Modellierung des typspezifischen Störungsaufkommens von Hochspannungs-Schaltgeräten

Steigender Kostendruck durch regulatorische Vorgaben, Veränderungen in der Erzeugungsstruktur sowie alternde Betriebsmittel und stark dynamische Belastungen stellen die aktuellen Herausforderungen der Netzbetreiber dar. Die Minimierung der Gesamtkosten bei gleichzeitig hoher Versorgungsqualität ist das Ziel der Netzbetreiber. Ein entscheidender Aspekt in diesem Optimierungsprozess ist die bestmögliche Auslastung der Betriebsmittel. Umfangreiches Wissen über deren typspezifisches Verhalten bei gegebener Netzbelastung und Instandhaltungsaktivität ist eine wesentliche Voraussetzung hierfür. Die Modellierung des typspezifischen Störungsaufkommens von Hochspannungs-Leistungsschaltern ist Gegenstand dieser Arbeit. Aufbauend auf einer umfangreichen Datenbasis zum Schaden- und Störungsgeschehen sowie empirischen Erkenntnissen wird zunächst das altersabhängige Störungsaufkommen bei Ist-Instandhaltung modelliert und auf repräsentative Leistungsschalter-Typen angewendet. Es zeigt sich hierbei, dass die entwickelten typspezifischen Alterungsmodelle deutliche Vorteile gegenüber allgemeinen „Badewannen-Charakteristika“ aufweisen. Das entwickelte m2M-Modell (minor to Major failure) ermöglicht anschließend die Abbildung des Zusammenhangs zwischen Störungsaufkommen und Instandhaltungsaktivität. Dieses Modell beschreibt unter Verwendung eines wahrscheinlichkeitstheoretischen Ansatzes die Entwicklung eines Schadens zu einer späteren Störung (m2M). Dabei wird davon ausgegangen, dass die im Rahmen von Instandhaltungsmaßnahmen entdeckten Schäden durch einen virtuellen Verzug einer Instandhaltungsmaßnahme nicht behoben werden und sich somit in der Folgezeit zu einer Störung entwickeln können. Das aus einer reduzierten Instandhaltung resultierende Gesamtstörungsaufkommen ergibt sich dabei durch Überlagerung des Störungsgeschehens bei Ist-Instandhaltung mit den zusätzlichen prognostizierten Störungen als Folge einer veränderten Instandhaltungsstrategie. Dieser Modellierungsansatz ermöglicht damit eine Prognose eines betriebsmittelscharfen Störungsaufkommens bei modifizierter Instandhaltungsaktivität. Damit gelang es erstmals, typspezifische Prognosemodelle für das Störungsaufkommen von Hochspannungs-Leistungsschaltern zu entwickeln.