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KOBRA - Dokumentenserver der Universität Kassel  → Fachbereiche  → FB 16 Elektrotechnik / Informatik  → Institut für Elektrische Energietechnik / Rationelle Energiewandlung  → Dissertationen 

Please use this identifier to cite or link to this item: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:34-2006121816377

Title: Angepasste Kommunikationssysteme für den effizienten Einsatz in dezentralen elektrischen Versorgungsstrukturen
Authors: Schlebusch, Volker
???metadata.dc.subject.swd???: Dezentrale EnergieversorgungElektrizitätsversorgungTelekommunikationKommunikationstechnikDatenaustausch
???metadata.dc.subject.ddc???: 620 - Ingenieurwissenschaften (Engineering and allied operations)
Issue Date: 18-Dec-2006
Abstract: Angepasste Kommunikationssysteme für den effizienten Einsatz in dezentralen elektrischen Versorgungsstrukturen - In öffentlichen Elektrizitätsnetzen wird der Informationsaustausch seit längerem durch historisch gewachsene und angepasste Systeme erfolgreich bewerkstelligt. Basierend auf einem weiten Erfahrungsspektrum und einer gut ausgebauten Kommunikationsinfrastruktur stellt die informationstechnische Anbindung eines Teilnehmers im öffentlichen Versorgungsnetz primär kein Hemmnis dar. Anders gestaltet sich dagegen die Situation in dezentralen Versorgungsstrukturen. Da die Elektrifizierung von dezentralen Versorgungsgebieten, mittels der Vernetzung vieler verteilter Erzeugungsanlagen und des Aufbaus von nicht an das öffentliche Elektrizitätsnetz angeschlossenen Verteilnetzen (Minigrids), erst in den letzten Jahren an Popularität gewonnen hat, sind nur wenige Projekte bis dato abgeschlossen. Für die informationstechnische Anbindung von Teilnehmern in diesen Strukturen bedeutet dies, dass nur in einem sehr begrenzten Umfang auf Erfahrungswerte bei der Systemauswahl zurückgegriffen werden kann. Im Rahmen der Dissertation ist deshalb ein Entscheidungsfindungsprozess (Leitfaden für die Systemauswahl) entwickelt worden, der neben einem direkten Vergleich von Kommunikationssystemen basierend auf abgeleiteten Bewertungskriterien und Typen, der Reduktion des Vergleichs auf zwei Systemwerte (relativer Erwartungsnutzenzuwachs und Gesamtkostenzuwachs), die Wahl eines geeigneten Kommunikationssystems für die Applikation in dezentralen elektrischen Versorgungsstrukturen ermöglicht. In Anlehnung an die klassische Entscheidungstheorie werden mit der Berechnung eines Erwartungsnutzens je Kommunikationssystems, aus der Gesamtsumme der Einzelprodukte der Nutzwerte und der Gewichtungsfaktor je System, sowohl die technischen Parameter und applikationsspezifischen Aspekte, als auch die subjektiven Bewertungen zu einem Wert vereint. Mit der Ermittlung der jährlich erforderlichen Gesamtaufwendungen für ein Kommunikationssystem bzw. für die anvisierten Kommunikationsaufgaben, in Abhängigkeit der Applikation wird neben dem ermittelten Erwartungsnutzen des Systems, ein weiterer Entscheidungsparameter für die Systemauswahl bereitgestellt. Die anschließende Wahl geeigneter Bezugsgrößen erlaubt die Entscheidungsfindung bzgl. der zur Auswahl stehenden Systeme auf einen Vergleich mit einem Bezugssystem zurückzuführen. Hierbei sind nicht die absoluten Differenzen des Erwartungsnutzen bzw. des jährlichen Gesamtaufwandes von Interesse, sondern vielmehr wie sich das entsprechende System gegenüber dem Normal (Bezugssystem) darstellt. Das heißt, der relative Zuwachs des Erwartungsnutzen bzw. der Gesamtkosten eines jeden Systems ist die entscheidende Kenngröße für die Systemauswahl. Mit dem Eintrag der berechneten relativen Erwartungsnutzen- und Gesamtkostenzuwächse in eine neu entwickelte 4-Quadranten-Matrix kann unter Berücksichtigung der Lage der korrespondierenden Wertepaare eine einfache (grafische) Entscheidung bzgl. der Wahl des für die Applikation optimalsten Kommunikationssystems erfolgen. Eine exemplarisch durchgeführte Systemauswahl, basierend auf den Analyseergebnissen von Kommunikationssystemen für den Einsatz in dezentralen elektrischen Versorgungsstrukturen, veranschaulicht und verifiziert die Handhabung des entwickelten Konzeptes. Die abschließende Realisierung, Modifikation und Test des zuvor ausgewählten Distribution Line Carrier Systems unterstreicht des Weiteren die Effizienz des entwickelten Entscheidungsfindungsprozesses. Dem Entscheidungsträger für die Systemauswahl wird insgesamt ein Werkzeug zur Verfügung gestellt, das