1SINTEF Energiforskning AS

Bedre utnyttelse av feil- ogavbruddsdata

Jørn Heggset, SINTEF Energiforskning AS

Nationell och nordisk drifthändelsestatistik12 oktober 2004 i Stockholm, Royal Viking Hotell

www.energy.sintef.no/prosjekt/OPAL

2SINTEF Energiforskning AS

Arbeidsgruppe 2 (Modul 2 i OPAL)

Matz Tapper, Svensk EnergiJenny Edfast, SwedPowerMorten Møller Jensen, DEFURune Kristian Mork, StatnettJørn Heggset, SINTEF Energiforskning

Rapport: Bedre utnyttelse av feil- ogavbruddsdata (ferdigstilles i løpet av oktober)

3SINTEF Energiforskning AS

”Nye” anvendelsesområder

Analyser av levetidskostnader (LCC)Evaluere tiltak for å bedre leveringskvalitetFremskaffe tall for levetidsestimat (restlevetid, sviktsannsynlighet)Krav til leveringskvalitet (interne, myndigheter)Sammenligninger over landegrenser

4SINTEF Energiforskning AS

Bedre utnyttelse av datagrunnlaget

Sett av nok tid og ressurserØk anvendelse av lokalt datagrunnlagSørge for god nok kvalitet på registreringeneRegistrere de riktige forklaringsparametereneHente ut og analysere relevant datagrunnlag som en del av en beslutningsprosessKrever kompetanse!

Statistiske metoderBevissthet om muligheter og begrensninger i datagrunnlaget

Det økonomiske potensialet er stort!

5SINTEF Energiforskning AS

Kan nye presentasjonsformer gjøre feilstatistikken mer relevant?

Utnyttelse av grafikkKart og nettskjemaGrafer og plott

Bruk av utvalgskriterier

6SINTEF Energiforskning AS

Bruk av kart

7SINTEF Energiforskning AS

3-dimensjonale kart

8SINTEF Energiforskning AS

Grafiske fremstillinger

0

1

2

3

4

1959

1962

1965

1968

1971

1974

1977

1980

1983

1986

1989

1992

1995

1998

År

Ant

all v

arig

e fe

il

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

9SINTEF Energiforskning AS

Kumulativt plott av antall feil

0

5

10

15

20

25

30

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

10SINTEF Energiforskning AS

Kan bruk av utvalgskriterier gjøre statistikken mer relevant?

Utvalgsnivåer:NettselskapNettområder (innenfor nettselskap)Anleggsdeler

Hensikten er å kunne generere et utvalg av sammenlignbare (like) selskap, områder elleranleggsdelerGenerere statistikker ut fra dette utvalget

11SINTEF Energiforskning AS

Gruppering av de selskap/nettområder som inngår i databasen

HensiktFremskaffe større datagrunnlag som er sammenlignbart med eget selskap/område

UtvalgskriterierNettstruktur (radielt, masket)Nettype (luft, kabel, blandet)Systemjording (direkte, isolert, impedans)Klima

12SINTEF Energiforskning AS

Utnyttelse av relevant informasjon om anleggsdeler

UtfordringerMangelfull informasjon om enhetens alderMangelfull informasjon om enheter som ikke har sviktetStatistikk publiseres på et for aggregert nivåMangelfull inndeling i ulike fabrikat og typer

Løsning: Knytte sammen informasjon fra flere kilderInformasjon om enhetene (utstyrsdata)FeildataVedlikeholdsdata (først og fremst lokalt?)Tilstandsdata (kun lokalt)

13SINTEF Energiforskning AS

Mulige strukturer og relasjoner i en fremtidig nasjonal (nordisk?) database

Nettområde 1(rammebetingelser

x, y , z)

14SINTEF Energiforskning AS

Eksempel 1Feilfrekvens på PEX-kabler av et bestemt fabrikat som funksjon av årgang

Fejl på PEX-kabler af fabrikat A af forskellig årgang

23,5

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988

Årgang

Ant

al fe

jl pr

. 100

km

pr.

år

15SINTEF Energiforskning AS

Eksempel 2Havarifrekvens for distribusjonstransformatorer som funksjon av alder

Geometrisk tilnærming

y = 9E-05x 3,543

R2 = 0,866

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60

Alder (år)

Feilf

rekv

ens

pr 1

00 tr

ansf

.

