Zuverlässigkeitsberechnung

Dieser Abschnitt erklärt, wie Sie eine Zuverlässigkeitsberechnung durchführen, um die Auswirkungen von Ausfällen von Netzelementen auf die Versorgungskontinuität zu beurteilen.

Allgemein

Die Zuverlässigkeitsberechnung führt eine automatisierte stochastische Analyse durch, um kritische Versorgungsunterbrechungen zu erkennen. Sie beruht auf einer Verbindungsanalyse und benötigt keine Lastflussberechnung.

Eingabe

Ausfälle können für folgende Netzelemente modelliert werden:

• Zweige (Leitungen, Anschlüsse, Transformatoren): Ein Ausfall führt zur sofortigen Trennung an der Fehlerstelle, unabhängig von Schaltern oder Schutzeinrichtungen.
• Sammelschienen: Ein Ausfall entspricht dem Ausfall aller angeschlossenen Zweige.
• Schalter: Ein Ausfall wird als Ausfall des Zweigs behandelt, in dem der Schalter eingebaut ist.
• Erzeuger: Ein Ausfall trennt den Erzeuger, beeinflusst aber das übrige Netz nicht.

Zuverlässigkeitsmodelle können in der Komponentenbibliothek bearbeitet und Netzelementen zugewiesen werden. Für Elemente ohne definiertes Modell kann in den Berechnungsoptionen ein Standard festgelegt werden.

Ergebnisse

Folgende Zuverlässigkeitskennzahlen werden für das gesamte Netzmodell berechnet:

• SAIDI [h] System Average Interruption Duration Index: mittlere Unterbrechungsdauer pro Kunde.

• SAIFI [-] System Average Interruption Frequency Index: mittlere Anzahl Unterbrechungen pro Kunde.

• CAIDI [h] Consumer Average Interruption Duration Index: mittlere Unterbrechungsdauer der betroffenen Kunden. $CAIDI=\frac{SAIDI}{SAIFI}$

• CAIFI [-] Consumer Average Interruption Frequency Index: mittlere Anzahl Unterbrechungen pro betroffenem Kunden.

Folgende Kundenergebnisse werden für jede angeschlossene Last und jeden angeschlossenen Erzeuger einzeln angezeigt:

• H [/a]: Unterbrechungshäufigkeit (Ausfälle pro Jahr)
• T [h]: mittlere Unterbrechungsdauer
• Q [h/a]: Nichtverfügbarkeit (Dauer × Häufigkeit)
• W [kWh/a]: nicht gelieferte Energie
• P [kW/a]: nicht gelieferte Leistung

Rechenbeispiel

Schematisches Netzmodell

Last A

Alle Netzelemente zwischen Last A und der Netzeinspeisung sind ideal, deshalb sind alle Werte 0.

Last B

Last B ist vom nicht idealen Transformator betroffen, der zwei Ausfälle von 1h und einen Ausfall von 3h hat.

• $H=2/a+1/a=3/a$
• $T=\frac{2\cdot 1h+1\cdot 3h}{2+1}=1.666h$
• $Q=2\cdot 1h/a+1\cdot 3h/a=5h/a$
• $W=2kW\cdot 5h=10kWh$
• $P=2kW\cdot 3/a=6kWh/a$

Last C

Last C ist vom nicht idealen Transformator und zusätzlich von der nicht idealen Leitung mit einem Ausfall von 4h betroffen.

• $H=2/a+1/a+1/a=4/a$
• $T=\frac{2\cdot 1h+1\cdot 3h+1\cdot 4h}{4}=2.25h$
• $Q=2\cdot 1h/a+1\cdot 3h/a+1\cdot 4h/a=9h/a$
• $W=2kW\cdot 9h=18kWh$
• $P=2kW\cdot 4/a=8kWh/a$

Globale Zuverlässigkeitskennzahlen

• $SAIDI=\frac{1.666h+2.25h}{3}=1.306h$
• $SAIFI=\frac{5h/a+9h/a}{3}=4.667/a$
• $CAIDI=\frac{1.306h}{4.667/a}=0.28h$
• $CAIFI=\frac{5h/a+9h/a}{2}=7h/a$

Dabei gilt:

• N = Gesamtzahl der Kunden
• M = Anzahl betroffener Kunden

Fehlerbehebung

• Leere Ergebnistabelle? Ihr Netz enthält möglicherweise keine (angeschlossenen) Lasten und Erzeuger.

• Alle Werte sind 0? Möglicherweise sind alle Elemente ideal. Abhilfe schafft die Auswahl von Zuverlässigkeitsmodellen für Ihre Netzelemente oder das Festlegen nicht idealer Ersatztypen in den Optionen. Andere mögliche Ursachen: Die Modellnamen stimmen mit keinem Zuverlässigkeitsmodell in der Komponentenbibliothek überein, oder alle Ausfallarten sind in den Optionen deaktiviert.

• Lasten oder Erzeuger fehlen? Möglicherweise gibt es offene Schalter in Ihrem Netzmodell, sodass einige Lasten und Erzeuger nicht mit dem Slack-Knoten verbunden sind. Nur verbundene Lasten und Erzeuger werden ausgewertet.