Life-Cycle-Cost-Analysis of selected electrical equipment in the supergrid of the Amprion GmbHs  

Masterarbeit

Beendet: 2011-12-06
Von: Stefan Ludwig
Betreuer:

• Prof. Dr.-Ing. Markus Gehnen, TFH / Wissenschaftsbereich Elektro- und Informationstechnik

• Dipl.-Ing. Thomas Klickermann, Amprion GmbH

Die Liberalisierung des deutschen Strommarktes und die infolge der Anreizregulierung neuartige wettbewerbs-orientierte Marktsituation üben enormen Kostendruck auf die inländischen Transportnetzbetreiber aus. Unter diesen Voraussetzungen gewinnen Life-Cycle-Cost-Betrachtungen in der Elektrizitätswirtschaft zunehmend an Bedeutung. Gegenstand dieser Arbeit ist es, ein umfassendes, anwendungsorientiertes Life-Cycle-Cost-Modell für Leistungsschalter, Trennschalter und Wandler zu gestalten. Zu dem Zweck werden ein statisches und ein dynmisches LCC-Modell entwickelt. Eingangsgrößen für das jeweilige Modell sind technische Nutzungsdauer, Störungsrate, Betriebskosten und Instandhaltungszyklen eines Betriebsmittels. Neben den Lebenszykluskosten und der Vorteilhaftigkeit von Investitionen kann mit der dynamischen LCC-Methode die optimale wirtschaftliche Nutzungsdauer eines Betriebsmittels bestimmt werden. Mit Hilfe eines betriebsmittelbezogenen Mengengerüstes ist darüber hinaus eine optimierte Budgetplanung möglich. Im Zuge von Erneuerungsplanungen kann so ein optimaler Erneuerungszeitpunkt festgesetzt werden. Die Untersuchungen zeigen, dass die Störungskosten eine signifikante Kostengröße bei Ermittlung der wirtschaftlichen Nutzungsdauer eines Betriebsmittels darstellen.  

Abstract:

The liberation of the german electricity market and the new competitive market that arised by reason of incentive based regulation,impose enormous pressure upon the transmission operator. Given these conditions, life-cycle-cost-analysis becomes more and more important in the electrical industry. The aim of this master thesis is to develop a comprehensive, application-oriented life-cycle-cost-model in order to analyse the optimal economic lifetime of a circuit-breaker, disconnector and measuring transformer. Thus, both a static and dynamic model will be developed. Input parameters of each model are physical life, failure frequency, operating costs and the maintenance cycle of an utility. In addition to the life cycle costs and the advantages of an investment, the optimal economic replacement time of a resource can be determined by using the LCC-model. With the help of a utility-related quantity structure it is moreover possible to generate an optimized budget planning. Thereby, as part of the renewal planning, an optimal replacement time can be fixed. The analysis shows that failure costs represent a significant cost factor in determining the economic lifetime of an utility.