TY - THES

T1 - Stromverbrauchs-Prognosemodelle für die Hüttenindustrie mit dem Ziel der Ausgleichsenergiemengenreduktion

AU - Ecker, Fabian Esteban

N1 - gesperrt bis null

PY - 2013

Y1 - 2013

N2 - Ziel der vorliegenden Arbeit ist es die Strom-Bezugsstruktur der einzelnen Betriebe der voestalpine am Standort Donawitz zu analysieren. Die Erkenntnisse daraus sollen dazu verwendet werden, die Haupt-Ausgleichsenergiemengentreiber zu identifizieren und neue Berechnungsmodelle zu entwickeln, die dazu beitragen sollen die Ausgleichsenergiekosten zu reduzieren. Des Weiteren soll zum Abschluss der Arbeit ein Tool programmiert werden, welches auf einfache und benutzerfreundliche Art und Weise die Fahrplanerstellung unterstützen und weitestgehend automatisch durchführen kann. Als Ausgangsbasis wurden zunächst die Grundlagen des liberalisierten österreichischen Strommarktes mit Berücksichtigung der Novellen vom Jänner 2012, mit Fokus auf den Umgang mit Regel- und Ausgleichsenergie, erarbeitet. Ein zweiter Schwerpunkt liegt bei der Fahrplanerstellung und der Beschreibung möglicher Konzepte diese möglichst genau und effizient durchzuführen. Im Rahmen der betrieblichen Analysen zum Thema Bezugsstrukturen und Ausgleichsenergie wird der Standort in die relevanten Hauptverbraucher aufgegliedert und detailliert besondere Merkmale des Strombezugs untersucht. Es folgt eine Beschreibung der verfügbaren Produktions- und Stromzählerdaten sowie eine Bewertung der Datenqualität. Im Zuge dessen werden sowohl Plandaten als auch historische Daten behandelt und bewertet. Im Anschluss werden, auf derselben Gliederung nach Hauptverbrauchern aufbauend, Korrelationen zwischen den verfügbaren Datensätzen gesucht. Dazu werden einfache statistische Methoden, Prozesswissen von Mitarbeitern und Prozessaufzeichnungen verwendet. Aus den ermittelten Zusammenhängen werden Berechnungsmodelle abgeleitet, mit dem Ziel die Prognosegenauigkeit der Strombezüge zu steigern. Alle in der Arbeit erwähnten Genauigkeitsgewinne beziehen sich auf eine rollierende Tagesplanung. Neben der Genauigkeitsoptimierung war es ebenfalls Ziel der Arbeit die Berechnungsmodelle möglichst einfach und leicht verständlich zu gestalten um Änderungen und Anpassungen ohne großen Arbeitsaufwand und Einarbeitungszeit durchführen zu können. Im Bereich des Hochofens und des Stahlwerks konnten große Genauigkeitsgewinne von 50 und 70 Prozent erzielt werden. Beim Gesamtbezug ist im Rahmen einer automatischen Planung ohne Benutzereingriff eine Verbesserung von rund 10-15 Prozent zu erwarten. Da in diesem Vergleich jedoch der automatisch generierte neue Fahrplan gegen den manuell korrigierten, mit allen verfügbaren Zusatzinformationen versorgten, herkömmlichen Fahrplan angetreten ist, ist die tatsächlich mögliche Einsparung schwer zu bewerten und fällt wahrscheinlich höher aus. Eine signifikante Verbesserung geht auch, von dem in Visual Basic programmierten Microsoft Excel Programm aus, welches aus den Produktionsprogrammen automatisch einen Fahrplanvorschlag generiert und diesen bereits im richtigen Format für den Versand ausgibt. Des Weiteren sind manuelle Korrekturen auf einfachste Weise möglich und es gibt die Option Fahrpläne für den Soll-Ist Vergleich am Folgetag zu speichern und automatisch grafisch auszuwerten. Die Auswertung erfolgt für jeden der Hauptverbraucher separat und für den Gesamtbezug um dem Mitarbeiter die Möglichkeit zu geben den Grund einer möglichen Abweichung rasch identifizieren zu können. So wird der Mitarbeiter in eine ständige Feedbackschleife zur Fahrplangenauigkeit eingebunden, ohne selbst Auswertungen durchführen zu müssen. Zum Abschluss folgt ein Ausblick auf mögliche Potentiale und Verbesserungsvorschläge im Hinblick auf Methoden und Instrumente sowie auf betriebliches Qualitäts- und Informationsmanagement.

