verhalten. Die Skalierung der Abszisse bezieht sich auf die Wartungsrate des Neuzustandes. Der Verlauf ist

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0

0,2

0,4

0,6

0,8 1

1,2

1,4

1,6

1,8 2

m 1/a

Kw/Koperiodischzustandso.allgemein

λm 1/a

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jenem des Modells für feste Wartungsintervalle ähnlich, lässt jedoch größere Optimierungsgewinne erkennen. 4. Zusammenfassung Mit Wartung kann in der Regel nur dann eine Reduktion der Nichtverfügbarkeitskosten erreicht werden, wenn die Ausfallrate während der Nutzungsdauer des Systems zunimmt. Andernfalls ist es sinnvoller, das System bis zum Ende der Nutzungsdauer ohne Wartung zu betreiben und danach durch ein neues zu ersetzen. Wartung ist nur dann kosteneffizient, wenn entweder die Ausfallkosten im Vergleich zu den Wartungskosten hoch, oder wenn die Wartungsdauern wesentlich kleiner als die Reparaturdauern sind. Wartung lässt sich folglich bei Systemen der elektrischen Energietechnik nur dann rechtfertigen, wenn man die hohen volkswirtschaftlichen Kosten von Ausfällen in Rechnung stellt. Systeme, bei welchen bereits während der ersten Betriebsjahre häufig Mängel diagnostiziert werden, lassen sich auch mit intensiver Wartung nicht kosteneffizient betreiben. Neuanlagen sollten daher entsprechende Qualitätsstandards erfüllen, welche vom Hersteller zu garantieren sind. Wartet man das System in festen Intervallen, so kann Kosteneffizienz nur bei sorgfältiger Anpassung der Wartungshäufigkeit an die Systemeigenschaften erreicht werden. Mittels zustandsorientierter Wartung lassen sich die Nichtverfügbarkeitskosten deutlich verringern, wenn eine Verschlechterung der Eigenschaften des Systems im Verlaufe seiner Nutzungsdauer mit Hilfe von Inspektionen zeitgerecht, also möglichst bevor der Ausfall eintritt, erkannt wird. Die Behebung der Defekte sollte nach Möglichkeit nicht aufgeschoben, sondern unverzüglich durchgeführt werden, ist jedoch sorgfältig zu planen, damit keine unnötigen Standzeiten entstehen. Zustandsorientierte Wartung mit permanentem Zustandsmonitoring ist die effizienteste der hier untersuchten Wartungsstrategien. Sie ist prinzipiell kosteneffizienter als Wartung mit festen Intervallen, sofern Zustandsmonitoring bei im Betrieb befindlichem System durchgeführt werden kann. Das Potential zustandsorientierter Wartung kann nur mittels effizienter Methoden zur Zustandsüberwachung ausgeschöpft werden, denn diese liefern die für Optimierungsmodelle erforderlichen Parameter. 5. Schrifttum [1] Theil, G.: Markov Modelle für zuverlässigkeitsorientierte Wartungsplanung.

Forschungsbericht FB2/2002, Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft, Technische Universität Wien, Sept. 2002.

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Dr. Johann Auer: Pushing A Least Cost Integration of Green Electricity Into The European Grid (GreenNet) The core objective of this proposal is to enhance the proportion of RES-E in the EU by applying a least-cost approach. A derived objective is to consider the costs of and the interactions between all important supply-side and demand-side options. Also various scenarios of electricity demand and prices in liberalised markets are considered. To do so this analysis will be conducted in a dynamic framework. The major product will be the Internet-based computer programme GreenNet containing the following major features with respect to RES-E integration: (i) simulating the potential of RES-E & its costs in a dynamic framework,(ii) the costs of the use, an adaptation/extension of the grid, (iii) the costs & limits of storage opportunities, (iv) the cost of demand-side measures incl. optimised switchable loads & time-of-use tariffs. Considering these options it will be ensured that a certain quota of RES-E will be met with lowest costs for society. Dr. Johann Auer: Acceleration of European RES-E Grid integration by ensuring an attractive business environment for key stakeholders realising RES-E projects (RE-XPANSION) The core objective of this proposal is to accelerate RES-E integration in Europe by focusing on solutions for existing barriers as well as on those stakeholders responsible for the practical realisation of RES-E projects. In particular, key stakeholders addressed and participating in this project are developers, investors, manufacturers and regulators. The analyses of crucial parameters for the description of their decision making processes and investment behaviour, risks and business expectations, and lacks in the regulatory framework for RES-E grid access & operation, are the cornerstones for the deriving a set of requirements for stable conditions in the European RES-E market Combined with the evaluation of the efficiency of different financial RES-E supporting system (incl. externalities) the derivation of comprehensive practical guidelines will ensure stable conditions for stakeholders and ensure that a certain RES-E quota will be met in several EU countries. Dr. Johann Auer: Maßnahmen zur Steigerung der verbraucherseitigen Energieeffizienz in liberalisierten Strommärkten und deren Beitrag für eine nachhaltige Entwicklung in Österreich Die zentrale These dieses Forschungsvorhabens lautet, dass sich im Strom-Endkundenmarkt in Europa (bzw. in Österreich) auch auf der Nachfrageseite zukünftig revolutionäre Veränderungen ergeben werden, die den Endkunden nicht zuletzt aufgrund der zunehmenden Wirtschaftlichkeit neuer innovativer Technologien der bi-direktionalen Kommunikation mit dem Versorger und dem damit ermöglichten Lastmanagement aktiv am Strommarkt teilhaben lassen werden. Im Rahmen der Kundensegmentierung werden sich die Versorger bei ihren (Tarif-)Angeboten jedoch rein nach betriebswirtschaftlichen Kriterien orientieren, die in vielen Fällen jedoch nicht mit der – aus gesellschaftlicher Sicht – notwendigen Steigerung der verbraucherseitigen Energieeffizienz im Sinne der Nachhaltigkeit übereinstimmen. Auf Basis dieser zentralen These lautet die zentral zu untersuchende Frage, welche selektiven (regulatorischen) verbraucherseitigen Maßnahmen bei einzelnen (Tarif-) Angeboten der Versorger bei verschiedenen Kundensegementen unter verschiedenen Rahmenbedingungen (Szenarien) zu treffen sind, um aus gesellschaftlicher Sicht das in der Praxis noch nicht ausgeschöpfte Potential zur Steigerung der verbraucherseitigen Energieeffizienz in allen Kundensegmenten zu realisieren. Dabei werden der jeweilige Beitrag der einzelnen Maßnahmen für eine nachhaltige Entwicklung auf der Verbraucherseite zuerst pro Kundensegment qualitativ abgeschätzt und in weiterer Folge - basierend auf internationalen Erfahrungen - quantitativ auf die Struktur des

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liberalisierten österr. Strom-Endkundenmarktes angewandt, der Beitrag der jeweiligen Umweltentlastung abgeschätzt und energie-politische Schlussfolgerungen abgeleitet.

RESCH Gustav, HAAS Reinhard, Claus HUBER: "Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern – Potentiale & Kosten", E-Control AG, , Dezember 2001 – Februar 2002.

Erneuerbare Energieträger (EET) im Bereich der Stromerzeugung haben in den letzten Jahren beträchtlich an Stellenwert in der nationalen als auch internationalen Diskussion gewonnen. So wurde auf nationaler Ebene durch die Novelle des Elektrizitätswirtschafts- und Organisationsgesetzes (ELWOG) die Stromaufbringung aus erneuerbaren Energieträgern gesetzlich festgesetzt. Konkret müssen 8% des inländischen Endverbrauchs an elektrischer Energie aus Kleinwasserkraftwerken und zusätzlich bis 2007 4% aus Ökostromanlagen aufgebracht werden. Ebenso bestehen internationale Verpflichtungen: In der jüngst verabschiedeten „Richtlinie zur Förderung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern“ (Europäisches Parlament, 2001) der Europäischen Union passend zum 1997 veröffentlichen Weißbuch wird gefordert, den Anteil an aus EET generiertem Strom bis zum Jahr 2010 auf 22,1% EU-weit zu erhöhen. Zur Erreichung dieses ambitionierten Gesamtziels, dass beinahe eine Verdopplung des Anteils der Erneuerbaren gemessen am Ist-Stand bedeutet, wurden für die einzelnen Mitgliedsstaaten jeweils Richtziele festgeschrieben. Für Österreich sieht die Richtlinie eine Erhöhung von 70% im Jahr 1997 auf 78,1% im Jahr 2010 vor.

Im Lichte dieser ambitionierten energiepolitischen Zielvorgaben drängen sich folgende Fragen auf:

• Über welches Potential verfügen die diversen EET in Österreich?

• Wie unterscheiden sich die einzelnen EET hinsichtlich der Stromgestehungskosten?

Ziel des Projekts ist, eine standardisierte Dokumentation der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern zu erstellen. Ausgehend von vorhandenem Datenmaterial wird hierbei die historische Entwicklung beleuchtet, der Schwerpunkt liegt aber bei der Erhebung des Potenzials sowie der damit verbundenen Kosten. Für den mittelfristig realisierbaren Ausbau erfolgt eine formale Beschreibung dieser beiden zusammengehörigen Begriffe durch Kostenkurven. Eine Gliederung wird hierbei nach den einzelnen zur Verfügung stehenden erneuerbaren Energieträgern vorgenommen, im Detail sind dies:

• Biogas • Deponiegas • Feste Biomasse • Geothermie • Klärgas • Kleinwasserkraft • Photovoltaik. • Windenergie

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Möglichkeiten, Potentiale und Kosten zur Reduktion der Treibhausgas-Emissionen im Bereich der Stromwirtschaft

in Österreich: Eine Grobanalyse

Auftraggeber: Verband der Elektrizitätsunternehmen Österreichs, EFG-Projekt-Nr. 10.13 Projektteam:

Claus Huber Gustav Resch Reinhard Haas Günther Brauner

Laufzeit: Juli 2001 – Juni 2002

Kurzfassung

Im Bereich der Stromwirtschaft wurden in den letzen Jahren unterschiedliche nationale als auch internationale Ziele vereinbart bzw. vorgeschrieben. Die vorliegende Studie soll durch Beantwortung der folgenden offenen Fragen einen Beitrag zur Erreichbarkeit dieser Ziele leisten: • Welche aufbringungsseitigen Minderungspotentiale zur Reduktion der Treibhausgas-

Emissionen existieren für die Stromwirtschaft in Österreich? • Welche Ausbaupotentiale für erneuerbare Energieträger bestehen in Österreich? Wie

lassen sich hiermit das ElWOG-Ziel sowie die Umsetzung der EU-Direktive „Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern“ realisieren?

• Welche Kosten sind für die einzelnen Maßnahmen – ElWOG-Ziel, EU-Direktive, Kyoto-Ziel - in Österreich zu erwarten und welche weiteren Hemmnisse sind mit der Umsetzung verbunden?

• Welche Änderungen der Stromaufbringungskosten sind aufgrund der zu imple-mentierenden Minderungsmaßnahmen zu erwarten?

• Wie wirkt sich die Nichtratifizierung des Kyoto-Protokolls seitens der USA auf das Preisniveau und die Anwendbarkeit der Kyoto-Instrumente (Joint Implementation, Clean Development Mechanism, internationaler Emissionshandel) aus?

Im Bereich der fossilen Stromerzeugung sind aufbringungsseitige CO2-Minderungen erreichbar durch: • Brennstoffwechsel • Energieeffizienzmaßnahmen (Wirkungsgraderhöhung) • Änderung der Import-Export-Bilanz (vermehrte Stromimporte)

Eine Grobanalyse zeigt, dass im Bereich Brennstoffwechsel eine maximale CO2-Einsparung von rund 0,85 Mt-CO2 und im Bereich Wirkungsgraderhöhung eine Reduktion von maximal 1,4 Mt-CO2 realisiert werden kann. Diese Werte stellen das maximale theoretische Minderungspotential dar, unter der Annahme, dass der Kraftwerkspark unverändert bleibt, d.h. es zu keinen Neubauten bzw. Kraftwerksschließungen kommt.

Tabelle A fasst die bis 2010 zusätzlich realisierbaren Potentiale im Bereich erneuerbarer Energieträger zusammen. Je nach unterstellter Ausbaudynamik lassen sich zwischen 1.800 und 6.700 GWh aus ElWOG-konforme Quellen zusätzlich generieren.

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Tabelle A: Gegenüberstellung der bis 2010 zusätzlich realisierbaren Potentiale in TWh

Realisierbares zusätzliches Potential 2010 [TWh] Ist-Wert [TWh]minimal 1 realistisch 2 ambitioniert 3

Großwasserkraft 34,100 0,300 0,500 0,700 Kleinwasserkraft (KlWK) 4,150 0,850 1,250 1,600

Windenergie 0,130 0,270 1,600 2,700 Photovoltaik 0,003 0,003 0,003 0,053 feste Biomasse 0,450 0,450 0,700 1,600 Biogas 0,021 0,079 0,150 0,600 Deponiegas 0,100 0,040 0,060 0,080 Klärgas 0,038 0,042 0,060 0,100 Summe Ökostrom 0,742 0,884 2,573 5,133 Ökostrom plus KlWK 4,892 1,734 3,823 6,733 Erneuerbare Gesamt 38,992 2,034 4,323 7,433 1 das minimale zusätzliche Potential stellt das geringste in der Literatur zu findende

zusätzliche Potential dar. 2 das realistische zusätzliche Potential stellt das von den Autoren abgeschätzte

Ausbaupotential dar, wenn entsprechende Anstrengungen seitens der EVU und der Politik gemacht werden.

3 das ambitionierte zusätzliche Potential stellt das mit dem BMLFUW und BMWA abgestimmte maximale Ausbauwerte (mit Ausnahme der Großwasserkraft) basierend auf dem ambitioniertes Szenario in Haas et. al. (2001) dar.

Eine in dieser Studie durchgeführte Analyse zeigt, dass von den drei von der Politik auferlegten Verpflichtungen das ElWOG-Ziel am leichtesten umsetzbar ist, siehe Tabelle B. Die zusätzliche Aufbringung von rund 2,58 TWh bis 2010 verursacht Mehrkosten in der Höhe von rund 118 Mio. € pro Jahr, was pro kWh einer Erhöhung um 0,2 €cent/kWh ent-spricht. Für die Erfüllung der EU-Richtlinie ist eine zusätzliche Stromproduktion aus erneuerbaren Energieträgern in der Größenordnung von 4,6 TWh bis 2010 notwendig. Unterstellt man eine hohe CO2-Minderung aufgrund des starken Ausbaues erneuerbarer Energieträger (Substi-tutionsfaktor groß), so bedeutet die Erfüllung der EU-Richtlinie gegenüber den Vorgaben be-züglich Erneuerbarer in der Klimastrategie ein wesentlich ambitionierteres Ziel (2,46 Mt-CO2/Jahr gegenüber 1,54 Mt-CO2/Jahr). Unter der Annahme, einer mittleren Substitutionsrate stellt die Erreichung der EU-Richtlinie lediglich eine etwas schärfere Verpflichtung dar als die Umsetzung der Klimastrategie in Bereich erneuerbarer Energieträger zur Stromerzeugung. Beide Vorgaben können aber als ambitioniert bezeichnet werden, dessen Erfüllung substanzielle Überwindungen vorhandener Barrieren und Hemmnisse erfordert. Aufgrund des breiten Bündel an nutzbarer erneuerbaren Energieträger (inklusive der Nutzung von Ablauge und Abwasser in der Zellstoffindustrie sowie die Anrechenbarkeit des biogenen Anteil des Mülls) liegen die spezifischen CO2-Reduktionskosten trotz größerer CO2-Reduktion im Falle der EU-Richtlinie unter jenen zur Erfüllung der Klimastrategie.

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Tabelle B: Vergleich der wichtigsten Ergebnisse der nationalen und internationalen Verpflichtungen

ElWOG2 EU-Richtlinie Klimastrategie Substitutionsfaktor Substitutionsfaktor Substitutionsfaktor

klein3 mittel4 groß5 klein3 mittel4 groß5 klein3 mittel4 groß5

Zusätzliche Erzeugung [TWh] 2,58 4,64 7,70 3,95 2,91

CO2-Minderung [Mt-CO2/Jahr] 0,52 1,00 1,44 0,93 1,81 2,46 1,546

Spezifische Kosten [€/t-CO2] 230 118 83 255 131 96 381 153 101 Zusätzliche Kosten1 [Mill. €/Jahr] 118 236 587 235 156

Aufschlag pro kWh2 [€cent/kWh] 0,20 0,40 0,99 0,40 0,26

1 Annahme: konventionellen Strompreis 2,76 €cent/kWh 2 Verbrauchsentwicklung entsprechend Baseline-Szenario WIFO 3 0,2 kg-CO2/kWh (Annahme laut BMLFUW in der Klimastrategie, 50% Stromimporte, 50%

Ersatz GuD-KW auf Gasbasis) 4 0,39 kg-CO2/kWh (entspricht Substitutionsrate Strom- und Wärmeerzeugung der EVUs in

WIFO-Prognose 2010) 5 0,53 kg-CO2/kWh (entspricht Substitutionsrate Stromerzeugung der EVUs in WIFO-

Prognose 2010) 6 Minderung im Bereich Erneuerbarer Energieträger; in Summe sind im Bereich öffentliche

Strom- und Wärmewirtschaft Minderungen im Ausmaß von 2,1 Mt-CO2/Jahr in der Periode 2008/2012 gegenüber dem BAU-Pfad im WIFO Szenario 2010 notwendig

Bewirkt der Ausbau erneuerbarer Energieträger nur eine geringe CO2-Substitution (Substi-tutionsfaktor klein), so führt die Erfüllung der EU-Richtlinie zu wesentlich geringeren CO2-Minderungen, als dies im Falle der Klimastrategie notwendig wäre (0,93 Mt-CO2/Jahr gegenüber 1,54 Mt-CO2/Jahr, vergleiche Tabelle B). Darüber hinaus stößt in diesem Fall die Umsetzbarkeit der Vorgaben der Klimastrategie an seine Grenze, da das realisierbare Potential selbst im Falle einer ambitionierten Umsetzung (7,4 TWh, siehe Tabelle A) nicht ausreicht, um die notwendige zusätzliche Erzeugung (7,7 TWh, siehe Tabelle B) zu gewährleisten. Ferner steigen die spezifischen CO2-Minderungskosten stark an, d.h. die Verwendung erneuerbarer Energieträger zur Minderung der CO2-Emissionen ist gegenüber anderen Maßnahmen – bezüglich der CO2-Reduktion! – ökonomisch ineffizient. Dies führt zum Schluss, dass notwendige CO2-Minderungsmaßnahmen im Bereich der erneuerbaren Energieträger zur Stromerzeugung, die über das Ziel der EU-Richtlinie hinausgeht, nicht durch einen weiteren Ausbau erneuerbarer Energieträger im Inland (wie im Falle der Klima-strategie verlangt) sondern durch internationale Minderungsmaßnahmen realisiert werden sollten.1, 2

1 Zur Illustration: während die internationalen Minderungskosten zwischen 5-20 €/t-CO2 liegen, führt ein weiterer Ausbau zu spezifischen CO2-Minderungskosten größer 255 €/t-CO2 (Mittelwert der Minderungskosten der EU-Richtlinie im Falle einer geringen Substitutionsrate). Die Zulassung internationaler Minderungsmaßnahme führt somit zu einer Kosteneinsparung gegenüber einem weiteren, über das Ziel der EU-Richtlinie hinausgehenden, nationalen Ausbau erneuerbarer Energieträger zur Stromerzeugung in der Größenordnung von mindestens 150 Mill. €/Jahr.

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Bedenkt man, dass im Fall der Klimastrategie noch Reduktionsverpflichtungen außerhalb des Bereiches erneuerbare Energieträger – Fernwärme-KWK auf Basis fossiler Energieträger (0,5 Mt-CO2), Stromsparmaßnahmen (0,85 Mt-CO2) – notwendig sind, so stellt dessen Umsetzung für die Stromwirtschaft die größte Herausforderung dar. Berücksichtigt man ferner, dass die Erreichung dieser CO2-Reduktionsziele zum Teil nicht direkt von den EVUs beeinflusst werden kann (für einen Teil der CO2-Minderungen (z.B. Stromsparmaßnahmen) sind andere Sektoren bzw. Akteure verantwortlich) sowie die Tatsache, dass die tatsächliche CO2-Entwicklung von zahlreichen derzeit unbekannten Faktoren abhängt (z.B. dem tatsächlichen Gesamtstromverbrauch bis 2010, die Entwicklung des Kohlepreises zum Gaspreis, die Netto-Importbilanz, die Umsetzbarkeit der KWK, usw.) so ist die Erreichung des Klimazieles a priori von der Stromwirtschaft nicht exakt planbar. Dies bedeutet, dass für die Zielerreichung eine gewisse Flexibilität seitens der EVUs notwendig ist. Diese Flexibilität ist erreichbar durch: • Beteiligung an JI/CDM-Projekten. Voraussetzung hierfür ist, dass die anfallenden

Emissionsminderungseinheiten auf die bereichs- bzw. unternehmensspezifischen Minderungsziele entsprechend den Finanzierungsanteilen anrechenbar bzw. handelbar sind. Im Falle des internationalen Handels ist ein Vorkaufsrecht durch die Republik Österreich vorstellbar;

• Anrechenbarkeit der Aktivitäten des internationalen / EU-weiten Zertifikatshandels auf die Emissionsverpflichtungen. Aktivitäten in diesem Bereich sind nach dem Aus-scheiden der USA aus der Kyoto-Verpflichtung besonders attraktiv.

Diese Flexibilität kann nur genutzt werden, wenn die Stromwirtschaft ein Reduktionsziel (Cap) akzeptiert. Um für die Verhandlungen über die Aufteilung des „Gesamtcap“ für die Stromwirtschaft auf die einzelnen Unternehmen (essentielle Voraussetzung für den EU-weiten Handel) gerüstet zu sein ist es zielführend - sich in einer nächsten Phase - über die Auswirkungen unterschiedlicher nationaler Rahmenbedingungen (z.B. Verteilung der Emissionsminderungsziele auf die einzelnen Unternehmen) aber auch internationale Vor-gaben (z.B. national unterschiedliche Voraussetzungen für einzelne Unternehmen) auf die Wettbewerbsfähigkeit der „heimischen“ Unternehmen in einem liberalisiertem Strommarkt bewusst zu werden.

2 Im Falle, dass die CO2-Substitution durch den Einsatz erneuerbarer Energieträger größer ist, ist der Einsatz internationaler Maßnahmen für die CO2-Minderung im Bereich der erneuerbaren Energieträger nicht notwendig, da das vorgeschriebene CO2-Minderungsziel der Klimastrategie ohnedies durch die Erfüllung der EU-Richtlinie erreicht wird.

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DERIVING OPTIMAL PROMOTION STRATEGIES FOR INCREASING THE SHARE OF RES-E IN A DYNAMIC EUROPEAN ELECTRICITY MARKET

Green-X

www.green-x.at

Client: DG Research, Direction J (Preserving the Ecosystem: Research Action for Energy) Programme: Fifth RTD Framework Programme, Call Identifier 2000/C303/11, Research Programme: EESD-1999, Part B Energy Proposal No: NNE5-2001-00457 Contract No: ENG2-CT-2002-00607 Project Co-ordinator:

Vienna University of Technology, Institute of Power Systems and Energy Economics, Energy Economics Group (EEG), AT

Contractors: IT Power Lt., UK KEMA Nederland B.V., NL Risø National Laboratory, DK Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (Spanish Council for Scientific Research), E Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V., D Wienstrom GmbH, A Elektrizitätsgesellschaft Laufenburg AG, CH European Renewable Energy Council, B

Duration: October 2002 – September 2004

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PROJECT SUMMARY Title: Deriving optimal promotion strategies for increasing the share of RES-E in a dynamic European electricity market Objectives and problems to be solved: The core objective of this proposal is to facilitate a significantly increased RES-E generation in a liberalised electricity market with minimal costs to European citizen. To identify most important strategies the dynamic toolbox GREEN-X will be developed. Related objectives are: • to find a set of efficient and sustainable dynamic instruments integrating strategies for

RES-E, CHP generation, DSM activities and GHG-reduction; • to address / include major stakeholders and decision makers in the development process of

the toolbox GREEN-X; • to disseminate the toolbox and the results to key stakeholders and policy makers. By disseminating the toolbox and the results of this project to policy makers and various stakeholders, acceptance of an EU-wide effective promotion system will be improved. Description of work: The main product of this project will be a computer-based toolbox containing the following features: • a database, allowing dynamic changes and calculating potential and costs of RES-E

supply, CHP production, efficiency improvement and fuel switching in the electricity sector as well as the corresponding GHG reductions

• a dynamic computer model linking and simulating different scenarios between RES-E, CHP, demand-side activities and GHG-reduction in the electricity sector. The output will allow the following results for both the EU as a whole and for individual Member States for each specified year: - electricity generation of RES-E, conventional electricity, and CHP production - import / export balance of RES-E, conventional electricity and GHG permits - impacts of simulated strategies on generation costs and profits for generators - impact of selected strategies on total costs and financial benefits or disbenefits for EU

citizens It is emphasised that analyses will be in a dynamic framework, allowing changes of strategies and scenarios over time. Expected Results and Exploitation Plans: The core result of this project is to provide and disseminate essential information with respect to RES-E deployment, CHP, rational use of electricity and GHG reduction to various stakeholders. The main results will be: • a detailed action plan for policy makers aiming to integrate RES-E with other EU-related

objectives such as energy efficiency, and climate change abatement. These recommendations will be derived for each country and for the EU as a whole.

• recommendations for various stakeholders to derive economically efficient portfolios in liberalised electricity markets under the constraints of RES-E development and GHG-reduction;

To facilitate the information and strengthen the decision process, the toolbox GREEN-X will be available via the internet.

WORK PROGRAMME

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The work of this project will be broken down in the following 8 work phases, see also Figure 1.

WP 1 – Dynamics of cost curves: The aim of this package is to analysis the dynamics of cost curves (= potential and costs) for the different RES-E technologies, for conventional electricity and CHP generation, and the most important demand-side activities for electricity applications in various EU countries. In addition, potential and costs for GHG reduction will be investigated for the electricity sector. WP 2 - Impact of decision makers (Decision making by stakeholders): The major objective is to understand the relation between risks, required profits and project feasibility as seen and judged from the perspective of different stakeholders involved in the decision making process for new investments. These understandings will be translated for the dynamic market model into rules and approaches which (i) promote the growth of renewable energy, (ii) provide stable market conditions and (ii) take into account the position of various stakeholders. WP 3 - Impact of Policies (Evaluation of promotion strategies and barriers): The objective of this work package is to identify and evaluate the appropriate policy instruments in place in EU Member States. These seek to (a) promote RES-E, (b) support a more rational use of electricity (industry, household and tertiary sectors), (c) regulate conventional electricity production, and (d) control GHG emissions (taxes, emissions trading…). WP 4 - Trade-offs: The objectives of this work package are to analyse the various interactions of different types of policy instruments and market conditions, society restrictions, stakeholder behaviour in a dynamic way, and the linkage of RES-E, CHP, conventional electricity generation and GHG-reduction, and to evaluate how new environmental markets, such as CO2 emission permits/credits, may affect or overlap with the promotion of CHP and/or RES-E. In addition, the theoretical framework for the toolbox GREEN-X will be derived.

WP 5 – Development of the toolbox GREEN-X: The toolbox will be developed, based on the formal framework, on the dynamic cost curves and on the determination of various promotion schemes gained in previous packages. The core element of this tool is the computer model aiming to maximise societal benefit for the EU. This would allow a comparative, quantitative analysis of interactions between RES-E, conventional electricity and CHP generation, demand-side activities and GHG-reduction in the electricity sector, both within the EU as a whole and its Member States. The interactive dynamic simulation model would be developed on basis of the existing static computer model ElGreen, developed for a previous EU project. In addition, a comprehensive database for various cost curves and CO2 reduction costs in the electricity sector (initiated in WP1) will be created and integrated within the new model.

WP 6 – Recommendations for dynamic policies: Results and recommendations will be derived based on various simulations using the toolbox GREEN-X and insights gained from the formal assessment model and the evaluation of current promotion schemes. The objective of this phase would be to integrate and update the results from the previous work packages and to extract dynamic policy recommendations for a European-wide enhanced introduction of RES for electricity generation, more efficient use of electricity included linkage to conventional electricity and GHG reduction measures. The Action Plan will help policy makers find a set of efficient and sustainable policies to integrate RES-E with other EU-related objectives, such as energy efficiency and climate change abatement over time, and to

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help various stakeholders derive an economically efficient portfolio strategy in a liberalised electricity market under the constraints of RES-E development and GHG reduction.

WP 7 – Conferences and Dissemination: The dissemination of the products, results and recommendations is of high importance to reach the core objective of this project, i.e. the achievement of a significant increase in the share of RES-E and an more rational generation and use of electricity.

WP 8 – Management: The objective of the management is to organise the whole project and to disseminate information including via the web-site.

Conferences and DisseminationWP7, 15 Month, D4, D14, D15,

Month 9-24Leader: EREC

Interactions of various areas, modelling

Impact by Policies

Dynamics of cost curves

WP1, 11 Month, D3Month 0-11 Leader:FHG

Supply and Demand

Trade-offs between conventional electricity, CHP, RES and GHG-reduction

WP4, 14 Month, D7, Month 3-17 Leader: RISOE

Development of the toolbox GREEN-X

WP5, 13 Month, D10, D11, D12, Month 7-20

Leader: EEG

International Conference and Dissemination Seminars

PRO

JEC

T ST

AR

T

PRO

JEC

T EN

DManagement WP8, 24 Month, D1, D2, D5, D9, D16, D17, Month 0-24

Leader: EEG

Mid-term Workshop

Evaluation of promotion strategies and barriers

WP3, 18 Month, D8Month 2-20

Leader: CSIC

Decision Making by Stakeholder

WP2, 15 Month, D6, Month 2-17

Leader: KEMA

Impact by Decision Makers

Recommendations

Recommendations for dynamic policies

WP6, 6 Month, D13Month 18-24Leader: EEG

Figure 1: Project planning

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„Prognose der Entwicklung der leistungsmässigen Nachfrage nach Strom in Österreich E-Control

Dr. Reinhard Haas, Dipl.-Ing. Michael Stadler Die Liberalisierung des Strommarktes bringt es mit sich, dass Stromerzeugungs- und Vertriebsunternehmen nicht mehr die Prognosen für die Volkswirtschaft übernehmen. Diese Aufgabe übernimmt nun der Regulator. Die E-Control prognostiziert jährlich den Stromverbrauch, wobei sich diese Prognose in eine Leistungs- und Gesamtstrom-verbrauchsprognose gliedert. Es ist deshalb von hoher Wichtigkeit den Einfluss der Tageszeit, des Monats und anderen Parametern auf die Leistung zu erkennen und zu berücksichtigen. Deshalb ist das Ziel der Studie eine Prognose der leistungsmässigen Stromnachfrage bis 2010 zu erstellen und den Einfluss der wichtigsten Komponenten unter der Randbedingung liberalisierter Strommärkte zu analysieren. Die Prognosen werden auf Monatsbasis für jeweils den dritten Mittwoch des Monats durchgeführt. Die Analysen werden für die gesamte Elektrizitästversorgung (E-Versorgung) durchgeführt. Wobei die Analysen hauptsächlich für die Spitzenlastzeiten. 12.00Uhr und 18.00Uhr durchgeführt werden. Weiters wird eine Prognose der Jahreshöchstlast bis 2010 angegeben. Mit Hilfe der multiplen linearen Regression werden basierend auf den historischen Zeitreihen von 1980 bis 2000 die wichtigsten Einflussparameter für die Änderung der Lastspitzen ermittelt. Als wichtige Einflussparameter - werden in Abstimmung mit dem WIFO - Preise3, Einkommen, Strukturveränderungen sowie klimatische Parameter berücksichtigt.

3 In den folgenden Analysen wird sich zeigen, dass der Energiepreis nicht geeignet ist die Leistungsnachfrage zu beschreiben. Es zeigt sich, dass es praktisch nicht möglich ist einen geeigneten Indikator für den Leistungspreis zu finden.

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Abgeschlossene sowie laufende Projekte im Jahr 2002:

HUBER Claus, Gustav RESCH, Reinhard HAAS und Günther BRAUNER: "Möglichkeiten, Potentiale und Kosten zur Reduktion der Treibhausgas-Emissionen im Bereich der Stromwirtschaft in Österreich", Vereins der Elektrizitätsunternehmen Österreichs (VEÖ), Juli 2001 bis Mai 2002.

RESCH Gustav, HAAS Reinhard, Claus HUBER: "Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern – Potentiale & Kosten", E-Control AG, , Dezember 2001 – Februar 2002.

HAAS Reinhard, Gustav RESCH, Claus HUBER, Hans AUER, Thomas FABER: "Wienstrom 4%+: Analyse von Möglichkeiten zur Realisierung von 4& (und mehr) Anteil „neuer“ erneuerbarer Energieträger am Stromverbrauchsmix von WIEN-STROM", WIENSTROM, Dezember 2001 – April 2002.

HUBER Claus, Gustav RESCH, Assun LOPEZ-POLO: "A dynamic model to realise the social optimal penetration of electricity from renewable energy sources", Jubiläumsfonds (Projektnummer 9408) der Österreichischen Nationalbank, Jänner 2002 – Dezember 2003.

HAAS Reinhard, Claus HUBER, Thomas FABER, Gustav RESCH: "Derivation of optimal promotion strategies for increasing the share of RES-E in a dymic European electricity market", Projekt im Auftrag der Europäischen Union (5th framework programme DG RESEARCH – Contract No. ENG2-CT-2002-00457), in Kooperation mit IT-Power (UK), KEMA Sustainable (NL), Risoe National Laboratory (DK), CSIC (E), FhG-ISI (D), WIENSTROM (A), EGL (CH), EREC (B), Oktober 2002 – September 2004.

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6. Forschungsförderung und Projekte BRAUNER, G., LAIER, A.: Netzanbindung von Windenergieanlagen. Dezember 2002, Auftragsarbeit von EVN. BRAUNER, G., LAIER, A.: Ausgleichsenergie bei verstärkter Windenergieeinspeisung. Dezember 2002. Auftragsarbeit von Verbund-Austrian Power Grid. BRAUNER, G., PÖPPL, G., THEIL, G., THEIL, M.: Endbericht zur Studie „Netz-restrukturierung und Kosteneinsparung bei WIENSTROM“, Teil 4: Zuverlässigkeitsanalyse und Reserveplanung. Juni 2001. Auftragsarbeit von WIENSTROM. HADRIAN, W., MAIR, M.: „Blitzstrommessungen am Gaisberg bei Salzburg“, Kooperationsprojekt mit ÖVE-ALDIS. MÜLLER, H.: Das von der Österr. Nationalbank Jubiläumsfonds unter der Projekt Nr. 9213 auf 2 Jahre bewilligte Forschungsvorhaben „Verbesserte wirtschaftliche und gesellschafts-politische Rahmenbedingungen für die Einspeisung von Ökostrom“ wurde 2002 unter der Projektleitung durch MÜLLER und mit dem wissenschaftlichen Mitarbeiter/Dissertant M. HEIDENREICH fortgeführt – siehe auch den Bericht dazu unter 5. Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Dr. Peter BIERMAYR, DI Ernst SCHRIEFL, Bernhard BAUMANN, Ansbert STURM: Hemmnisse und fördernde Faktoren bei der Markteinführung innovativer Wohnbauten – eine Informationsoffensive für Planer, Wohnbauträger und Technologieproduzenten („Innovationsoffensive“)

Status: abgeschlossen

Von der Forcierung innovativer Wohnbauten wird ein wesentlicher Beitrag zu einer nachhaltigen Gesellschaftsentwicklung erwartet. Die Markteinführung entsprechender Bauten wird jedoch von unterschiedlichen hemmenden und fördernden Faktoren beeinflusst, deren Erforschung das Thema von umfangreichen Grundlagenstudien der ersten Stufe des Forschungsprogramms "Haus der Zukunft" war. Ziel des gegenständlichen Forschungsprojektes ist es, Informations- und Motivationsdefizite bei den Zielgruppen Gebäudeplaner, Wohnbauträger und Technologieproduzenten durch offensive Informationsarbeit zu reduzieren und damit einen entscheidenden Impuls für eine stärkere Diffusion von innovativen Wohnbauten zu geben. Methodisch werden zunächst die Ergebnisse bereits verfügbarer Studien inhaltlich zusammengefasst, zielgruppenorientiert aufbereitet und anschließend offensiv an die Zielgruppen weitergegeben. Erfasste Zielgruppen sind hierbei im Detail Wohnbauträger, Architekten, Baumeister, Haustechnikplaner und ausgesuchte Technologieproduzenten (Anbieter von extremer Wärmedämmung, kontrollierter Lüftung, Kachelofen-Ganzhausheizung und Pellets-Heizsystemen) in Österreich. In der erstellten Zielgruppen-Adressdatenbank konnten ca. 9400 österreichische Betriebe erfasst werden. Bei der Informationsverbreitung wird explizit auf die Zielfunktionen der unterschiedlichen Zielgruppen eingegangen, um die zugehörigen Akteure zu motivieren, und die Informationsaufnahme sowie die anschließende Umsetzung zu fördern. Zur Informationsweitergabe an die Zielgruppen wurden zielgruppenspezifische Internet-Informationsplattformen errichtet, wobei die österreichische Grundgesamtheit der

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Zielgruppen offensiv über die Existenz der Plattformen über E-mails und postversandte Erstinformationen informiert und zur Nutzung selbiger motiviert wurde. Die Erstinformation erreichte ca. 8900 Betriebe der Zielgruppen. Durch die Analyse von Logfiles der Internet-Informationsplattformen konnte eine Evaluierung der erfolgten Nutzung der Plattformen durch die Zielgruppen durchgeführt werden. Dabei stellte sich heraus, dass die verschiedenen Zielgruppen das Informationsangebot mit stark unterschiedlichen Intensitäten nutzen. Haben während eines dreimonatigen Beobachtungszeitraumes 91% aller Lüftungsanlagenanbieter die Informationsangebote genutzt, so waren es bei der Zielgruppe der österreichischen Baumeister nur 5% aller Betriebe. Generell lässt sich sagen, dass die wesentlichen Entscheidungsträger im Baugeschehen, nämlich Wohnbauträger, Architekten und Baumeister sehr geringe Zugriffsraten aufweisen, alle anderen Zielgruppen moderate bis erstaunlich hohe. Das Informationsangebot wurde im Beobachtungszeitraum von ca. 800 österreichischen Betrieben genutzt, wobei das Interesse der Nutzer auf Informationen bezüglich energierelevanter Wohnbauförderungen und Broschüren zu Planungsthemen fokussiert. Schlussfolgernd kann gesagt werden, dass die durchgeführte ambitionierte Informationsoffensive Produzenten innovativer Technologien und auch Haustechnikplaner gut erreichen konnte. Um jedoch Wohnbauträger, Architekten und Baumeister von der Bedeutung nachhaltigen Bauens zu überzeugen, werden in der Zukunft noch weitere, große Anstrengungen, unterstützt durch den massiven Einsatz energiepolitischer Instrumente von Nöten sein. 1) OPTIMALE VERSORGUNG MIT ENERGIEDIENSTLEISTUNGEN

- AUFTRAGGEBER: FWF

- KOORDINATOR: DR. REINHARD HAAS, MARTIN BERGER

In den Industrieländern ist die Versorgung von Wohngebäuden mit Energiedienst-leistungen durch den Verbrauch von erschöpfbaren größtenteils importierten Energie-trägern und durch hohe Verluste auf Grund von niedriger Effizienz der Umwandlungstechnologien (bzw. von schlechter thermischer Gebäudequalität und einer zentralen Versorgungsstruktur) charakterisiert. Sie hat außerdem massive Umweltauswirkungen - nicht zuletzt durch den hohen Anteil an grauer Energie, die zur Erzeugung von Umwandlungstechnologien aufgewendet wird. Die Grundidee dieses Projektes ist, dass diese Versorgungsstruktur in Richtung eines nachhaltigen Systems verändert werden kann, wenn Technologien in - aus Sicht der Gesellschaft - optimaler Weise ausgewählt werden. Daher sind die in diesem Antrag zu beantworteten Kernfragen: Wie würde eine aus gesellschaftlicher Sicht optimale Versorgung von Haushalten mit Energiedienstleistungen aussehen? Welche Technologien sind für die optimale Versorgung von Priorität? Auf welche Weise kann diese optimale Versorgung - dynamisch gesehen - erreicht werden? Das Hauptoptimierungsziel ist in diesem Zusammenhang gesellschaftliche Kosten zu minimieren (d.h. die Summe aus externen und betriebswirtschaftlichen Kosten) indem der Entscheidungsprozeß von privaten Haushalten modelliert wird. Zwecks Abschätzung der Sensitivität der erhaltenen Lösung werden außerdem andere Optimierungsziele, wie die Minimierung von betriebswirtschaftlichen Kosten, von Treibhausgasemissionen und von grauer Energie, angewendet. Bei dem im Folgenden beschriebenen methodischen Vorgehen werden der aktuelle Gebäudebestand und Neubauten getrennt behandelt:

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Die untersuchten Wohngebäudetypen werden definiert und (2) der Endenergieverbrauch der drei wichtigsten Energiedienstleistungen (Heizen, Warmwasserbereitung und Elektrizitätsverbrauch der Geräte) wird modelliert. (3) Die in diesem Projekt behandelten Technologien werden in einer umfassenden Datenbank erfasst, die Parameter wie Jahresnutzungsgrade, Kosten, Lernkurven, etc. umfasst. (4) Der Entscheidungsprozeß von privaten Haushalten für die unterschiedlichen Optimierungsziele wird modelliert. (5) Er wird dynamisiert und auf Österreich angewendet. Dabei werden verschiedene Zeitabschnitte (z.B. 2000 – 2030) untersucht. (6) Schließlich werden die Ergebnisse des Hauptoptimierungsziels mit denen der anderen Methoden verglichen und Notwendigkeiten für technologischen Fortschritt, F&E - Bedarf zur Reduktion von Investitionskosten und mögliche effiziente energiepolitische Strategien abgeleitet.

2) VERSORGUNGSSICHERHEIT UND DIVERSIFIZIERUNG DER

ENERGIEVERSORGUNG IN DER EU:

MEAN-VARIANCE PORTFOLIOANALYSE DES STROMERZEUGUNGSMIX UND AUSWIRKUNGEN AUF DIE BEDEUTUNG ERNEUERBARER ENERGIETRÄGER - AUFTRAGGEBER: BMVIT

- KOORDINATOR: DR. REINHARD HAAS, MARTIN BERGER, DR. SHIMON

AWERBUCH (INTERNATIONAL ENERGY AGENCY)

In Europa und in den USA haben Entscheidungsträger der Energiepolitik quantitative Ziele für die Stromproduktion aus Erneuerbaren festgesetzt oder sind dabei, diese Maßnahme zu erwägen. Das erfolgt meistens in der Auffassung etwas tun zu müssen, um eine gewisse Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu erreichen bzw. sich in Richtung der in Kyoto festgelegten Ziele zu bewegen. Hintergrund dieser Maßnahme ist die weit verbreitete Annahme, dass mit Erreichung dieser Ziele auch eine Erhöhung der durchschnittlichen Stromerzeugungskosten einhergeht. Erneuerbare scheinen für sich alleine betrachtet mehr zu kosten.

