Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Im vergangenen Berichtszeitraum wurde der Projektplan modifiziert. Da die zweite PhD-Stelle nicht besetzt worden ist, hätte eine Einschränkung der Projektziele parallel zur Einschränkung der Projektmittel erfolgen müssen. Dies wurde durch die Modifikation des Projektplanes verhindert. Das Projekt wird nun am Ende des Jahres 2010 beendet und die Erfüllung aller Projektziele kann somit angestrebt werden.
Der Stand der Projektarbeit stimmt mit dem aktuellen Zeitplan (Tab.A1) überein. Im Einzelnen ist der Stand:
- Die Projektvorbereitungen wurden schon im vorletzten Berichtszeitraum abgeschlossen.
- Die Modellierung des Stromnetzes ist abgeschlossen und ist weit reichender und physikalisch realistischer als ursprünglich vorgesehen. Das gesamt UCTE-Netz wurde modelliert.
- Die Adaption eines vorhandenen, etablierten Modells der Erdbebengefährdung wurde 2008 abgeschlossen.
- Die Entwicklung von Versagens- bzw. Schadensfunktionen für den Erdbebenfall wurde 2008 abgeschlossen. Eine Aktualisierung konkreter Funktionen erfolgte aber im vergangenen Berichtszeitraum aufgrund verbesserter Daten und Quellenlage.
- Die Modellierung von Schadensfunktionen für Sturm ist in Arbeit.
- Eine Adaption eines Sturmmodells in die Risikomodellierung kann nicht durchgeführt werden da einfach kein zugängliches Modell existiert. Für ein eignes Sturmmodell wurden die grundsätzlichen statistischen Ansätze entwickelt. Das konkrete Modell für die Schweiz ist in Arbeit.
- Ergebnisse für das Erdbebenrisiko des Schweizer Übertragungsnetzes und für ein ICT-Netz liegen vor.
- Verschiedene statistische Modellierungen und Untersuchungen für die Versagensfunktionen und für Netzwerke wurden durchgeführt.
- Die Modellierung der Interaktion ist in Arbeit.
Hervorzuheben ist, dass trotz unvorhergesehener Schwierigkeiten wie das Fehlen adaptierbarer Modelle die Projektziele weitgehend erfüllt werden. Die größten Schwierigkeiten in der weiteren Realisierung des Projekts stellen voraussichtlich das Fehlen von Informationen und Daten der ICT-Netze und das Fehlen praktikabler Interaktionsmodelle dar.
Erste Publikationen werden in Zusammenarbeit mit anderen Mitgliedern des LSA erstellt.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
ETH Zürich, Institut für Energietechnik, Laboratorium für Sicherheitsanalytik
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Raschke,Mathias
Zugehörige Dokumente
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Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
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The project is in process with extensive conformance with the project plan. The hazard model for earthquakes was adopted. Damage and failure functions for earthquakes and methods for their estimation were developed and adopted. The modelling of the transportation grid of Switzerland is lagging because the PhD vacancy has been filled late. In contrast to this the modelling of a communication grid under consideration of earthquake risk is more advanced than planed. Failure of nodes and lines were simulated already. Basic approaches of interaction between different grids were researched, theoretical investigations are carrying out. Possibilities of concrete modelling of interactions can not be assessed completely. A reduction of goals of the project caused by the vacant, second PhD position can not be defined already. It will be related to the modelling of weather catastrophes and communication grids because information and data needed for the research are only partly available.
First scientific results are new approaches for statistical modelling of failure and damage functions and a first estimation of the earthquake risk of the SWITCH grid.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
ETH Zürich, Institut für Energietechnik, Laboratorium für Sicherheitsanalytik
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Raschke,Mathias
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Ziel des durchgeführten Projektes war, das Risiko des Schweizer Stromübertragungsnetzes und von Netzen der Informations- und Kommunikationstechnik (ICT) aus großflächigen Naturereignissen wie Erdbeben und Sturm wissenschaftlich zu modellieren und zu schätzen. Das generelle Projektziel, die Quantifizierung des Risikos von Infrastrukturnetzen, wurde erreicht. Die wichtigsten Teilleistungen sind:
- Adaption des Erdbebengefährdungsmodells des Schweizer Erdbebendienstes,
- Neuentwicklung eines probabilistischen Ansatzes für ein Wintersturmmodell in Europa und dessen Umsetzung in ein Wintersturmmodell für die Schweiz,
- Modellierung eines ICT-Netzes,
- Modellierung des gesamten ENTSO-E Übertragungsnetzes für den Stromfluss und den Schweizer Teil bezüglich der direkten Ausfälle aus Wintersturm und Erdbeben,
- Simulation von Schadensereignissen und Schätzung der jeweiligen Risiken.
Aus wissenschaftlicher Sicht stellen diese Modellierungen eine Weiterentwicklunghinsichtlich der Realitätsnähe, dem Detaillierungsgrad sowie in der Anwendung probabilistischer Methoden dar. Die wichtigsten praktischen Erkenntnisse sind:
- Die empfindlichsten Elemente im Übertragungsnetz bezüglich Erdbeben sind die Transformatoren.
- Das Erdbebenrisiko des Schweizer Übertragungsnetzes ist relativ gering, ein Ausfall eines Netzelementes (Leitung, Transformator) ereignet sich nach einer konservativen Schätzung etwa alle 100 Jahre.
- Größere Ausfälle, die zur Isolation von Unterwerken führen würden, was als regionaler Versorgungsausfall interpretiert werden kann, ereignen sich etwa alle 500 Jahre (konservative Schätzung).
- Verglichen damit ist das Wintersturmrisiko des Schweizer Übertragungsnetzes größer bezüglich Ereignisse, bei denen nur wenige Netzelemente versagen.
- Sehr seltene Schadensereignisse mit einer großen Anzahl von ausgefallenen Elementen werden eher durch Erdbeben als durch Winterstürme verursacht.
- Sicherheitsabschaltung von Kernkraftwerken im Erdbebenfall: Wenn ein Block im Durchschnitt alle 475 Jahre aufgrund eines Erdbebens am Standort heruntergefahren würde, dann würden in etwa 50% dieser Fälle ein oder mehrere weitere Blöcke ebenfalls heruntergefahren werden.
- Eine einfache Übertragung der Ergebnisse auf die Verteilernetze ist problematisch.
Das geschätzte Risiko für die betrachteten Netze steht nicht im Widerspruch zu den Beobachtungen in den vergangenen Jahrzehnten.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
ETH Zürich, Institut für Energietechnik, Laboratorium für Sicherheitsanalytik
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Raschke,Mathias
Zugehörige Dokumente
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