AB - Ziel der vorliegenden Arbeit ist es die Strom-Bezugsstruktur der einzelnen Betriebe der voestalpine am Standort Donawitz zu analysieren. Die Erkenntnisse daraus sollen dazu verwendet werden, die Haupt-Ausgleichsenergiemengentreiber zu identifizieren und neue Berechnungsmodelle zu entwickeln, die dazu beitragen sollen die Ausgleichsenergiekosten zu reduzieren. Des Weiteren soll zum Abschluss der Arbeit ein Tool programmiert werden, welches auf einfache und benutzerfreundliche Art und Weise die Fahrplanerstellung unterstützen und weitestgehend automatisch durchführen kann. Als Ausgangsbasis wurden zunächst die Grundlagen des liberalisierten österreichischen Strommarktes mit Berücksichtigung der Novellen vom Jänner 2012, mit Fokus auf den Umgang mit Regel- und Ausgleichsenergie, erarbeitet. Ein zweiter Schwerpunkt liegt bei der Fahrplanerstellung und der Beschreibung möglicher Konzepte diese möglichst genau und effizient durchzuführen. Im Rahmen der betrieblichen Analysen zum Thema Bezugsstrukturen und Ausgleichsenergie wird der Standort in die relevanten Hauptverbraucher aufgegliedert und detailliert besondere Merkmale des Strombezugs untersucht. Es folgt eine Beschreibung der verfügbaren Produktions- und Stromzählerdaten sowie eine Bewertung der Datenqualität. Im Zuge dessen werden sowohl Plandaten als auch historische Daten behandelt und bewertet. Im Anschluss werden, auf derselben Gliederung nach Hauptverbrauchern aufbauend, Korrelationen zwischen den verfügbaren Datensätzen gesucht. Dazu werden einfache statistische Methoden, Prozesswissen von Mitarbeitern und Prozessaufzeichnungen verwendet. Aus den ermittelten Zusammenhängen werden Berechnungsmodelle abgeleitet, mit dem Ziel die Prognosegenauigkeit der Strombezüge zu steigern. Alle in der Arbeit erwähnten Genauigkeitsgewinne beziehen sich auf eine rollierende Tagesplanung. Neben der Genauigkeitsoptimierung war es ebenfalls Ziel der Arbeit die Berechnungsmodelle möglichst einfach und leicht verständlich zu gestalten um Änderungen und Anpassungen ohne großen Arbeitsaufwand und Einarbeitungszeit durchführen zu können. Im Bereich des Hochofens und des Stahlwerks konnten große Genauigkeitsgewinne von 50 und 70 Prozent erzielt werden. Beim Gesamtbezug ist im Rahmen einer automatischen Planung ohne Benutzereingriff eine Verbesserung von rund 10-15 Prozent zu erwarten. Da in diesem Vergleich jedoch der automatisch generierte neue Fahrplan gegen den manuell korrigierten, mit allen verfügbaren Zusatzinformationen versorgten, herkömmlichen Fahrplan angetreten ist, ist die tatsächlich mögliche Einsparung schwer zu bewerten und fällt wahrscheinlich höher aus. Eine signifikante Verbesserung geht auch, von dem in Visual Basic programmierten Microsoft Excel Programm aus, welches aus den Produktionsprogrammen automatisch einen Fahrplanvorschlag generiert und diesen bereits im richtigen Format für den Versand ausgibt. Des Weiteren sind manuelle Korrekturen auf einfachste Weise möglich und es gibt die Option Fahrpläne für den Soll-Ist Vergleich am Folgetag zu speichern und automatisch grafisch auszuwerten. Die Auswertung erfolgt für jeden der Hauptverbraucher separat und für den Gesamtbezug um dem Mitarbeiter die Möglichkeit zu geben den Grund einer möglichen Abweichung rasch identifizieren zu können. So wird der Mitarbeiter in eine ständige Feedbackschleife zur Fahrplangenauigkeit eingebunden, ohne selbst Auswertungen durchführen zu müssen. Zum Abschluss folgt ein Ausblick auf mögliche Potentiale und Verbesserungsvorschläge im Hinblick auf Methoden und Instrumente sowie auf betriebliches Qualitäts- und Informationsmanagement.

KW - balancing energy

KW - energy demand forecasts

KW - demand forecasts

KW - steel industry

KW - Ausgleichsenergie

KW - Regelenergie

KW - Fahrpläne

KW - Stromverbrauchsprognosen

KW - Hüttenindustrie

M3 - Masterarbeit

ER -