Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Review of the Risk Management at a Distribution System Operator
KTH, School of Electrical Engineering (EES), Electromagnetic Engineering.ORCID iD: 0000-0001-6882-3642
Fortum Distribution, Karlstad, Sweden.
Fortum Distribution, Karlstad, Sweden.
KTH, School of Electrical Engineering (EES), Electromagnetic Engineering.ORCID iD: 0000-0003-4763-9429
2008 (English)In: 2008 10TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON PROBABILISTIC METHODS APPLIED TO POWER SYSTEMS, IEEE , 2008, 90-97 p.Conference paper, Published paper (Refereed)
Abstract [en]

Sweden was re-regulated in 1996 followed by new laws and regulations. These new circumstances have become incentives to adopt more comprehensive and quantitative analysis methods applied on Electrical Distribution Systems (EDS). This paper provides a systematic presentation of the current risk management at a Distribution System Operator (DSO) as an integrated part of the net planning process. The description is complemented by an example and an evaluation including ideas of future developments. Furthermore, the paper gives a definition on the risk concept; investigates how different incentives affect the risk management; describes and discusses similarities and differences between voltage levels. The main objective is to support DSOs in the work of developing risk management and to give academic reference material to utilize industry experience.

Place, publisher, year, edition, pages
IEEE , 2008. 90-97 p.
Keyword [en]
Distribution System, Maintenance Management, Project Planning, Regulation, Reliability Analysis, Risk Analysis, Risk Management, Risk Methods
National Category
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-8307ISI: 000271680900013Scopus ID: 2-s2.0-70349122518ISBN: 978-1-934325-21-6 (print)OAI: oai:DiVA.org:kth-8307DiVA: diva2:13593
Conference
10th International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems, Rincon, PR, MAY 25-29, 2008
Note
QC 20101125Available from: 2012-02-03 Created: 2008-04-30 Last updated: 2012-02-03Bibliographically approved
In thesis
1. On Risk Management of Electrical Distribution Systems and the Impact of Regulations
Open this publication in new window or tab >>On Risk Management of Electrical Distribution Systems and the Impact of Regulations
2008 (English)Licentiate thesis, comprehensive summary (Other scientific)
Abstract [en]

The Swedish electricity market was de-regulated in 1996, followed by new laws and a new regulation applied to the natural monopolies of electrical distribution systems (EDS). These circumstances have motivated distribution systems operators (DSOs) to introduce more comprehensive analysis methods. The laws, the regulation and additional incentives have been investigated within this work and results from this study can be valuable when developing risk methods or other quantitative methods applied to EDS. This tendency is not unique for Sweden, the results from a comparative study of customer outage compensation laws between Sweden and UK is for example included.

As a part of investigating these incentives, studies of the Swedish regulation of customer network tariffs have been performed which provide valuable learning when developing regulation models in different countries. The Swedish regulatory model, referred to as the Network Performance Assessment Model (NPAM), was created for one of the first de-regulated electricity markets in the world and has a unique and novel approach. For the first time, an overall presentation of the NPAM has been performed including description of the underlying theory as a part of this work. However, the model has been met by difficulties and the future usage of the model is uncertain. Furthermore, the robustness of the NPAM has been evaluated in two studies with the main conclusion that the NPAM is sensitive toward small variations in input data. Results from these studies are explained theoretically investigating algorithms of the NPAM.

A pre-study of a project on developing international test systems is presented and this ongoing project aims to be a useful input when developing risk methods. An application study is included with the approach to systematically describe the overall risk management process at a DSO including an evaluation and ideas of future developments. The main objective is to support DSOs in the development of risk management, and to give academic reference material to utilize industry experience. An idea of a risk management classification has been concluded from this application study. The study provides an input to the final objective of a quantitative risk method.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: KTH, 2008. vii, 60 p.
Series
Trita-EE, ISSN 1653-5146 ; 2008:023
Keyword
Electrical Distribution System, Maintenance Management, Project Planning, Regulation, Reliability Analysis, Reliability Centred Maintenance (RCM), Reliability Centered Asset Management (RCAM), Risk Analysis, Risk Management, Risk Methods, the Network Performance Assessment Model (NPAM)
National Category
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-4717 (URN)978-91-7178-954-9 (ISBN)
Presentation
2008-05-15, H1, Teknikringen 33, Teknikringen 33, Stockholm, 14:00
Opponent
Supervisors
Note
QC 20101125Available from: 2008-04-30 Created: 2008-04-30 Last updated: 2010-11-25Bibliographically approved
2. On Incentives affecting Risk and Asset Management of Power Distribution
Open this publication in new window or tab >>On Incentives affecting Risk and Asset Management of Power Distribution
2011 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

The introduction of performance based tariff regulations along with higher media and political pressure have increased the need for well-performed risk and asset management applied to electric power distribution systems (DS), which is an infrastructure considered as a natural monopoly. Compared to other technical systems, DS have special characteristics which are important to consider. The Swedish regulation of DS tariffs between 1996 and 2012 is described together with complementary laws such as customer compensation for long outages. The regulator’s rule is to provide incentives for cost efficient operation with acceptable reliability and reasonable tariff levels. Another difficult task for the regulator is to settle the complexity, i.e. the balance between considering many details and the manageability. Two performed studies of the former regulatory model, included in this thesis, were part of the criticism that led to its fall. Furthermore, based on results from a project included here, initiated by the regulator to review a model to judge effectible costs, the regulator changed some initial plans concerning the upcoming regulation.

 

A classification of the risk management divided into separate categories is proposed partly based on a study investigating investment planning and risk management at a distribution system operator (DSO). A vulnerability analysis method using quantitative reliability analyses is introduced aimed to indicate how available resources could be better utilized and to evaluate whether additional security should be deployed for certain forecasted events. To evaluate the method, an application study has been performed based on hourly weather measurements and detailed failure reports over eight years for two DS. Months, weekdays and hours have been compared and the vulnerability of several weather phenomena has been evaluated. Of the weather phenomena studied, heavy snowfall and strong winds significantly affect the reliability, while frost, rain and snow depth have low or no impact. The main conclusion is that there is a need to implement new, more advanced, analysis methods. The thesis also provides a statistical validation method and introduces a new category of reliability indices, RT.

Abstract [sv]

Distribution av elektricitet är att betrakta som ett naturligt monopol och är med stor sannolikhet det moderna samhällets viktigaste infrastruktur – och dess betydelse förutspås öka ytterligare i takt med implementering av teknik ämnad att minska mänsklighetens klimatpåverkan. I Sverige finns det fler än 150 elnätsbolag, vilka är av varierande storleksordning och med helt olika ägarstrukturer. Tidigare var handel med elektricitet integrerat i elnätsbolagens verksamhet, men 1996 avreglerades denna; infrastruktur för överföring separerades från produktion och handel. Införandet av kvalitetsreglering av elnätstariffer under början av 2000-talet och hårdare lagar om bland annat kundavbrottsersättning samt politiskt- och medialt tryck har givit incitament till kostnadseffektivitet med bibehållen god leveranskvalitet. En viktig aspekt är att eldistribution har, jämfört med andra infrastrukturer, flera speciella egenskaper som måste beaktas, vilket beskrives i avhandlingens första del tillsammans med introduktion av risk- och tillförlitlighetsteori samt ekonomisk teori.  Två studier som kan ha bidragit till den förra regleringens fall och en studie vars resultat ändrat reglermyndighetens initiala idé avseende modell för att beräkna påverkbara kostnader i kommande förhandsreglering från 2012 är inkluderade.

 

Av staten utsedd myndighet övervakar att kunder erbjudes elnätsanslutning och att tjänsten uppfyller kvalitetskrav samt att tariffnivåerna är skäliga och icke diskriminerande. Traditionellt har elnätsföretag mer eller mindre haft tillåtelse till intäkter motsvarande samtliga omkostnader och skälig vinst, så kallad självkostnadsprissättning. Under slutet av 1990-talet började ansvarig myndighet emellertid arbeta mot en reglering av intäktsram som även beaktar kostnadseffektivitet och kundkvalitet. Vid utformande av en sådan reglering måste svåra avvägningar göras. Exempelvis bör elnätsföretags objektiva förutsättningar, såsom terräng och kunder, tas i beaktning samtidigt som modellen bör vara lätthanterlig och konsekvent. Myndigheten ansåg ingen existerande reglermodell vara lämplig att anpassa till svenska förhållanden, så en ny modell utvecklades: Nätnyttomodellen (NNM). För 2003 års tariffer användes denna och beslut om krav på återbetalning till berörda elnätskunder togs, vilka överklagades. En utdragen juridisk process inleddes, där modellen kritiserades hårt av branschen på flera punkter. Två, i avhandlingen inkluderade studier, underbyggde kritisk argumentation mot NNM. Beslut i första instans (Länsrätt) hade inte tagits 2008 då parterna kom överens avseende år 2003-2007. Ett EU-direktiv tvingar Sverige att gå över till förhandsreglering, och i stället för att modifiera NNM och fortsätta strida juridiskt för den, togs beslut att ta fram en helt ny modell. Nätföretagens tillåtna intäktsram kommer förenklat grunda sig på elnätsföretagens kapitalkostnader och löpande kostnader. Därtill, utifrån hur effektivt och med vilken kvalitet nätföretagen bedrivit sin verksamhet, kan tillåten intäktsram justeras.