eine einfache und praktikable Entscheidungsfindung erlaubt. Mit dem entwickelten Konzept ist erstmals eine ganzheitliche Betrachtung unter Berücksichtigung sowohl der technischen und applikationsspezifischen, als auch der ökonomischen Aspekte und Randbedingungen möglich, wobei das Entscheidungsfindungskonzept nicht nur auf die Systemfindung für dezentrale elektrische Energieversorgungsstrukturen begrenzt ist, sondern auch bei entsprechender Modifikation der Anforderungen, Systemkenngrößen etc. auf andere Applikationsanwendungen übertragen werden.Adapted communication systems for the efficient use in decentralized electrical supply structures - In the public power grid the information exchange is successfully managed for a long time by a historically grown and adapted systems. Based on a far spectrum of experience and a well-developed communication infrastructure the technical connection of a participant (subscriber) in the public power grid represents primarily no obstacle, whereas the situation in decentralized electrical supply structures differs from this. Due to the fact that the electrification of peripheral, rural areas performed by the interconnection of distributed energy resources and the local installation of small distribution networks (mingrids) has been gained in importance since a short time, only a few number of projects has been completed till now. Therefore the selection of a communication system for the interconnection of the corresponding participants is based only on a limited amount of experience. Within the scope of the thesis a new decision-making process was developed (manual for the selection of system), that enables apart from a direct comparison of communication systems based on evaluation criteria and types, the reduction of the comparison on two specific system values (relative increase of the expected utility and relative increase of the total costs), finally the choice of a suitable communication system for an application in decentralized electrical supply structures. Following the classic decision theory the calculation of the expected utility for each communication system (total sum of the individual products of the utility values and the weighting factor) makes it feasible to join the technical parameters, the application-specific aspects as well the subjective evaluations to one value. With the determination of the total annually expenditures for a communication system and/or for the focused tasks a further decision parameter is made available for the system selection apart from the expected utility. The subsequent choice of suitable scale types enables to attribute the decision making of the selectable systems to a comparison with a reference system. In this connexion not the absolute differences of the expected utilities and the total annually expenditures respectively are in the focus of interest, but how the corresponding system acts against the normal (reference system). This means that the relative increase of the expected utility and the relative increase of the total costs are the crucial characteristics for the system selection. With the chart of the calculated relative increase of the expected utility and the total costs into a new developed 4-quadrant-matrix it is now possible to select the optimal communication system for the application with regards to the position of the corresponding coordinates. The exemplary accomplished selection of a communication system based on the results of analysis regarding communication systems for the use in decentralized electrical supply structures, demonstrates and verifies the simple handling of the developed concept. The subsequent realization, modification and test of the afore selected Distribution Line Carrier System highlighted furthermore the efficiency of the developed decision-making process. Altogether a new tool is provided to the decision maker that enables a simple and a feasible decision-making. It is the first time that an holistic view is established considering technical, application-specific and economic aspects as well as boundary conditions, whereas the decision-making process concept is not limited to the system selection for decentralized electrical supply structures. With an appropriate modification of the requirements, the characteristics, etc. it can be used for other applications.
URI: urn:nbn:de:hebis:34-2006121816377
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