Planlegging under usikkerhet og med alternative løsninger – drøfting av utfordring og tilnærming Kjell Sand, SINTEF Energi Kurs: ”Reinvesteringsstrategier i nettselskap” arrangert av Energiakademiet , Oslo Torsdag 6. mai 2010

Oversikt Litt om usikkerhet og risiko Metodikk for risikoanalyser – reinvesteringsanalyser Risikoindikatorer – et nødvendig element i risikostyringen Verktøy for risikostyring Eksempler

The Risk DSAM project Risk Based Distribution System Asset Management Mål: Bedre beslutningsmetodikk for vedlikehold og reinvesteringer i distribusjonsnett på Strategisk nivå – gode strategier for håndtering av ulike nettanlegg Prosjektnivå – gode beslutninger på prosjektnivå Varighet 2006-2010 3 3

Project partners: R&D partners: Utility partners: http://www.energy.sintef.no/Prosjekt/RISKDSAM R&D partners: Research Council of Norway Électricité de France R&D The Norwegian University of Science and Technology SNF – Institute of Research in Economics and Administration (Norway) Lappeenranta University of Technology (Finland) University of Porto/INESC (Portugal) Utility partners: 4 4

Project web page http://www.energy.sintef.no/prosjekt/riskdsam/

Risiko og usikkerhet er tvillinger Risk Combination of the probability of an event and its consequence. Note 1: The term “risk” is generally used only when there is at least the possibility of negative consequences. Note 2: In some situations, risk arises from the possibility of deviation from the expected outcome or event. Kilde: ISO/IEC Guide 73 Risk Management – Vocabulary – Guidelines for use in standards.

Fremtiden er pr. definisjon usikker Beslutninger om reinvesteringer angår fremtiden Å la være å reinvestere er også en beslutning I beslutninger om reinvesteringer i kraftsystemet inngår mange stokastiske – dvs usikre parametere Omgivelser, værpåkjenninger er viktige kilder til usikkerhet Vi bør bruke statistiske metoder som et hjelpemiddel Og det er umulig å finne frem til et optimalt reinvesteringstidspunkt med presisjonen ”måneden/uken/dagen før anlegget feiler”

Et mye brukt risikomål Forventet risiko R= ∑pi∙Ki Anvendt på terningkast =1/6 ∙1+ 1/6 ∙2+ 1/6 ∙3+ 1/6 ∙4+ 1/6 ∙5+ 1/6 ∙6 = 3,5 (!)

Risikoen kan øke over levetiden Påkjenning/ Styrke Isolasjonsnivå Tilfeldige påkjenninger (f.eks. jordfeil) Feil Normale Driftspåkjenninger (fase-jord spenning) Levetid Tid RKILE= 10.000kr RKILE= 90.000kr

Det er forskjell på det vi er utsatt for og det vi opplever - Historikk versus eksponering Observation , year 1 - 6 ( performance ) Probability distribution ( exposure # 5 3 4 2 6 Ikke levert energi/år y Forventningsverdi Risiko

Historikken kan oppvise stor variasjon Eks: ILE Nettselskap med 6.500 kunder Nettselskap med 180.000 kunder Standardavvik typisk 60-70% av forventningsverdi Få< 30% - få > 200% i seksårs perioden Norge

RISK-DSAM filosofi: Risikobasert nettforvaltning

Risikoanalyse Risikoanalysen gjennomføres grovt sett ved å svare på tre grunnleggende spørsmål: Hva kan gå galt? Hva er sannsynligheten for at de uønskede hendelsen inntreffer? Hvilke konsekvenser kan de uønskede hendelsene medføre?

Risikokonsekvenser foreslått i RISK DSAM Økonomi Sikkerhet Miljø Omdømme Leveringskvalitet Sårbarhet Kontrakter Alle er relevante i forhold til reinvesteringsanalyser, men eksplisitt i analysene legges det oftest mest vekt på de som er uthevet

Mulige uønskede hendelser med virkning for: Planlegging av risikoanalyse Risiko- kommunikasjon Motivasjon Interessenter - interesser Systemavgrensing Kriterier - restriksjoner Tidshorisont - modellambisjoner Terminologi Identifisering av risiko scenarier Trusselbildet Tilstand/status til nett, selskap, leverandører Risikokilder / Trusler / Uvisshet Historikk Feil, avbrudd, HMS, (avvik, ulykker, utslipp,…), klager,…. Mulige uønskede hendelser med virkning for: Økonomi, Sikkerhet, Miljø, Omdømme, Leveringskvalitet, Avtaler, Kontrakter Risikomodellering, Risikoanalyse, Beslutning Risikoberegninger - Sannsynlighet - Konsekvensmål - konsekvensindikatorer Risiko vurdering - Risikokriterier Risiko håndtering/ Risiko optimalisering - Risiko reduksjon - Overføring av risiko - Risiko erkjennelse Nei OK? Ja Risikoaksept

Mulige uønskede hendelser med virkning for: Risikokilder / Trusler / Uvisshet Identifisering av risiko scenarier Planlegging av risikoanalyse Motivasjon Interessenter - interesser Systemavgrensing Kriterier - restriksjoner Tidshorisont - modellambisjoner Terminologi Trusselbildet Mulige uønskede hendelser med virkning for: Økonomi, Sikkerhet, Miljø, Omdømme, Leveringskvalitet, Avtaler, Kontrakter Tilstand/status til nett, selskap, leverandører Historikk Feil, avbrudd, HMS, (avvik, ulykker, utslipp,…), klager,…. Risiko- kommunikasjon

Risiko- kommunikasjon Risikomodellering, Risikoanalyse, Beslutning Risikoberegninger - Sannsynlighet - Konsekvensmål - konsekvensindikatorer Risiko håndtering/ Risiko optimalisering - Risiko reduksjon - Overføring av risiko - Risiko erkjennelse Risikoaksept Risiko vurdering - Risikokriterier OK? Ja Nei Risiko- kommunikasjon

Risikoindikatorer

Definisjon fra RISK DSAM prosjektet Risikoindikator: Parameter som gir informasjon om risiko. Note 1 Kan si noe om risikoeksponering eller risikohistorikk Note 2 Kan inneholde informasjon om sannsynlighet, konsekvens eller begge deler.

Rapporten kan bestilles her: Mer informasjon finner du i: TR A6787: Risk indicators for distribution system asset management Rapporten kan bestilles her: http://www.energy.sintef.no/publ/rapport/09/tr6787.htm

Mulige uønskede hendelser med virkning for: Risikomodellering, Risikoanalyse, Beslutning Risikokilder / Trusler / Uvisshet Risikoberegninger - Sannsynlighet - Konsekvensmål - konsekvensindikatorer Risiko håndtering/ Risiko optimalisering - Risiko reduksjon - Overføring av risiko - Risiko erkjennelse Identifisering av risiko scenarier Planlegging av risikoanalyse Motivasjon Interessenter - interesser Systemavgrensing Kriterier - restriksjoner Tidshorisont - modellambisjoner Terminologi Risikoaksept Trusselbildet Risiko vurdering - Risikokriterier Mulige uønskede hendelser med virkning for: Økonomi, Sikkerhet, Miljø, Omdømme, Leveringskvalitet, Avtaler, Kontrakter OK? Ja Nei Tilstand/status til nett, selskap, leverandører Historikk Feil, avbrudd, HMS, (avvik, ulykker, utslipp,…), klager,…. Risiko- kommunikasjon Risiko-indikatorer har flere anvendelser:

Anbefalt arbeidsflyt: Etabler rutiner for bruk av indikatorer Velg risikoscenarier Identifiser forhold som inngår i scenariet og som har betydning for risiko Vurder hvilke forhold som kan endres gjennom tiltak (endring av styringsparametere) Identifiser forhold med størst innvirkning på risiko Etabler mulige indikatorer for disse forhold Velg et sett med indikatorer (så få som mulig) Trinn 1 Trinn 2 Trinn 3 Trinn 4 Trinn 5 Trinn 6 Trinn 7

Modellering av risikoeksponering Distribution system Organisation Resources Modelling Parameters Risk indicators Risk exposure model Other results

Simuleringsverktøy/modeller kan gi oss risikoindikatorer Eksempel: Bidrag til forventede KILE-kostnader simulert i NetBas

Sjekkliste for risikoindikatorer Er indikatoren entydig og veldefinert Er den koblet til selskapets mål og verdier Står ressursene som benyttes til å framskaffe indikatoren I forhold til forventet nytte? Er den enkel å bruke til beslutninger? Finner brukerne den relevant og er den akseptert? Er indikatoren fremoverskuende og kan den påvirkes av tiltak?

Dokumentasjon av indikatorer Indicator: Compensation for interruptions longer than 12 hours Objective: Keep long duration interruptions for customer low and company reputation high by efficient fault correction and correct maintenance of the assets Definition: Total compensation recorded last 12 months Relevance for the RISK DSAM consequence classes (3= Large 2= Medium, 1=Small, Blank= No relevance) Economy Quality of supply Vulnerability Prof. safety Public safety Environment Political/PR Contract 1 2 3 Target value: Less than 1 mill NOK per year Acceptable deviation: - Description of how the indicator is established: The Fault and interruption registration system (FASIT- DARWIN) Provided by: Control centre Used by: Network management , Control centre Frequency – observation period: 12 months – updated each 3 months Indicator premises: Control parameters: Fault correction efficiency, emergency preparedness Other comments:

Litt om verktøy - eksempler

For reinvesteringsanalyser i kraftnett er nettinformasjonssystemet et viktig verktøy: ..og tilstandsinformasjon er et viktig utgangspunkt

Verktøy/data i nettinformasjonssystemet Planlegging av risikoanalyse Risiko- kommunikasjon Motivasjon Interessenter - interesser Systemavgrensing Kriterier - restriksjoner Tidshorisont - modellambisjoner Terminologi FASIT Nettarkiv-anleggsdatabasen Vedlikeholdssystemet Nettberegninger Pålitelighetsberegninger Driftsstøttesystem Identifisering av risikoscenarier FASIT Nettarkiv Vedlikeholdssystem Trusselbildet Tilstand/status til nett, selskap, leverandører Risikokilder / Trusler / Uvisshet Historikk Feil, avbrudd, HMS, (avvik, ulykker, utslipp,…), klager,…. Mulige uønskede hendelser med virkning for: Økonomi, Sikkerhet, Miljø, Omdømme, Leveringskvalitet, Avtaler, Kontrakter Pålitelighets-beregninger LCC Nettberegninger Risikomodellering, Risikoanalyse, Beslutning Risikoberegninger - Sannsynlighet - Konsekvensmål - konsekvensindikatorer Risiko vurdering - Risikokriterier Risiko håndtering/ Risiko optimalisering - Risiko reduksjon - Overføring av risiko - Risiko erkjennelse Nei OK? Pålitelighets-beregninger LCC Nettberegninger Ja Risikoaksept

I reinvesteringsanalyser sier pålitelighetsanalyser noe om risikoen assosiert med ulike alternativ Forventet KILE/år

Men da må vi gjerne kun se på en meget avgrenset del av kraftsystemet For mer spesialiserte og detaljerte pålitelighetsanalyser finnes det en rekke metoder Men da må vi gjerne kun se på en meget avgrenset del av kraftsystemet Transformatorstasjon Nettstasjon …

Bottom-up methods (mainly dealing with effects of single faults), Event tree analysis (ETA) Failure mode and effects analysis (FMEA) Hazard and operability study (HAZOP)

Top-down methods (able to account for effects arising from combination of faults) Fault tree analysis (FTA) Markov analysis Petri net analysis Truth table (structure function analysis) Reliability block diagrams (RBD) Bow tie model Bayesian Belief Networks (Influence Diagrams)

Bow-tie med feil- og hendelsestre Unwanted event Causes Consequences Threats Barrier 1 Resource1 Condition1 Y N Consequence 1 Consequence 2 Consequence 3 Consequence 4 Barrier 2 Resource 2 Condition 2 Barrier 3 Resource 3 Condition 3 Fault tree Event tree

Consequence categories Bowtie model Fault tree Event tree Consequence categories

Risikomatriser er mye brukt til å fremstille resultater fra vurderinger og simuleringer Negligible Marginal Medium Critical Catastrophic Frequent   Probable Occasional Remote Improbable

Checklist for MV/LV substation Alternative 1: Minimum solution Alternative 2: New substation Checklist for MV/LV substation

Multi-Criteria Decision Analysis -MCDA En beslutningsstøtte prosess Nyttig når flere, gjerne motstridene kriterier inngår Hjelper beslutningstakere til å forstå bedre: problemet de står overfor hvordan deres egne verdier, erfaringer og preferanser påvirker beslutningen

Eksempel Hva skal gjøres med denne nettstasjonen: Tre effektbrytere, luftisolerte 315 kVA transformator Bygning i dårlig tilstand Korrosjon og skader (partielle utladninger) på endemuffer Har hatt feil på to effektbrytere og den ene ble byttet

Alternativ 6 alternativ: Ny nettstasjon Delvis rehabilitering Flytting Total rehabilitering Bytte effektbrytere La det være som det er

Beslutningskriterier Kostnader Personsikkerhet KILE Omdømme: (estetikk, leveringskvalitet) - skala: 1 publikum positive, 0 nøytral, -1 litt misfornøyd -2 misfornøyd -3 meget misfornøyd.

PRIME Vekting av kriteriene – det viktigste får 100 i vekt (og er uten usikkerhet dvs nedre og øvre grense er like

Resultat av analysen Anbefalt alternativ