Betreiber von Gastransportnetzen sind aufgrund der Anreizregulierung und der Liberalisierung der europäischen Energiemärkte einem starken Kostendruck ausgesetzt. Unsicherheiten bezüglich künftiger Entwicklungen in der Gasnachfrage und dem Einsatz neuer Technologien stellen gleichzeitig große Herausforderungen an den Netzplaner. Um unter diesen Umständen auch künftig Erlöse erwirtschaften zu können, sind effiziente Transportnetze unerlässlich. Bei der Planung von Gastransportnetzen sind die Netzstruktur und die Dimensionierung der Betriebsmittel aber der Netzbetrieb zu beachten. Zwischen Netzplanung und Netzbetrieb besteht eine Wechselwirkung bezüglich der Netzkosten, da eine Erhöhung der Leitungskosten durch größere Leitungsquerschnitte verringerte Antriebsenergiekosten der Verdichter ermöglicht und umgekehrt. Das Ziel dieser Arbeit besteht daher darin, ein Optimierungsverfahren zur Planung langfristig kosteneffizienter Gastransportnetze unter Berücksichtigung der Wechselwirkung von Investitions- und Betriebskosten zu entwickeln. Zur Entwicklung eines mathematischen Modells von Gastransportnetzen werden zunächst die relevanten Betriebsmittel analysiert sowie die Wirkungszusammenhänge im Netzplanungsprozess untersucht. Ergebnisse dieser Analyse sind Modelle der Gaseinspeisungen und -abnahmen, Rohrleitungen, Verdichter- und Druckreglerstationen sowie deren strömungstechnische Verknüpfung. In der Netzplanung sind technische Restriktionen zu beachten, wie z. B. minimale und maximale Drücke, maximale Strömungsgeschwindigkeiten, minimale und maximale Volumenströme sowie maximale Verdichtungsverhältnisse. Das entwickelte Optimierungsverfahren basiert auf einer zweistufigen Heuristik, in der in einer äußeren Optimierungsstufe, die optimale Dimensionierung der Betriebsmittel und die Positionierung der Verdichterstandorte berechnet wird. Die Bestimmung des optimalen Einsatzes der vorhandenen Verdichter erfolgt in einer inneren Optimierungsstufe. Die Bewertungsfunktion der äußeren Optimierungsstufe schließt die in der inneren Stufe errechneten Verdichterantriebsenergiekosten ein, so dass die beschriebenen Wechselwirkungen zwischen Investitions- und Betriebskosten berücksichtigt werden. Die Praxistauglichkeit und die Plausibilität des gewählten Ansatzes werden in exemplarischen Untersuchungen belegt. Dabei werden drei Szenarien mit unterschiedlichen Transportaufgaben und Kostenzusammensetzungen untersucht. Es liegt somit ein neuartiges Planungswerkzeug vor, mit dem kosteneffiziente Gastransportnetze ermittelt werden können. Der Einsatz dieses Werkzeugs erstreckt sich auf die Ableitung von Planungsgrundsätzen, der Zielnetzplanung oder dem regulatorischen Einsatz in der Effizienzwertbestimmung von Gastransportnetzen.


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    Titel :

    Grundsatzplanung von Gastransportnetzen


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2013


    Format / Umfang :

    111 Seiten, Bilder, Tabellen, 58 Quellen



    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch