Kontrollkarten zur Alarmgebung in Stromnetzen
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Date
2018
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Abstract
Die Dissertation Kontrollkarten zur Alarmgebung in Stromnetzen entstand im Rahmen
einer von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Forschergruppe mit dem
Schwerpunkt Schutz- und Leitsysteme zur zuverlässigen und sicheren elektrischen Energieübertragung (FOR 1511). Durch den Verfasser wurde die Möglichkeit einer automatisierbaren
Überwachung eines elektrischen Energienetzes mittels statistischer Prozesskontrolle
untersucht. Dazu standen Aufzeichnungen der Netzfrequenz aus fünf europäischen Orten
zur Verfügung.
Wie sich herausstellte, können die vorliegenden Frequenz-Daten nicht mittels Standard-
Methoden wie Mittelwert- oder Urwertkarten überwacht werden: Diese führen zu unpraktikabel
großen Raten falscher Alarme. Diese Problematik resultiert aus multiplen Annahmeverletzungen
der Kontrollkarten-Technik: Die Frequenzwerte sind sowohl hochgradig
autokorreliert als auch untereinander stark abhängig. Außerdem entstammen die Daten
keiner bekannten statistischen Verteilung und unterliegen ständigen Regelungsprozessen.
Zur Abhilfe wurden verschiedene bekannte Verfahren aus dem der Statistischen Prozesskontrolle
in Betracht gezogen, jedoch in keinem Fall eine zufriedenstellende Qualität
erreicht. Folglich werden Ansätze für neue Varianten diskutiert. Vorgeschlagen wird schließlich die Nutzung eines gleitenden Mittelwertes von absoluten Differenzen als Kontrollkarten-
Statistik. Zudem wird eine Symmetrisierung der absoluten Differenzen verwendet und
damit die Konvergenzgeschwindikgeit der Mittelwerte (ZGWS) erhöht.
Zum Vergleich der Konvergenzgeschwindigkeiten zweier Verfahren oder Parametereinstellungen
wird ein Messmittel zur Beurteilung der Nähe eines Datenvektors zur Familie
der Normalverteilung benötigt. Da hier keine allgemein gute Methodik bekannt ist, wurden
neun Metriken und Teststatistiken bezüglich ihrer zugrunde liegenden Ideen und Eigenschaften
sowie durch eine Simulationsstudie verglichen.
Schließlich erfolgt die Anwendung der Methodik auf stellvertretende Beispiele von Stromausfällen.
Description
Table of contents
Keywords
Kontrollkarten, Statistische Prozesskontrolle, Annahmeverletzung