Optimaler Verbundbetrieb in der elektrischen Energieversorgung

1. Einleitung.- 1.1. Bedeutung des Verbundbetriebs.- 1.2. Planung und optimaler Betrieb der Energieversorgung.- 2. Thermischer Verbundbetrieb.- 2.1. Kostenkurven thermischer Kraftwerke.- 2.1.1. Allgemeine Zusammenhänge.- 2.1.2. Abhängigkeit der Kostenkurven von der Betriebsart.- 2.1.3. Kostenkurven von Dampfsammelschienenkraftwerken.- 2.1.4. Kostenkurven bei Wärme-Kraft-Kupplung.- 2.2. Notwendige Bedingungen für das Minimum der Absolutkostensumme.- 2.2.1. Absolutkostenminimum ohne Berücksichtigung der Netzverluste.- 2.2.1.1. Berücksichtigung der Intervallgrenzen für Pi nach Kuhn und Tucker.- 2.2.1.2. Ermittlung von ? bei gegebener Verbraucherleistung PL durch Binärsuche.- 2.2.2. Absolutkostenminimum mit Berücksichtigung der Netzverluste.- 2.2.2.1. Bedeutung der Faktoren ui, vi, wi und ?; Zuwachskostenintegral.- 2.2.2.2. Kosten für den Transport von Leistung durch ein Netz.- 2.2.3. Ein Newton-Verfahren zur Auflösung der Optimierungsgleichungen.- 2.2.4. Berechnung der differentiellen Verluste aus den Netz- und Lastflußdaten.- 2.3. Hinreichende Bedingungen für ein Kostenminimum.- 2.3.1. Allgemeine Formulierung.- 2.3.2. Hinreichende Bedingung unter Vernachlässigung der Netzverluste.- 2.3.3. Verhalten von ? mit veränderlicher Abnehmersummenleistung.- 2.3.4. Beispiel.- 2.4. Berechnung des optimalen Verbundbetriebs unter Berücksichtigung von physikalischen Grenzbedingungen aus dem Lastfluß; Methode von Carpentier.- 2.4.1. Festlegung der Nebenbedingungen.- 2.4.2. Zielfunktion und Aufstellung der Lagrange-Funktion.- 2.4.3. Die notwendigen Bedingungen.- 2.4.4. Bedeutung der Dualvariablen.- 2.4.5. Auflösung der Gleichungen.- 2.5. Eine Formel für Wirk-und Blindverluste.- 2.5.1. Berechnung der Stromverteilung im Netz.- 2.5.2. Berechnung der Leistungsverluste.- 2.6. Notwendige Bedingungen für ein Kostenoptimum unter Berücksichtigung der Blindleistungseinspeisungen.- 2.7. Berechnung der optimalen thermischen Lastverteilung mit Hilfe des Dynamic Programming.- 2.7.1. Berechnung ohne Berücksichtigung der Netzverluste.- 2.7.2. Nachträgliche Berücksichtigung der Netzverluste.- 3. Der hydrothermische Verbundbetrieb.- 3.1. Aufgabenstellung.- 3.2. Der hydrothermische Verbundbetrieb mit Speicherwasserkraftwerken.- 3.2.1. Bemerkungen zur geordneten Belastungsdauerlinie.- 3.3. Berechnung des hydrothermischen Verbundbetriebs mit Hilfe von Gradientenverfahren.- 3.3.1. Aufgabenstellung.- 3.3.2. Berechnung des Gradienten der Kostenfläche.- 3.3.3. Aufteüung in hydraulische und thermische Optimierung und Elimination der Lagrange-Multiplikatoren.- 3.3.4. Ermittlung optimaler Schrittlängen.- 3.3.5. Berücksichtigung der Bereichseinschränkungen.- 3.4. Wasserverbrauchskurven von Wasserkraftwerken.- 3.5. Optimale Maschinenauswahl für den Betrieb (Unit commitment).- 3.6. Optimierung des hydrothermischen Verbundbetriebs mit Hilfe der dynamischen Programmierung.- 3.6.1. Lösung bei festen Anfangs-und Endpunkten.- 3.6.2. Anwendung eines zyklischen Dynamic-Programming-Algorithmus für den hydrothermischen Verbundbetrieb.- 3.6.3. Iteratives Dynamic-Programming.- 3.6.4. Optimaler Einsatz mehrerer Wasserkraftwerke.- 4. Sicherheit der Energieversorgung.- 4.1. Allgemeines.- 4.2. Definition der Ausfallraten.- 4.3. Berechnung der Ausfallwahrscheinlichkeit.- 4.4. Berücksichtigung des Selbstregeleffekts.- 4.5. Beispiele.- 4.5.1. Modellsysteme.- 4.5.2. Wahrscheinlichkeit von Simultanausfällen.- 4.5.3. Netzlastschätzfehler und Selbstregeleffekt.- 4.5.4. Einfluß der Blockgröße.- 4.5.5. Bestimmung der Reserveleistung.- 4.5.6. Versorgungszuverlässigkeit einzelner Netzknotenpunkte.- 5. Energieausbauplanung.- 5.1. Energieträger, Kraftwerke, Entwicklungen.- 5.2. Wartungs-und Revisionspläne.- 5.3. Arbeitskostenberechnung.- 5.4. Prinzip der Ausbauplanung.- 6. Anhang.- 6.1. Extrema.- 6.1.1. Funktion mit einer Veränderlichen ohne Nebenbedingungen.- 6.1.2. Extrema für Funktionen mit mehreren Veränderlichen ohne Nebenbedingungen.- 6.1.3. Extrema mit Nebenbedingungen in Gleichungsform; Lagrange-Multiplikatoren.- 6.2. Beispiele.- 6.3. Konvexe Mengen und Funktionen.- 6.3.1. Arithmetische Mittel.- 6.3.2. Konvexe Mengen.- 6.3.3. Konvexe Funktionen.- 6.3.3.1. Charakterisierung konvexer Funktionen durch die Differentialrechnung.- 6.4. Extremalaufgaben mit Nebenbedingungen in Ungleichungsform; Methode von Kuhn und Tucker.- 6.5. Variationsrechnung.- 6.5.1. Notwendige Bedingungen; Euler-Lagrangesche Differentialgleichung.- 6.5.2. Gleichungs- und Differentialgleichungs-Nebenbedingungen.- 6.5.3. Integralnebenbedingungen.- 6.6. Gradientenverfahren.- 6.7. Dynamic Programming.- 6.8. Matrizen.- 6.8.1. Die Dreiecksfaktorisierung von Banachiewicz und das direkte Auflösen linearer Gleichungssysteme.- 6.8.2. Die Eigenwerte hermitescher Matrizen; hermitesche Formen.- Bücher.- Einzelarbeiten und Zeitschriftenaufsätze.