Verfahren zur Optimierung von Instandhaltungsmaßnahmen für Hochspannungsnetze

Anlässlich der Liberalisierung des Energiemarktes in Deutschland, dem damit einhergehenden „Unbundling“ der bis dahin verbundenen Unternehmensbereiche Erzeugung, Übertragung/Verteilung und Vertrieb und der Einführung einer Anreizregulierung kommt es zu einem ständig steigenden Kostendruck auf Seiten der Netzbetreiber. Diese werden aufgrund der behördlichen Vorgaben mit zum Teil entgegenstehenden Zielvorgaben konfrontiert. So werden die Netzbetreiber durch die Anreizregulierungsverordnung (ARegV) dazu verpflichtet, ihr Netz technisch so zuverlässig wie möglich zu führen. Sie müssen jedoch gleichzeitig ihre jährlichen Kosten senken, um weiterhin Erlöse zu erwirtschaften. Infolge dieser durch den Gesetzgeber neu geschaffenen Vorschriften verschiebt sich das Interesse des Asset-Managements der Netzbetreiber hin zu einer möglichst effizienten Netzführung. Ziel des Asset-Managements ist es, eine optimale Strategie zu entwickeln, die die Instandhaltung, die Erneuerung und die Netzzuverlässigkeit gleichermaßen betrachtet.

Abgeleitet aus diesen Pflichten beschäftigt sich diese Arbeit mit der Entwicklung von Berechnungsalgorithmen für eine kostenoptimale Instandhaltungsstrategie ausge-wählter Betriebsmittel von 110-kV-Übertragungs- und Verteilnetzen. Ziel der Ansätze ist, nicht nur einzelne Betriebsmittelgruppen zu betrachten, sondern eine Optimierung über das Gesamtnetz durchzuführen. Zum Lösen dieser Aufgabenstellung wurden drei in ihrer Herangehensweise unterschiedliche Verfahren analysiert. Der Life-Cycle-Cost Ansatz erfasst die betriebsmittelspezifischen Kosten und bietet die Möglichkeit, die Kostentreiber innerhalb des Netzes darzustellen. Der Lösungsansatz unter Zuhilfenahme des Rucksackproblems entwickelt für das Asset-Management unter Berücksichtigung einer strikten Budgetvorgabe jährliche Handlungsempfehlungen für jedes einzelne Betriebsmittel. Er ist aufgrund des erhöhten Rechenaufwandes nur für kleine Netzgebiete geeignet. Der Ansatz mit Hilfe der Spieltheorie ist in der Lage, ohne eine Budgetlimitierung ein pareto-effizientes Ergebnis für die Eingangsparameter Instandhaltung, Erneuerung und Netzzuverlässigkeit zu finden und ist aufgrund seines effektiven Rechenalgorithmus auch für große Netzgebiete geeignet.

Die drei vorgestellten Verfahren zeigen bei Anwendung auf ein 110-kV-Teilnetz eines deutschen Netzbetreibers, dass sie gut geeignet sind, die Anforderungen eines modernen Asset-Managements zu erfüllen.