Es kann jedoch mit Hilfe der Standard Mittelwert-Varianz-Portfolioanalyse (mean-variance portfolio analysis) in dieser Arbeit gezeigt werden, dass - unter den im Anhang angeführten Bedingungen - eine Einbeziehung von Fixkosten-Technologien in ein konventionelles Stromportfolio dazu dienen kann, die durchschnittlichen Stromerzeugungskosten UND das Risiko zu senken.

Im Detail analysiert dieser Bericht den EU Strommix für das Jahr 2000 und projektierte Mixe für 2010. Es werden deren Portfoliorisiko und -ertrag mit einer Reihe von optimalen (d.h. effizienten) Portfolios verglichen, die sowohl minimale Erzeugungskosten bei gegebenem Marktrisiko, als auch minimales Risiko bei gegebenem Ertrag aufweisen. Im Allgemeinen deuten die Ergebnisse darauf hin, dass der EU-2000 und auch die projektierten EU-2010 Erzeugungsmixe, aus der Perspektive des Portfoliorisikos und -ertrags sub-optimal sind. Die Analyse ergibt, dass Portfolios mit geringeren Erzeugungskosten und geringerem Risiko einerseits durch Einbeziehung von größeren Anteilen an Erneuerbaren, die nur Fixkosten aufweisen, gebildet werden können. Andererseits kann dies auch durch Anpassung des konventionellen Stromportfolios geschehen.

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7. Forschungsberichte

FB 1/2002: RASCHBACHER, F.: Stochastische Lastprofile von Haushalten. FB 2/2002: THEIL, G.: Markov Modelle für zuverlässigkeitsorientierte Wartungsplanung. FB 3/2002: PÖPPL, G.: Energieversorgungskonzepte von europäischen Großstädten. FB 4/2002: PÖPPL, G.: Modellnetze für elektr. Übertragungs- und Verteilnetze.

Preise Hon.Prof. Dr. Peter HARHAMMER: Ehrenmitgliedschaft bei der Österreichischen Gesellschaft für Operations Research (ÖGOR)

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8. Veröffentlichungen BRAUNER, G.: Versorgungssicherheit im liberalisierten Markt - sind neue Rahmen-bedingungen erforderlich ? 7. Symposium Energieinnovationen „Energieinnovationen in Europa“, 31.1. bis 1.2.2002, Graz. PÖPPL, G., BRAUNER, G., RASCHBACHER, F., LAIER, A.: Ausbauplanung von Verteilnetzen bei dezentraler Erzeugung. 7. Symposium Energieinnovationen „Energieinnovationen in Europa“, 31.1. bis 1.2.2002, Graz. BERGER, M., BRAUNER, G.: Anforderungen an Power Quality Monitoring-Systeme im liberalisierten Elektrizitätsmarkt. 7. Symposium Energieinnovationen „Energieinnovationen in Europa“, 31.1. bis 1.2.2002, Graz. RASCHBACHER, F., BRAUNER, G., PÖPPL, G., LAIER, A.:.: Neue Aspekte dezentraler Versorgung. 7. Symposium Energieinnovationen „Energieinnovationen in Europa“, 31.1. bis 1.2.2002, Graz. BRAUNER, G.: Wandel der Elektrizitätsversorgung im Wettbewerb. Kapitel im Buch: „Regulierung der Deregulierung von Infrastrukturmärkten“. Verband der öffentlichen Wirtschaft und Gemeinwirtschaft Österreichs (VÖGW), Wien 2002, Manzsche Verlags- und Universitätsbuchhandlung, ISBN 3-214-00128-0. BRAUNER, G.: Simulation von Stabilitätsvorgängen in Übertragungsnetzen. IT’S T.I.M.E. 1 / 2002, S. 51-54. Forschungsmagazin der Österreichischen Forschungszentren (ARC Austrian Research Centers). BRAUNER, G.: Solutions for Transmission and Interconnection of Offshore Wind Farms. Third International Workshop on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Stockholm, April 11-12, 2002. BRAUNER, G., LAIER, A., HAIDVOGL, H.: Netzanbindung großer Windparks – technische und wirtschaftliche Herausforderungen. e&i 119(2002), H. 6, S. 1 – 5. BRAUNER, G.: Deregulierung und Sicherheit in der Energieversorgung. e&i 10/2002, S. 324 – 327. BRAUNER, G., HAIMBL, W., CHRISTINER, G., POPELKA, H.: Sicherheit der Über-tragungsnetze. e&i 10/2002, S. 340 – 346. BRAUNER, G.: Sicherheitsbedürfnisse der Kunden. Kurzfassung des Vortrags auf der 40. ÖGE-Fachtagung 2002, e&i 10/2002, S. 349 – 351. BRAUNER, G.: Engpassmanagment im Übertragungsnetz. etz 2002, H 16, S. 10 – 15. HADRIAN, W.: Weltkongress für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit. 26.-31. Mai 2002, Thema B1; Posterpräsentation: GPS

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HADRIAN, W. und BOUQUEGNEAU, Ch.: Lightning down-conductors and grounding. Moderators report, International Conference of Lightning Protection. Cracow, Poland. September 2-6, 2002. DIENDORFER, G.; MAIR, M. et.al.: Detailed brightness versus lightning current amplitude correlation of flashes to the Gaisberg tower. 26th International Conference of Lightning Protection. Paper 1.a.2. Cracow 2002. DIENDORFER, G.; MAIR, M. et.al.: Response of different types of lightning detection sensors to tower strikes in Austria. International Conference on Lightning Detection, Tucson 2002. HEIDENREICH, M. und MÜLLER, H.: “Dynamic performance indicator – an effective tool to promote Green Electricity“, Paper to 3rd Mediterranean Conference on Power Generation, Transmission, Distribution and Energy Conversion (MED POWER 2002), Athen, Greece, 4th-6th November 2002; Beitrag auf Tagungs-CDROM HEIDENREICH, M. und MÜLLER, H.: “Dynamic performance indicator – an effective Tool to promote Solar Electricity“, Paper to Int. Conf. on Photovoltaic in Europe – From PV Technology to Energy Solutions, Rome, Italy, October 2002; Beitrag auf Tagungs-CDROM HEIDENREICH, M. und MÜLLER, H.: “Ein dynamischer Performanceindicator zur Verbreitung von Ökostrom“, Beitrag zum 7. ÖVE/TUG Symposium Energieinnovation „Energieinnovation in Europa“, Graz, Austria, 31.Jän.-1.Febr. 2002; Beitrag auf Tagungs-CDROM MÜLLER, H., gemeinsam mit FUCHS, E. und HINTEREGGER, R.: „Stromerzeugungs-prognose von Windenergieanlagen mit Neuronalen Netzen“, Beitrag zur Int. Conference on Operations Research 2002 (OR’2002), Section 6: Energy, Environment, Universität Klagenfurt, Austria, 2.-5.Sept. 2002 RIEDER W.: Hoch- und Mittelspannungs-, Netz- und Verbraucherschalter in: E. Vinaricky (Hrsg.): Elektrische Kontakte, Werkstoffe und Anwendungen, 2. Aufl., Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2002), S. 429 – 442 HAMMERSCHMIDT, M., NEUHAUS, A.R. und RIEDER, W.F.: Diagnostics of switching failure mechanisms in relays. Proc. 21st Int. Conf. on El. Contacts (2002) 101 - 104 NEUHAUS, A.R., HAMMERSCHMIDT, M. und RIEDER, W.F.: Influence of kinetic parameters on contact welding in low power switches. Proc. 21st Int. Conf. on El. Contacts (2002) 142 - 145 RIEDER, W.: Contact investigations. Proc. 21st Int. Conf. on El. Contacts (2002) 340 – 345 NEUHAUS, A.R., RIEDER, W.F und HAMMERSCHMIDT, M.: Influence of arc duration and current on contact welding in low power switches. Proc. 48th IEEE Holm Conf. on El. Contacts (2002) 17 - 20

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HAMMERSCHMIDT, M., NEUHAUS, A.R. und RIEDER, W.F.: The effects of material transfer in relays diagnosed by voltage measurement. Proc. 48th IEEE Holm Conf. on El. Contacts (2002) 66 - 69 THEIL, G.; THEIL, M.: Reliability assessment of medium voltage networks with simulation of the restoration process. Proc. of the 14th Power Systems Computation Conference (PSCC), Sevilla/Spain, 2002, June 24-28. Reinhard HAAS, W. EICHHAMMER, C. HUBER, O. LANGNISS, A. LORENZONI, R. MADLENER, P. MENANTEAU, P.-E. MORTHORST, A. MARTINS, A. ONISZK, J. SCHLEICH, A. SMITH, Z. VASS, A. VERBRUGGEN: "How To Promote Renewable Energy Systems Successfully And Effectively – Summary of the 3rd Forum of the European Network on Energy Research (ENER)", Energy Policy, (forthcoming), 2002. Reinhard HAAS: "Europäische Ökostromziele: Der Weg ist steinig", Erneuerbare Energie, 4/2002. Reinhard HAAS: " Building PV markets: the impact of financial incentives", Renewable Energy world, 5(4), 184-201, 2002. Reinhard HAAS: "Regulierung und Liberalisierung der Elektrizitätswirtschaft in Österreich: eine kritische Analyse", Zeitschrift für Energiewirtschaft, 26, 117-133, 2/2002. Reinhard HAAS: " Building PV markets: customers and prices", Renewable Energy world, 5(3), 98-111, 2002. Reinhard HAAS, Hans AUER: "Das Ende billigen Stroms in Mitteleuropa", VEÖ-Journal 4/2002, 22-25. Claus HUBER, Reinhard HAAS, Thomas FABER, Gustav RESCH: "Optimale Förderung erneuerbarer Energieträger zur Stromerzeugung: Einspeisetarife oder handelbare Quoten?", e&i, 208-213, 6/2002. AUER Hans: “How to ensure the optimal use of the transmission grid in the European electricity market”, in Proceedings, Energy Power Risk Management Conference 2002, 28-29 May, Amsterdam, Netherlands, 2002. AUER Hans: “How to ensure the optimal use of the transmission grid in the European electricity market”, in Proceedings, IAEE Conference, Innovation and Maturity in Energy Markets - Experience and Prospects, June 26-29, Aberdeen, Scotland, 2002. AUER Hans: “Benchmarking und Regulierung elektrischer Netze: Internationale Erfahrungen und Konsequenzen für Österreich”, Zeitschrift für Elektrotechnik und Informations-technik, e&i, Heft 10/2002, Seite 319-323, Wien, Österreich, 2002. HAAS Reinhard, Hans AUER, Michael STADLER: „Das Ende des Wettbewerbs im europäischen Strommarkt“, in CD-ROM Proceedings, 7. Symposium Energieinnovation an der TU-Graz “Energie-innovation in Europa”, 31. Jänner – 1. Februar, Graz, Österreich, 2002.