 

En systematisk beskrivning av ett elnätsföretags nuvarande riskhantering och investeringsstrategier för olika spänningsnivåer tillhandahålles med syfte att stödja elnätsföretag i utvecklandet av riskhantering och att ge akademiskt referensmaterial baserat på branscherfarenhet. En klassificering av riskhantering uppdelat i olika kategorier och en sårbarhetsanalysmetod samt en ny tillförlitlighetsindexkategori (RT) föreslås i avhandlingen, delvis baserat på genomförd studie. Sårbarhetsanalysens övergripande idé är att identifiera och utvärdera möjliga systemtillstånd med hjälp av kvantitativa tillförlitlighetsanalyser. Målet är att detta skall vara ett verktyg för att nyttja tillgängliga resurser effektivare, t.ex. förebyggande underhåll och semesterplanering samt för att bedöma om förebyggande åtgärder baserat på väderprognoser vore lämpligt. RT är en flexibel kategori av mått på sannolikhet för kundavbrott ≥T timmar, vilket exempelvis är användbart för analys av kundavbrottsersättningslagars påverkan; sådana har exempelvis införts i Sverige och UK under 2000-talet. En statistisk valideringsmetod av tillförlitlighetsindex har tagits fram för att uppskatta statistisk osäkerhet som funktion av antal mätdata ett tillförlitlighetsindexvärde är baseras på.

 

För att utvärdera introducerad sårbarhetsanalysmetod har en studie utförts baserat på timvisa väderdata och detaljerad avbrottsstatistik avseende åtta år för två olika eldistributionsnät i Sverige. Månader, veckodagar och timmar har jämförts vars resultat exempelvis kan användas för fördelning av resurser mer effektivt över tid. Sårbarhet med avseende på olika väderfenomen har utvärderats. Av de studerade väderfenomen är det blott ymnigt snöfall och hårda vindar, särskilt i kombination, som signifikant påverkar eldistributionssystems tillförlitlighet. Andra studier har visat på sårbarhet även för blixtnedslag (som ej fanns med som parameter i avhandlingen inkluderad studie). Temperatur (t.ex. inverkan av frost), regn och snödjup har således försumbar påverkan. Korrelationsstudier har utförts vilket bland annat visar på ett nästan linjärt samband i Sverige mellan temperatur och elförbrukning, vilket indirekt indikerar att även elförbrukning har försumbar påverkan på leveranskvalitet. Slutligen föreslås ett analysramverk som introducerad sårbarhetsanalys skulle vara en del av. Övergripande idé presenteras, vilket främst skall inspirera för fortsatt arbete; emellertid bör påpekas att introducerad sårbarhetsanalysmetod är en självständig och färdig metod oavsett om föreslagna idéer genomföres eller ej. 

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2011. xiii, 108 p.
Series
Trita-EE, ISSN 1653-5146 ; 2011:022
Keyword
asset management, correlation studies, incentives, investment planning, maintenance planning, power distribution, reliability analysis, risk management, statistical validation, tariff regulation, vulnerability analysis, weather states
National Category
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering Probability Theory and Statistics Production Engineering, Human Work Science and Ergonomics
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-37310 (URN)978-91-7415-888-5 (ISBN)
Public defence
2011-09-08, F3, Lindstedtsvägen 26, KTH, Stockholm, 14:00 (English)
Opponent
Supervisors
Note
QC 20110815Available from: 2011-08-15 Created: 2011-08-08 Last updated: 2011-08-15Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(138 kB)616 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 138 kBChecksum SHA-512
65245a551a68ae527843a571d7a420d3d8d8117eb5c841e0828f08bfae481df158918a566916f90fad7e9b59ab06a7ceac50e8306d92fb0a689f8d86ba8acb6b
Type fulltextMimetype application/pdf

Other links

ScopusIEEE Xplore

Search in DiVA

By author/editor
Wallnerström, Carl JohanBertling, Lina
By organisation
Electromagnetic Engineering
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 616 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

isbn
urn-nbn

Altmetric score

isbn
urn-nbn
Total: 174 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf