Inhalt

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   Vorwort
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   Inhaltsverzeichnis
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  1 Einleitung
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   1.1 Hintergrund
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   1.2 Stand der Wissenschaft und Einordnung der Arbeit
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   1.3 Ziel und Aufbau der Arbeit
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  2 Grundlagen der Zuverlässigkeitsberechnung
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   2.1 Aufbau der Zuverlässigkeitsberechnung
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   2.2 Ausfallmodelle
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  2.3 Berechnungsverfahren
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  2.3.1 Analytische Verfahren
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   2.3.1.1 Netzwerkanalyse
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   2.3.1.2 Zustandsraumverfahren
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   2.3.2 Netzzustandsanalyse
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   2.3.3 Wiederversorgungsprozess
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   2.4 Kraftwerksmodell
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   2.5 Zuverlässigkeitskenngrößen
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  3 Anforderungen an die Zuverlässigkeitsberechnung von Offshore-Windparks
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   3.1 Aufbau und Betriebsweise von Offshore-Windparks
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   3.1.1 Windparknetz
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   3.1.2 Windenergieanlage
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   3.1.3 Netzschutzsystem
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   3.1.4 Betriebsführung und -überwachung
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   3.2 Analyse des Störungsgeschehens in Offshore-Windparks
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   3.2.1 Störungsgeschehen im Offshore-Windparknetz
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   3.2.2 Störungsgeschehen in Windenergieanlagen
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   3.3 Spezifika der Zuverlässigkeitsberechnung im Offshore-Bereich
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   3.4 Anpassungsbedarf der Zuverlässigkeitsmodelle
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  4 Modellbildung von Offshore-Windparks
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  4.1 Zuverlässigkeitskenngrößen für Windparks
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   4.1.1 Überblick der definierten Kenngrößen
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  4.1.2 Unterbrechung der Einspeisung
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   4.1.2.1 Unterbrechungshäufigkeit der Einspeisung
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   4.1.2.2 Unterbrechungsdauer der Einspeisung
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   4.1.2.3 Nichtverfügbarkeit der Einspeisung
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   4.1.2.4 Unterbrochene Einspeiseleistung
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   4.1.2.5 Nicht einspeisbare Energie
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   4.1.2.6 Entgangene Einspeisevergütung
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  4.1.3 Regelung der Einspeisung
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   4.1.3.1 Regelungshäufigkeit der Einspeisung
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   4.1.3.2 Regelungsdauer der Einspeisung
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   4.1.3.3 Nichtverfügbarkeit durch die Regelung der Einspeisung
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   4.1.3.4 Reduzierte Einspeiseleistung durch die Regelung
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   4.1.3.5 Nicht einspeisbare Energie durch die Regelung
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   4.1.3.6 Entgangene Einspeisevergütung durch die Regelung
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   4.1.4 Summenkenngrößen
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  4.2 Zustandsmodell der Windenergieanlage
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   4.2.1 Komponenten der Windenergieanlage
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   4.2.2 Beschreibung der Modellebenen
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   4.2.2.1 Ebene der Hauptkomponenten (Ebene 1)
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  4.2.2.2 Ebene der Subkomponenten (Ebene 2)
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   Tragestruktur-Komponente
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   Rotorsystem
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   Blattverstellungssystem (Pitch-Regelung):
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   1. Hydraulische Blattverstellung
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   2. Elektrische Blattverstellung
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   Elektrik
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   Windnachführungssystem
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   Triebstrang
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   Getriebe
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   Sensor- und Regelungseinheiten
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   Generator
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   Weitere Hauptkomponenten
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   4.2.2.3 Ebene des Gesamtsystems (Ebene 0)
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  4.2.3 Das Vier-Zustands-Modell für Windenergieanlagen
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   4.2.3.1 Aggregation der Modellierungsebenen
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   4.2.3.2 Berücksichtigung geplanter Instandhaltung
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   4.2.3.3 Gesamtmodell auf Ebene 0
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  4.2.4 Modellbildung konkreter Windenergieanlagen
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   4.2.4.1 Ergebnisse Hauptkomponenten (1. Ebene)
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   4.2.4.2 Ergebnisse Gesamtmodell (0. Ebene)
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  4.3 Modellbildung von Wettereinflüssen
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   4.3.1 Zugänglichkeit
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   4.3.2 Einspeiseleistung
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   4.3.3 Auswirkung des Wettermodells auf die Zuverlässigkeitsberechnung
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  4.4 Leistungsregelung der Windenergieanlagen bei Ausfällen
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   4.4.1 Allgemeines
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   4.4.1.1 Manuelle Leistungsregelung
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   4.4.1.2 Automatische Leistungsregelung
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   4.4.2 Modellbildung in der Zuverlässigkeitsberechnung
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   5 Kenndaten zur Zuverlässigkeitsberechnung von Offshore-Windparks
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   5.1 Kenndaten für Windenergieanlagen
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   5.2 Kenndaten für Windparknetze
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  6 Realitätsgerechte Zuverlässigkeitsberechnung von Offshore-Windparks
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  6.1 Auswirkung verbesserter Modellbildung
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   6.1.1 Leistungsregelungsmodell
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   6.1.2 Wettermodell
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   6.1.3 Einflüsse der Dauerlinien
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  6.1.4 Zuverlässigkeitsmodell der Windenergieanlagen
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   6.1.4.1 Ergebnisse des „Vier-Zustands-Modells“
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  6.2 Realistische Offshore-Windparknetze
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   6.2.1 Beschreibung der Windparknetze
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   6.2.2 Vergleich der Netzkonzepte ohne Windenergieanlagen
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   6.2.2.1 Ergebnisse der beiden Basisvarianten
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   6.2.2.2 Ergebnisse der Planungsvarianten
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   6.2.3 Berücksichtigung unterschiedlicher Windenergieanlagen-Konzepte
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   6.2.4 Monetäre Bewertung der Planungsvarianten
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   6.2.5 Wesentliche Erkenntnisse
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   7 Zusammenfassung und Ausblick
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   8 English Summary
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   9 Literaturverzeichnis
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  10 Formelzeichen, Indizes und Abkürzungen
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   10.1 Formelzeichen
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   10.2 Indizes
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   10.3 Abkürzungen
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  11 Anhang
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   11.1 Weitere Modelle auf der Subkomponentenebene
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   11.2 Berechnungsformel der 1. und 2. Ebene
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   11.3 Berechnungsformel des Vier-Zustandsmodells
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   11.4 Beispielnetz 1
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   11.5 Beispielnetz 2
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  11.6 Zuverlässigkeitskenndaten von Offshore-Windparks
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   11.6.1 Zuverlässigkeitskenndaten für das Netz
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   11.6.2 Zuverlässigkeitskenndaten für Windenergieanlagenkomponenten
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   11.6.3 Zuverlässigkeitskenndaten für die 0. Ebene (inklusiv Wettermodell)
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   11.7 Betriebsmittelkosten für Offshore-Windparks