16SINTEF Energiforskning AS

Eksempel 3Feilfrekvens hos eget selskap og hos sammenlignbar selskapsgruppe

Fejlfrekvens i perioden 01.01.1993-31.12.2002

0,00

2,00

4,00

6,00

S e lska b 1 2,40 2,48 2,56 2,24 2,40 3,20 1,60 2,56 2,48 2,24 0,00 2,40

S e lska bsgruppe 1 2,40 2,56 3,20 3,36 3,20 3,60 2,40 4,00 4,08 3,60 0,00 3,20

1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 20021993-2002

17SINTEF Energiforskning AS

Eksempel 4Feilfrekvens pga åska på 2 ulike komponenttyper

Driftsforstyrrelser pga. Åska

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50Fe

jl pr

. 100

stk

. pr å

r

Komp onenttype1 1,92 1,98 2 ,0 5 1,79 1,9 2 2 ,56 1,28 2 ,05 1,98 1,79 1,9 2

Komp onenttype2 1,92 2 ,0 5 2 ,56 2 ,69 2 ,56 2 ,88 1,92 3 ,20 3 ,2 6 2 ,8 8 2 ,56

1993 199 4 199 5 19 96 19 97 1998 1999 200 0 20 01 20 0219 93-2 002

18SINTEF Energiforskning AS

Risikobasert utskifting av distribusjonstransformator (eksempel)

En 800 kVA transformator uten reserve er snart moden for utskiftingAlder på transformator er 29 årForsyner en industribedrift med døgnkontinuerlig produksjon 5 dager pr ukeNettselskapet har informasjon om alle transformatorer som er er i drift eller har havarert i perioden 1995-2001

19SINTEF Energiforskning AS

Alterntative strategier

1. Skifte transformatoren nå (på en lørdag)2. Vente 1 år med utskifting (også på en lørdag)

Det påløper ikke avbruddskostnader ved planlagt utskifting på lørdag

Beslutningen vil bli tatt på grunnlag av den økonomiske risiko som beregnes for de to alternativene

20SINTEF Energiforskning AS

Modell for havarifrekvens (fra selskapets feildatabase)

Geometrisk tilnærming

y = 9E-05x 3,543

R2 = 0,866

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60

Alder (år)

Feilf

rekv

ens

pr 1

00 tr

ansf

.

29

13,7

21SINTEF Energiforskning AS

DatagrunnlagGammel transformator (29 år): 13,7 feil/100 stk pr år (dvs at det er ca 14% sannsnylighet for at transformatoren vil havarere det neste året)

Ny transformator: ≈ 0 feil/100 stk pr år

Utskiftingstid ved havari: 4 timer

Kostnader ved utskifting: 100 000 kr (for nettselskapet)

Kundens avbruddskostnad: 66 kr/kWh

Gjennomsnittlig last (i ukedagene): 500 kW

22SINTEF Energiforskning AS

Alternativ 1: Skifte transformator nå

Investeringskostnad (annuitet): 8000 kr/år

Avbruddskostnad ved havari: 33 000 kr/time

Total avbruddskostnad ved havari (4 timer): 132 000 kr

(Regner med sannsynlighet lik 0 for havari av ny trafo)

23SINTEF Energiforskning AS

Alternativ 2: Skifte transformator om 1 år

Investeringskostnad (annuitet): 0 kr/år (første år)

Avbruddskostnad ved havari: 33 000 kr/time

Total avbruddskostnad ved havari (4 timer): 132 000 kr

Forventet sannsynlighet for havari av gammel transformator: 14 %

Forventet avbruddskostnad: 0,14 * 132 kkr = 18,5 kkr

24SINTEF Energiforskning AS

Oppsummering Alternativ 1:

Skifte trafo nå Alternativ 2: Skifte trafo neste år

Investering (annuitet) 8 kNOK 0 kNOKKILE-kostnad pr. avbrudd 132 kNOK 132 kNOKSannsynlighet for feil 0 0,14Risiko (forventet KILE) 0 kNOK 18,5 kNOK

Beregningene viser at forventet avbruddskostnad med gammel transformator er større enn annuiteten av investeringen det neste året (18,5 vs 8 kkr)Videre er transformatorkostnaden i samme størrelsesorden som ett enkelt avbrudd (100 vs 132 kkr)Det kan derfor argumenteres for at det lønner seg å skifte transformatoren nåUten tilstrekkelig datagrunnlag for å beregne havarisannsynlighet vil det være svært vanskelig å dokumentere en slik beslutning

25SINTEF Energiforskning AS

Anbefalinger til videre arbeidFortsette arbeid med kompentaseheving i alle leddVidereutvikle retningslinjer og systemerOpprette en prosjektgruppe med de statistikkansvarlige fra hvert landEtablere nordisk databaseGjøre nasjonal (og nordisk) database tilgjengelig for brukerne via web (med nødvendig anonymisering av data)Klassifisering av nettområder og selskaperKoble sammen anleggs- og feildata (på sikt)

Vi snakker egentlig om kontinuerlig forbedring!

26SINTEF Energiforskning AS

Takk for oppmerksomheten!