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
Learning from Experiences of the prior Swedish Electrical Distribution System Regulation: Reference Material when Developing the Future Regulatory Incentives
KTH, School of Electrical Engineering (EES), Electromagnetic Engineering. (RCAM)ORCID iD: 0000-0001-6882-3642
Chalmers.ORCID iD: 0000-0003-4763-9429
2010 (English)In: Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe (ISGT Europe), 2010 IEEE PES, IEEE , 2010Conference paper, Published paper (Refereed)
Abstract [en]

The electric power system is under an extensive development phase. This change is today normally expressed in the concept of Smart Grid. It captures different developments for a sustainable electric power system, e.g. including large changes at the electrical distribution level with new features for electricity customers. One move in these changes is the larger role of the regulator. In Sweden, a performance based regulatory model was introduced in 2003 as a tool to support in judging if the distribution system operators (DSOs) was charging the customers the right level of tariffs. The model was referred to as the Network Performance Assessment Model (NPAM). The NPAM was an international unique and innovative regulatory tool. The model evaluated tariffs by enter several system data to a computer program which produce a fictive network with the aim of having the same objective conditions as the real system. However, the NPAM was strongly criticized and since 2009 formally abandoned and a new regulation will be introduced 2012. Moreover, the NPAM not support climate incentives such as low losses, which will be a challenge when adopting a smart grid perspective into the regulation of distribution system tariffs in the future. The authors of this paper have followed the development of this model, and have a unique insight in the complexity behind the model. No stringent description of the NPAM is available. This paper aims to fill this gap by providing an overall picture of the NPAM including hitherto unpublished details on underlying theory. This could hopefully inspire and give a reference when developing regulations in different countries in the future by learning from its novelties as well as from its drawbacks.

Place, publisher, year, edition, pages
IEEE , 2010.
Keyword [en]
Incentives, Performance-based regulation, Reference networks, Regulatory models
National Category
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-33496DOI: 10.1109/ISGTEUROPE.2010.5638928Scopus ID: 2-s2.0-78650544722ISBN: 978-1-4244-8509-3 (print)OAI: oai:DiVA.org:kth-33496DiVA: diva2:415658
Conference
IEEE ISGT Europe 2010
Note
© 2010 IEEE. Personal use of the attached pdf is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works. QC 20110708Available from: 2011-07-08 Created: 2011-05-09 Last updated: 2012-02-23Bibliographically approved
In thesis
1. 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(310 kB)221 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 310 kBChecksum SHA-512
1c28a1a7aaca3946bd0ceef15e74e87a1ba3c1c35dfa68f8586747156dbfbabc72117592417c5d148d2c0ba08d7ada0ecefa0944ee4c966c9ec6b765d3d971d6
Type fulltextMimetype application/pdf

Other links

Publisher's full textScopus

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: 221 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

doi
isbn
urn-nbn

Altmetric score

doi
isbn
urn-nbn
Total: 167 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