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HAAS Reinhard, Hans AUER: “Das Ende billigen Stroms in Mitteleuropa”, VEÖ-Journal, S. 22-25, Heft 4, 2002. STADLER Michael, Hans AUER, Reinhard HAAS: “Die zunehmende Bedeutung von dynamischen Tarifmodellen in liberalisierten europäischen Strommärkten”, in CD-ROM Proceedings, 7. Symposium Energieinnovation an der TU-Graz “Energieinnovation in Europa”, 31. Jänner – 1. Februar, Graz, Österreich, 2002. Reinhard HAAS, Martin BERGER: "Risk in European electricity supply and the role of renewables" Schriftenreihe des BMVIT „Berichte aus Energie- und Umweltforschung“, Band z/2002, Wien, erscheint 2002. Reinhard HAAS, Lukas KRANZL: “Die volkswirtschaftliche Bedeutung der energetischen Nutzung von Biomasse" Schriftenreihe des BMVIT „Berichte aus Energie- und Umweltforschung“, Band x/2002, Wien, erscheint 2002 Reinhard HAAS, Gerhard FANINGER und Karin STIELDORF: “Koordination der Österreichischen Beiträge in Task VII "Photovoltaics in the Built Environment "im Rahmen des IEA – Forschungsprogramms Photovoltaic power systems, in Kooperation mit dem IFF Klagenfurt, Schriftenreihe des BMVIT „Berichte aus Energie- und Umweltforschung“, Band y/2002, Wien, erscheint 2002. Reinhard HAAS: "Non-technical issues and market deployment strategies for PV", in: Deo Prasad: "Photovoltaics in the built environment" (forthcoming 2002). Reinhard HAAS: "Market deployment strategies for PV systems in the built environ-ment: An evaluation of Incentives, Support Programmes and Marketing Activities", IEA-Photovoltaic Power Systems Programme" Report IEA-PVPS T7-06:2002. Reinhard HAAS, Wolfgang ORASCH, and Hans AUER: "The Implementation of the EU Directive for Electricity: A New Era for the Austrian Electricity Supply Industry?" in: Nicolas Chauvet (ed.): "Electricity in Europe in the XXIst Century. What Performances and what Game Rules?" (forthcoming 2002). Reinhard HAAS: " Survey on and review of promotion strategies for Renewable Energy in Europe", in Proceedings ENER Forum 3 (forthcoming). 2002 Reinhard HAAS, Claus HUBER (EEG, Vienna University of Technology), Wolfgang EICHHAMMER (ISI), Ole LANGNISS (Lund University), Arturo LORENZONI (IEFE), Reinhard MADLENER (CEPE), Philippe MENANTEAU (IEPE), Poul-Erik MORTHORST (RISÖ), Alvaro MARTINS (CEEETA), Anna ONISZK (EC BREC), Adrian SMITH (SPRU), Emiel van SAMBEEK (ECN), Zoltan VASS (EnergiaClub), Aviel VERBRUGGEN (University of Antwerp, STEM): "How To Promote Renewable Energy Systems Successfully And Effectively", in Proceedings ENER Forum 3 (forthcoming). 2002. Reinhard HAAS, Hans AUER, Michael STADLER: "Introducing Competition in the Western European electricity market: A Critical Review", ENER-Bulletin 23.02 on ENER Forum 2: Monitoring the progress of the implementation of the EU Gas and Electricity Directives: Are European markets becoming competitive? published 2002.

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Wolfgang ORASCH, Reinhard HAAS, and Hans AUER: "The Austrian Electricity Supply Industry – Historical development and current discussions”, in: DePaoli Luig, and Gordon McKerron (eds.): "The Electricity Industry in Transition: Organization, Regulation and Ownership in EU Member States" F. Angeli publishers, Rom, 2002. HAAS Reinhard, Peter BIERMAYR, Ernst SCHRIEFL: "Erneuerbare Energieträger und Benutzerverhalten", Schriftenreihe des BMVIT „Berichte aus Energie- und Umwelt-forschung“, Band 1/2002, Wien, 2002. Reinhard HAAS: "On the success of market deployment strategies for small grid-connected PV systems", Proceedings of the European PV conference, Rom 7 - 11 October 2002, to be published 2003. Reinhard HAAS, Lukas KRANZL: "Analyse der volkswirtschaftlichen Bedeutung der energetischen Nutzung von Biomasse für Heizzwecke", Tagungsband der Tagung Staffelstein 2002. Reinhard HAAS: "Strategien zur Forcierung erneuerbarer Energieträger in Österreich", Tagungsband der Tagung SOLAR 2002, 27-38, Gleisdorf 2002. Reinhard HAAS: "Regulatory conditions for Green Power Marketing, Proc. of the 2nd Green Power Marketing conference, St. Moritz, 4. – 6. 9. 2002. Claus HUBER, Reinhard HAAS, Thomas FABER, Gustav RESCH, John GREEN, John TWIDELLl, Walter RUIJGROK, Thomas ERGE: „Promoting renewables: Which instrument is optimal for society? Feed-in tariffs, Tradable Quotas or ...?“, Proc. of the 6th WREC, Köln, 3 – 7. Juli 2002 Reinhard HAAS: „An international evaluation of dissemination Strategies for small grid-connected PV syStems, Proc. of the 6th WREC, Köln, 3 – 7. Juli 2002 Reinhard HASS: „Why liberalisation, privatisation and deregulation will not bring about competition in electricity markets“, 25th International IAEE world conference,26-29 June, Aberdeen 2002. Reinhard HAAS, Hans AUER, Michael STADLER: "Das Ende des Wettbewerbs im westeuropäischen Strommarkt", Tagungsband der Tagung Energieinnovation im liberalisierten Markt, 31.1. – 1. 2. 2002, Graz, Austria. Reinhard HAAS: "Success criteria for dissemination strategies for small grid-connected PV systems", Proceedings of the 17nd European PVSEC conference, Munich 22 - 26 October 2001, published 2002. HUBER Claus, Reinhard HAAS, Thomas FABER, Gustav RESCH: "Optimale Förderung erneuerbarer Energieträger zur Stromerzeugung: Einspeisetarife oder handelbare Quoten?", e&i 119 (6), S. 208-213, 2002. HUBER Claus, Thomas FABER, Reinhard HAAS, Gustav RESCH: "Optimale Gestaltung der Rahmenbedingungen zur Förderung erneuerbarer Energieträger zur Stromerzeugung in Europa", Proceedings und CD-ROM – 7. Symposium Energieinnovation - Energieinnovation

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in Europa, 31 Jänner und 1 Februar 2002, Technische Universität Graz, ÖVE-Schriftenreihe Nr 30, 2002. FABER Thomas, Gustav RESCH, Claus HUBER, Reinhard HAAS: "Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern in Europa – Potentiale & Kosten", Proceedings und CD-ROM – 7. Symposium Energieinnovation - Energieinnovation in Europa, 31. Jänner bis 1. Februar 2002, Technische Universität Graz, ÖVE-Schriftenreihe Nr 30, 2002. RESCH Gustav, Thomas FABER, Reinhard HAAS, Claus HUBER: "Static versus dynamic cost curves for RES-E in EU Member countries", EUROSUN 2002, 24-26 June 2002, Bologna, Italy, 2002. HUBER Claus, Thomas FABER, Reinhard HAAS, Gustav RESCH: "Organising a joint green European electricity market: The Model ElGreen", EUROSUN 2002, 24-26 June 2002, Bologna, Italy, 2002. HUBER Claus, Reinhard HAAS, Thomas FABER, Gustav RESCH, John GREEN, John TWIDELL, Walter RUIJGROK: "Promoting electricity generation from renewables effectively: The Pros and Cons of feed-in tariffs and tradable quotas", 25th International IAEE world conference, 26-29 June 2002, Aberdeen, United Kingdom, 2002. HUBER Claus, Reinhard HAAS, Thomas FABER, Gustav RESCH, John GREEN, John TWIDELL, Walter RUIJGROK: "Promoting renewables: Which instrument is optimal for society? Feed-in tariff or tradable quota?", Proceedings of the 6th WREC, 3-7 July 2002, Cologne, Germany, 2002. RESCH Gustav, Claus HUBER, Assun LOPEZ-POLO: "Dynamischer Ausbau erneuerbarer Energieträger in Österreich - Potenziale, Kosten und Hemmnisse", in Proceedings und CD-ROM – 3. Internationale Energiewirtschaftstagung IEWT03 – die Zukunft der Energiewirtschaft im liberalisieren Markt, 12. bis 14. Februar, Technische Universität Wien, Wien, 2003 (forthcoming). FABER Thomas, HUBER Claus, Reinhard HAAS, Gustav RESCH: "Ausgestaltung optimaler Förderinstrumente zur Forcierung erneuerbarer Energieträger für die Stromerzeugung in Europa", in Proceedings und CD-ROM 3. Internationale Energiewirtschaftstagung IEWT03 – die Zukunft der Energiewirtschaft im liberalisieren Markt, 12. bis 14. Februar 2003, Technische Universität Wien, 2003 (forthcoming). HUBER Claus, Gustav RESCH, Reinhard HAAS und Günther BRAUNER: "Möglichkeiten, Potentiale und Kosten zur Reduktion der Treibhausgas-Emissionen im Bereich der Stromwirtschaft in Österreich (Teil 1), VEÖ Journal 12/2002, S. 31-37, 2002.

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9. Vorträge BRAUNER, G.: Sicherheit der Energieversorgung nach der Liberalisierung. Vortrag beim Fachverband der Elektro- und Elektronikindustrie, Wien, 22. Januar 2002. BRAUNER, G.: „Alternative Konzepte für die Strom- und Wärmeversorgung: Die Brennstoffzelle". Architektenverein-Tagung, 17. und 18. April 2002 in Wien. BRAUNER, G.: Sicherheit der Energieversorgung nach der Liberalisierung – Sind neue Rahmenbedingungen erforderlich? OVE-Tagung: „Energieinnovationen in Europa“, 7. Symposium Energieinnovationen, 31.01.2002 – 01.02.2001, Graz, OVE Schriftenreihe Nr. 30, ISBN 3-85133-027-7. BRAUNER, G.: Versorgungssicherheit im liberalisierten Markt aus österreichischer Sicht. Sicherheit der Erzeugung und Übertragung im liberalisierten Markt. Expertengespräch „Versorgungssicherheit“, VEÖ 21. Mai 2002, Wien. BRAUNER, G.: Sicherheitsbedürfnisse der Kunden. 40. Fachtagung der österreichischen Gesellschaft für Energietechnik, 7. und 8. November 2002, Wien. BRAUNER, G.: Netzanbindung und Ausgleichsenergie für Offshore-Windparks. Paper Nr. 0.15, 6. Deutsche Windenergie Konferenz, 22. - 23. Oktober 2002, Wilhelmshaven. BRAUNER, G., HAIDVOGL, H., LAIER, A.: Netzanbindung von WEA in Übertragungs- und Verteilungsnetzen. Paper Nr. 0.16, 6. Deutsche Windenergie Konferenz, 22. - 23. Oktober 2002, Wilhelmshaven. BRAUNER, G.: Technische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen. World Energy Council Workshop “Windenergie und Biomassepotenziale und deren Nutzung” an der TU Wien, 26. September 2002. BRAUNER, G.:

• „Oberschwingungen“ • „Empfindlichkeit von Niederspannungsverbrauchern gegenüber Voltage Dips“.

AKEI Forum „Power Quality“, Forschungsgemeinschaft für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft, Arbeitskreis Energie und Informationstechnik, 16. – 17. September 2002, Deidesheim. BRAUNER, G.: Wirtschaftliche und Regulatorische Aspekte der Netzanbindung von Windenergieanlagen. AKEI-Forum „Windenergie“, Hannover, Forschungsgemeinschaft für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft, Arbeitskreis Energie und Informationstechnik, 2002. BRAUNER, G.: Versorgungssicherheit im liberalisierten Markt. VEÖ-Fortbildungskurs für Ingenieure, 5. November 2002, Salzburg.

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MAIR, M.: Ermittlung von Blitzstromparametern mit Hilfe von Blitzortungssystemen”. Gastvortrag im Rahmen der Lehrveranstaltung „Ortung atmosphärischer Entladungen“ an der TU Graz, 20. Juni 2002. HEIDENREICH, M. (Vortragender) und MÜLLER, H.: “Dynamic performance indicator – an effective Tool to promote Green Electricity“, 3rd Mediterranean Conference on Power Generation, Transmission, Distribution and Energy Conversion (MED POWER 2002), Athen, Greece, November 2002 HEIDENREICH, M. (Vortragender) und MÜLLER, H.: “Dynamic performance indicator – an effective Tool to promote Solar Electricity“, Int. Conf. on Photovoltaic in Europe – From PV Technology to Energy Solutions, Rome, Italy, October 2002 HEIDENREICH, M.: “Voluntary incentive tools: Status and perspectives for PV“, Arsenal Research/International Energy Agency Int. Symposium “Photovoltaic – Electricity from the Sun”, Vienna, Austria, Sept. 2002 HEIDENREICH, M. (Vortragender) und MÜLLER, H.: “Ein dynamischer Performance-indicator zur Verbreitung von Ökostrom“, 7. ÖVE/TUG Symposium Energieinnovation „Energieinnovation in Europa“, Graz, Austria, Febr. 2002 MÜLLER, H., gemeinsam mit FUCHS, E. und HINTEREGGER, R. (Vortragender): „Stromerzeugungsprognose von Windenergieanlagen mit Neuronalen Netzen“, Int. Conference on Operations Research 2002 (OR’2002), Section 6: Energy, Environment, Universität Klagenfurt, Austria, Sept. 2002 THEIL, G.: Reliability assessment of medium voltage networks with simulation of the restoration process. 14th Power Systems Computation Conference (PSCC), Sevilla/Spain, 2002, June 24-28. HAAS Reinhard: "Strategien zur Forcierung erneuerbarer Energieträger in Österreich", Tagung SOLAR 2002 in Gleisdorf, 17. Oktober 2002. HAAS Reinhard: "On the success of market deployment strategies for small grid-connected PV systems", European PV conference, Rom, 8 October 2002. HAAS Reinhard: "Regulatory conditions for Green Power Marketing, Proc. of the 2nd Green Power Marketing conference, St. Moritz, 5. September 2002. HAAS Reinhard: „Promoting renewables: Which instrument is optimal for society? Feed-in tariffs, Tradable Quotas or ...?“, Proc. of the 6th WREC, Köln, 3 – 7. Juli 2002 HAAS Reinhard: „An international evaluation of dissemination Strategies for small grid-connected PV syStems, Proc. of the 6th WREC, Köln, 3 – 7. Juli 2002 HAAS Reinhard: „Why liberalisation, privatisation and deregulation will not bring about competition in electricity markets“, 25th International IAEE world conference, Aberdeen, 27 June 2002.

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HAAS Reinhard: "Survey on and review of promotion strategies for Renewable Energy in Europe", ENER Forum 3, Budapest, 6. Juni 2002 HAAS Reinhard: "Das Ende des Wettbewerbs im westeuropäischen Strommarkt", Tagung Energieinnovation im liberalisierten Markt, 31.1. – 1. 2. 2002, Graz, Austria. AUER Hans: „Benchmarking und Regulierung von elektrischen Netzbetreibern in liberali-sierten Strommärkten: Grundlagen, internationale Erfahrungen und Anwendung auf Österreich“, Vortrag bei WIENSTROM – Abteilung Regulationsmanagement, 11. April, Wien, Österreich, 2002. AUER Hans: “How to ensure the optimal use of the transmission grid in the European electricity market”, Energy Power Risk Management Conference 2002, 28-29 May, Amsterdam, Netherlands, 2002. AUER Hans: “How to ensure the optimal use of the transmission grid in the European electricity market”, 25st IAEE International Conference: Innovation and Maturity in Energy Markets - Experience and Prospects, June 26-29, Aberdeen, Scotland, 2002. AUER Hans: „Liberalisierung der internationalen Energiemärkte im Vergleich zu Österreich (Elektrizitätswirtschafts- und –organisationsgesetz (ElWOG), insbesondere Erneuerbare Energieträger)”, Gastvortrag an der Fachhochschule Joanneum Research GesmbH – Studiengang Infrastrukturwirtschaft, 18. Oktober 2002, Kapfenberg, Österreich, 2002. AUER Hans: „Erneuerbare Energie, Erzeugung und praktische Anwendung“, Vortrag im Rahmen der Ausbildung zum Energiemanager, Gutwinski Management, 26. November 2002, Hotel Böck, Brunn am Gebirge, Österreich 2002. RESCH Gustav: "Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern in Europa – Potentiale & Kosten", 7. Symposium Energieinnovation - Energieinnovation in Europa, 31. Jänner bis 1. Februar 2002, Technische Universität Graz, 2002. RESCH Gustav: "Static versus dynamic cost curves for RES-E in EU Member countries", EUROSUN 2002, 24-26 June 2002, Bologna, Italy, 2002. RESCH Gustav: "Die volkswirtschaftliche Bedeutung der energetischen Biomasse-Nutzung mit Schwerpunkt Heizenergie", 12. Symposium – Energie aus Biomasse, 20. bis 22. November 2002, Bad Staffelstein, Deutschland, 2002. HUBER Claus: "Optimale Gestaltung der Rahmenbedingungen zur Förderung erneuerbarer Energieträger zur Stromerzeugung in Europa", 7. Symposium Energieinnovation - Energieinnovation in Europa, 31 Jänner und 1 Februar 2002, Technische Universität Graz, 2002. HUBER Claus: "Tradable Green Certificates or Feed-In Tariffs? What is more effective for promoting RES-E? ", 3rd ENER Forum (European Network for Energy Economics Research), 6 June 2002, Hotel Benczúre, Budapest HUBER Claus: "Organising a joint green European electricity market: The Model ElGreen", EUROSUN 2002, 24-26 June 2002, Bologna, Italy

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10. Veranstaltungen/Seminare 4. Führungskräfte-Seminar ‚Liberalisierung der Elektrizitätswirtschaft’ mit den Themen:

• Entwicklung der Energiemärkte der EU • Energie effizienter Nutzen durch Blindleistungskompensation im Hoch-, Mittel- und

Niederspannungsnetz • Versorgungssicherheit im liberalisierten Markt

Seminar für technische Führungskräfte bei Oberhessische Versorgungsbetriebe AG, Friedberg Schulungsheim in Bad Kissingen vom 13. bis 15. März 2002 Seminargestaltung und Leitung: G. BRAUNER World Energy Council Workshop: „Windenergie- und Biomassepotenziale und deren Nutzung“ an der TU Wien, 26. September 2002. Wiss. Tagungsleitung: G. BRAUNER Workshop „Power Quality“ 2. July 2002, Eurelectric, VEÖ, VSE/AES, VDN in Bregenz. Moderation: G. BRAUNER 6. Handelsblatt-Jahrestagung Energiewirtschaft Österreich 2002 „Liberalisierung der Energiemärkte: Ein Jahr Strom – eine Woche Gas! Wo stehen wir – wo geht es hin?“ 8. – 9. Oktober 2001, Hilton Vienna Hotel, Wien Vorsitz und Moderation: G. BRAUNER AKEI Forum „Power Quality“, Forschungsgemeinschaft für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft, Arbeitskreis Energie und Informationstechnik, 16. – 17. September 2002 in Deidesheim. Wiss. Leitung: G. BRAUNER FGH/AKEI Workshop „Windenergie“ am 30. September 2002 bei e.on Hannover Wiss. Tagungsleitung: G. BRAUNER HADRIAN, W.: 5. – 6. März 2002: Österr. Fortbildungsinstitut (ÖFI) Thema: EMV (zwei halbe Tage)

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11. Mitwirkung in Fachgremien BRAUNER, G.: - Österreichisches Nationalkomitee der CIGRE - Österreichisches Nationalkomitee CIRED - Österreichisches Nationalkomitee des Weltenergierates (World Energy Council) - Austrian Association for Energy Economics - OVE, Geschäftsausschuß der ÖGE - Wissenschaftlicher Beirat der Redaktion der e&i - VDI/VDE-GMA "Netzregelung" - FGH Arbeitskreis „Energie und Informationstechnik“ (AKEI) - Wissenschaftlich-industrieller Beirat des Österr. Forschungszentrums „arsenal research“ HADRIAN, W.: - Vorsitzender des Ausschusses Blitzschutz (BL) im Österreichischen Verband für Elektro-

technik (ÖVE) - Vorsitzender des Normenausschusses für Blitzschutz - Präsident des Vereines der Freunde des Elektropathologischen Museums - Mitglied des wissenschaftlichen Komitees der Internationalen Blitzschutzkonferenz (ICLP) - Mitglied des Advisory Committee (EMC Zurich Symposium) MÜLLER, H.: - im Vorstandsrat der Österr. Gesellschaft für Operations Research (ÖGOR) - im Fachausschuss "Informations- und Messtechnik" (IMT) des Verbandes der Elektrizitäts-

unternehmen Österreichs (VEÖ) - im Fachnormenausschuß FNA 093 "Energiewirtschaft" des Österreichischen Normungs-

instituts (ON)

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12. Einrichtungen des Instituts Prüf- und Meßeinrichtungen Meßgeräteausstattung des EMV-Labors * Impulsgeneratoren - Stoßstromgenerator CP 1500 (Haefely): Stoßstromgenerator mit Blitzkurvenform

(1µs/50µs), Scheitelwert des Stromes 30 kA, zum Testen von Blitzschutzmaterialien und Überspannungsableitern, ortsfestes Gerät

- Stoßstromgenerator CP 360 (Haefely): Stoßstromgenerator mit Blitzkurvenform (1µs/50µs), Scheitelwert des Stromes ca. 5 kA, zur Überprüfung von EMV-(Blitzschutz-)Maßnahmen, z.B. Erdungsanlagen in Umspannwerken

- Stoßspannungsgenerator P 12 (Haefely): Stoßspannungsgenerator mit Blitzkurvenform, Scheitelwert der Spannung 12 kV, Überprüfung von Isolationen, Erzeugung von Wander-wellen auf Hochspannungsfreileitungen.

- Impulsgenerator PEMI + Streifenleitung (Haefely): erzeugt in der Streifenleitung ein impulsförmiges elektromagnetisches Feld (Anstiegszeit des Impulses ca. 5 ns), das den NATO-Spezifikationen für den Nuclear Electromagnetic Pulse entspricht, zur Prüfung der Störfestigkeit von Geräten für den Zivilschutz und militärtechnischem Zubehör.

- Störimpulsgenerator P 3 (HFD-Relais Tester, Haefely): Gerät erzeugt abklingende 1 MHz-Schwingung mit Folgefrequenz von 400 Hz (entspricht Störungen die von Trennerschal-tungen hervorgerufen werden), Prüfung von elektronischen Schutzgeräten (z.B. Kurzunter-brechung, Leitungsschutz) nach IEC 255-4

- Burst-Generator (Meßwandlerbau): Gerät erzeugt Störimpulsgruppen mit hoher Wiederhol-frequenz, wie sie beim Schalten induktiver Lasten mit Relais oder mechanischen Schaltern entstehen, Prüfung der Störfestigkeit von Meß- und Steuereinrichtungen nach IEC 801-4, z.B. störsichere Rechnerstrukturen und selbstkorrigierende Programmsysteme

- ESD-Generator SESD 200 (Schlöder) * Netz-Störsimulatoren (Schaffner) - Grundgerät NSG 200E - Einschub NSG 203A: zur Simulation von kurzzeitigen Netzspannungsunterbrechungen bzw.

Netzspannungsschwankungen - Einschub NSG 222A: erzeugt schnelle Störimpulse (Anstiegszeit 5 ns) mit relativ geringer

Energie (Impulsdauer 100 ns), wie sie durch mechanische Schalter, Relais usw. Produziert werden

- Einschub NSG 224A: Gerät erzeugt Störimpulse wie sie durch mechanische Schaltvorgänge induktiver Lasten (Motoren, Wechselrichter usw.) erzeugt werden

* Meßempfänger (Schwarzbeck) - LSME 1530: 10 kHz - 150 kHz - FSME 1515: 80 kHz - 30 MHz - VUME 1520: 25 MHz - 1000 MHz - plus zugehörigen Antennen

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Zur Messung der elektrischen Feldstärke, z.B. Messung der Funkstörungen durch Korona-entladungen, Schirmdämpfungsmessungen von Gebäuden oder Räumen (z.B. Schaltwarten), Messung der Störstrahlung von USV-Anlagen * Leistungsverstärker (ENI): 9 kHz - 250 kHz, ca. 2000 W, zur Speisung von Rahmen-antennen für die Erzeugung von magnetischen Feldern für Schirmdämpfungsmessungen von Gebäuden oder Räumen * Meßgeräte zur Messung magnetischer Felder - Gaußmeter Bell, Modell 640: 0 - 400 Hz, ausschließlich eingesetzt zur Messung von magne-

tischen Gleichfeldern und Gleichfeldschwankungen (d.h. Änderungen des Erdfeldes hervorgerufen durch in der Nähe des Meßortes vorbeiführende Gleichstrombahnen oder vorbeibewegte Eisenmassen, z.B. Eisenbahnwaggons), Gleichfeldschwankungen stellen einen Störfaktor für eine Reihe von elektrophysikalischen Geräten dar (z.B. Elektronenmikroskope)

- Feldmeßgerät COMBINOVA MFM 10: mißt mit 3 zueinander senkrecht stehenden Spulen den Maximalwert der magn. Induktion, Frequenzbereich 10 Hz - 2 kHz, zur Messung der magn. Induktion im Bereich von Hochspannungsfreileitungen und Schaltanlagen und zur Messung von Bildschirmen nach dem schwedischen MPR-Standard

- Feldmeßgerät COMBINOVA MFM 1000: Frequenzbereich 2 kHz – 400 kHz - EmdexC-Exposimeter: Gerät von der Größe einer Kleinbildkamera, mißt in einem vor der

Messung einstellbaren Zeittakt (z.B. alle Sekunden) die Größe der magn. Induktion (mit 3 zueinander senkrecht stehenden Spulen) und speichert diese Meßwerte im internen Speicher ab, nach Beendigung der Messung können diese Meßwerte ausgewertet werden. Trägt eine Person dieses Gerät am Körper, so bekommt man ein Bild welchen magn. Wechselfeldern diese Person ausgesetzt war. (Beispiele: Arbeiter in Schaltanlagen, Menschen in Wohnungen über Verteiltransformatoren)

- Feldspule mit nachgeschaltetem aktiven Entzerrer: Frequenzbereich 10 Hz - 200 kHz * Meßgeräte zur Messung elektrischer Felder - AERITALIA-Sonde TE 307: 10 V/m - 10 kV/m, zur Messung des elektrischen Feldes im

Bereich von Hochspannungsfreileitungen und Schaltanlagen - COMBINOVA EFM 200: zur Messung der elektrostatischen Aufladung von Bildschirmen

und zur Messung von elektrischen Wechselfeldern bis 400 kHz - Feldmühle EFM 251 (Kleinwächter): zur Messung von elektrischen Gleichfeldern * Registriereinrichtungen - 1-Kanalschreiber (Bruel u. Kjaer) - 3-Kanalschreiber SE 430 (ABB Goerz) - 6-Kanalschreiber SE 460 (ABB Goerz) Zusammen mit den Magnetfeldmeßgeräten zur Langzeitaufzeichnung (Stunden, Tage) von Magnetfeldern zur Erfassung des EMV-Klimas.

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Geräteausstattung des Power Quality – Labors: Anfang des Jahres 2001 konnte am Institut ein eigenes Labor für Power Quality eingerichtet werden. Die Geräteausstattung ist bereits sehr umfangreich und findet Anwendung in folgenden Bereichen:

• Lehre: Durchführung des Laborübungsteiles „Versorgungsqualität“ (vormals „Netzrückwirkungen“)

• Forschung im Bereich Spannungsqualität und Versorgungssicherheit • PQ- Dienstleistungen für Netzbetreiber, Industrie und Gewerbe

- Störungsanalyse in Netzen - Analyse der Netzrückwirkungen - Erfassung der Empfindlichkeit elektrischer Geräte und elektronischer Steuerungen - Erfassung der Netzverträglichkeit von dezentralen Erzeugungseinheiten - Planung von Abhilfemaßnahmen

Die Geräteausstattung gliedert sich grundsätzlich in Geräte zur Erzeugung einer unabhängigen, definierten Spannungsversorgung und in Messgeräte zur Erfassung der Versorgungsqualität:

Spannungsversorgungen:

• California Instruments Invertron AC Power Equipment 1503L Spezifikation: einphasig, 0 – 270V 1500 VA, 45Hz – 5kHz Anwendung: Dient zur Messung der Netzrückwirkungen einphasiger Geräte.

• California Instruments Invertron AC Power Equipment 4500L Spezifikation: dreiphasig, 0 – 270V 3*1500VA, 45Hz – 5kHz Ansteuerung über GPIB oder Analogeingang. Ein zugehöriger Industrie- PC ist mit einer DAQ- Karte ausgestattet. Mittels LABVIEW können somit beliebige Signale generiert um über die DAQ- Karte an den Analogeingang der Spannungsversorgung gelegt werden. Anwendung: Dient zur Messung der Netzrückwirkungen und der

Empfindlichkeit ein- und dreiphasiger elektrischer Geräte und elektronischer Steuerungen.

PQ- Messgeräte:

• PQ- Analysator TOPAS 1000: Für den temporären Einsatz in NS, MS und HS- Netzen, Messung aller Parameter der Versorgungsqualität, Normkonforme Messung nach EN 50160 Fernbedienbar

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Besonders geeignet zur Störungsanalyse bezüglich Netzrückwirkungen und zur Aufzeichnung transienter Spannungen.

• PQ- Analysator EURO-QUANT: Für den stationären Einsatz in NS, MS und HS- Netzen, Messung aller Parameter der Versorgungsqualität, Normkonforme Messung nach EN 50160 Fernbedienbar Zeitsynchronisation über DCF77 oder GPS Besonders geeignet zur stationären und reproduzierbaren Aufzeichnung aller Parameter der Versorgungsqualität

• Fluke 39 Power Meter: Einphasige Aufzeichnung der Spannungen, Ströme und Leistungen im Zeit- und Frequenzbereich

• Einige Stück Fluke VR101: Ereignisrecorder zur Aufzeichnung von Voltage Dips, Swells, Unterbrechungen und Transienten in der Spannung, sowie Frequenzabweichungen

Geräteausstattung des Schutzmaßnahmen – Labors: Das Schutzmaßnahmen- Labor ist mit einem Modell eines Hausanschlusses ausgestattet, welcher von einem eigenen Transformator versorgt wird. Damit können somit die meisten Schutzmaßnahmen getestet und ihre Überprüfung veranschaulicht werden. Dafür stehen folgende Prüfgeräte zur Verfügung:

• Installationsprüfgerät UNILAP 100: RCD- Prüfung, Auslösezeitmessung, Isolations- und Schleifenwiderstandsmessung, Drehfeldrichtung, ...

• Isolationsmessgerät UNILAP GEO-X: Störspannungs- und Störfrequenzmessung, Erdungswiderstandsmessung, selektive Erdungswiderstandsmessung mit Stromzange, Widerstands- und Niederohmmessung

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Technische Daten der Anlagen im Großen Hochspannungsraum (CF SO 45): 80 kVA 1-Phasen Hochspannungstransformator (Einstunden Prüfleistung) Urms = 400 kV Uprim = 400 V Imax = 200 mA Iprim = 200 A 18 kJ Stoßspannungsgenerator (sechsstufig) Blitzstoß 1.2 / 50 µs Gleichrichter: Usek = 100 kV Us = 600 kV S = 7.5 kVA Technische Daten der Anlagen im Kleinen Hochspannungsraum (CF SO 61): Bausatz der Fa. Messwandlerbau Bamberg (heute Haefely-Trench MWB GmbH) zur Erzeugung von Wechsel-, Gleich-, Blitzstoß- und Schaltstoßspannung Wechselspannung: 100 kV (5 kVA 1-Phasen Hochspannungstransformator) Gleichspannung: 140 kV (3 kVA) Stoßspannung: 250 kV (1 kVA) Teilentladungsmessung bis ca. 50 kV weiters: Druckluftanlage 10 bar, Vakuum bis ca. 4 Pa, SF6 - Gasaufbereitungsanlage Schering - Messbrücke (Tettex)