Elektrische Energieversorgung 2 - Energie- und Elektrizitätswirtschaft, Kraftwerktechnik, alternative Stromerzeugung, Dynamik, Regelung und Stabilität, Betriebsplanung und -führung

Vorwort

Vorwort zur 1. Auflage

Inhaltsverzeichnis

TEIL I Energiewirtschaft, Elektrizitätswirtschaft

1 Energiewirtschaft und Klimawandel

1.1 Grundbegriffe, geschichtlicher Rückblick

1.2 Verfügbarkeit der Primärenergie

1.3 Energiebedarf, allgemeine Grundlagen

I .5 Weltweiter Energieverbrauch

1.6 Zukünftige Entwicklung des Weltenergiebedarfs

1.7 CO2- Emissionen und Klimaschutz

2 Wirtschaftlichkeitsberechnungen

2.1 lnvestitionsrechnung, Diskontierungsverfahren

2.2 Kosten der Energie

3 Elektrizitätswirtschaft, Liberalisierung

3.1 Verbrauch elektrischer Energie

3.2 Deckung des Elektrizitätsbedarfs

3.3 Wasserkraftwerke

3.4 Thermische Kraftwerke

3.5 Wettbewerb im Elektrizitätssektor

3.6 Strompreisgestaltung

3.7 Funktionsweise liberalisierter Elektrizitätsmärkte

3.8 Risikomanagement in der Elektrizitätswirtschaft

TEIL II Kraftwerktechnik Energieumwandlung

4 Wasserkraftwerke

4.1 Hydrologische Planungsgrundlagen

4.2 Laufkraftwerke

4.3 Speicherkraftwerke

4.4 Wasserturbinen

4.5 Dynamik

5 Thermische Kraftwerke, Wärmepumpe

5.1 Dampfkraftprozess

5.2 Gasturbinenprozess

5.3 Kombiprozesse

5.4 Wärme-Kraft-Kopplung

5.5 Fossilgefeuerte Dampfkraftwerke

5.6 Kernkraftwerke

5.7 Kraftwerke mit kombiniertem Gas- und Dampfprozess

5.8 Kraftwerksleittechnik

5.9 Die Wärmepumpe

TEIL III Alternative Stromerzeugung

6 Wind kraftwerke

6.1 Die kinetische Energie des Windes

6.2 Windradtypen und ihre Leistung

6.3 Horizontalachsige Windrotoren

6.4 Moderne horizontalachsige Windturbinen

6.5 Andere Windradtypen

6.6 Betrieb und Regelung, Auslegung

7 Photovoltaik

7.1 Physikalische Grundlagen, photoelektrischer Effekt

7.2 Photovoltaischer Effekt, Photostrom

7.3 Solarzelle, Gesamtwirkungsgrad

7.4 Die Sonne als Energiequelle

7.5 Systemtechnik

8 Brennstoffzellen

8.1 Aufbau und Typen

8.2 Prinzip und Modell

8.3 Brennstoffzellen für stationäre Anwendungen

9 Kernfusion

9.1 Grundlagen des Fusionsprozesses

9.2 Der Fusionsreaktor

9.3 Stand und Perspektiven der Kernfusion

TEIL IV Regelung und Stabilität des Energieversorgungsnetzes

10 Modellierung und Simulation

10.1 Generatormodelle und sonstige Einspeisungen

10.2 Lastmodelle

10.3 Netzdarstellung

10.4 Simulationsprogramme

11 Drehzahl- und Frequenzleistungsregelung

11.1 Primärregelung

11.2 Frequenzregelung im lnselnetz

11.3 Frequenzleistungsregelung im Verbund

12 Synchronisierung und Polradwinkelstabilität

12.1 Synchrongruppe am starren Netz

12.2 Dynamik der kleinen Störungen

12.3 Verhalten bei großen Störungen

12.4 Modellierung mit subsynchronen Schwingungen

12.5 Transiente Analyse von Mehrmaschinensystemen

12.6 Lineare Analyse von Mehrmaschinensystemen

12.7 Polradwinkelstabilität und ihre Analyse in der Praxis des Netzbetriebs

13 Spannungsregelung und Spannungsstabilität

13.1 Erregersysteme und Spannungsregelung der SM

13.2 Regelung von Stufentransformatoren

13.3 Geregelte Kompensationsanlagen

13.4 Statische Spannungsstabilität der SM

13.5 Statische Spannungsstabilität im vermaschten Netz

13.6 Dynamik

Teil V Betriebsplanung und -führung

14 Betriebsplanung

14.1 Mikroökonomische Grundlagen

14.2 Betriebsoptimierung eines vertikal integrierten Energieversorgungsunternehmens

14.3 Betriebsoptimierung bei Wettbewerb

15 FACTS-Elemente

15.1 Übersicht

15.2 Technologie

15.3 Aufbau und stationäres Betriebsverhalten

15.4 Modellierung für die Effektivwertsimulation

15.5 Einsatzortbestimmung

15.6 Verbesserung der transienten Stabilität

15.7 Verbesserung der Versorgungsqualität

16 Leit- und Informationstechnik

16.1 Überblick

16.2 Feld- und Stationsleittechnik

16.3 Phasenwinkelmessungen

16.4 Fernwirktechnik

17 Netzleittechnik für elektrische Energienetze

17.1 Marktumfeld, Anforderungen an die Netzleittechnik

17.2 Systemkonzeption für Netzleitsysteme

17.3 Systemarchitektur

17.4 Domänen- und Funktionsüberblick

17.5 Bedien- und Anwendungsfunktionen

17.6 Daten-Management

17.7 Systemkonfigurationen

17.8 Systemübergreifender Workflow

17.9 Systemintegrationskonzepte

17.10 Ausblick

ANHANG

Anhang I Thermodynamik

1.1 Grundbegriffe

1.2 Kreisprozesse

1.3 Teilprozesse

1.4 Technische Kreisprozesse

Anhang ll Kernphysikalische Grundlagen

II.1 Aufbau des Atoms und Bindungsenergie

II.2 lsotope

II.3 Radioaktivität

II.4 Kernreaktionen

II.5 Wirkungsquerschnitt und Reaktionsrate

II.6 Die Kernspaltung

Anhang III Dynamik und Regelungstechnik

III.1 Darstellung linearer Systeme

III.2 Stabilität

III.3 Kopplung linearer Teilsysteme

III.4 Modale Analyse

III.5 Netzdarstellung für höhere Frequenzen

III.6 Elementare lineare Regelungstechnik

Anhang IV Berechnung der Blindleistungen im Rahmen der linearen Analyse von Mehrmaschinensystemen

IV. l Blindleistungsabgabe der Generatoren

IV.2 Lineare Analyse des Mehrmaschinensystems

Anhang V Optimierung

V. l Lagrange-Verfahren

V. 2 Optimaler Leistungsfluss ( OPF)

Anhang VI Gamma- Funktion

Anhang VII Lösung der Aufgaben

Aufgabe 4.1

Aufgabe 4.2

Aufgabe 6.1

Aufgabe 6.2

Anhang Vlll Mollier-Diagramm, Kältemittel

Literaturverzeichnis

Sachverzeichnis