Planlegging under usikkerhet og med alternative løsninger – drøfting av utfordring og tilnærming

1. 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

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

3. The Risk DSAM projectRisk 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

4. Project 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

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

6. 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.

7. 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”

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

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

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

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

12. RISK-DSAM filosofi:Risikobasert nettforvaltning

13. 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?

14. 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

15. 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 Mulige uønskede hendelser med virkning for: Økonomi, Sikkerhet, Miljø, Omdømme, Leveringskvalitet, Avtaler, Kontrakter Historikk Feil, avbrudd, HMS, (avvik, ulykker, utslipp,…), klager,…. 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

16. 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 Mulige uønskede hendelser med virkning for: Økonomi, Sikkerhet, Miljø, Omdømme, Leveringskvalitet, Avtaler, Kontrakter Historikk Feil, avbrudd, HMS, (avvik, ulykker, utslipp,…), klager,….

17. Risiko- kommunikasjon 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

18. Risikoindikatorer

19. 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.

20. 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

21. 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 Mulige uønskede hendelser med virkning for: Økonomi, Sikkerhet, Miljø, Omdømme, Leveringskvalitet, Avtaler, Kontrakter Historikk Feil, avbrudd, HMS, (avvik, ulykker, utslipp,…), klager,…. 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 Risiko-indikatorer har flere anvendelser:

22. Velg risikoscenarier Trinn 1 Trinn 2 Trinn 3 Trinn 4 Trinn 5 Trinn 6 Trinn 7 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) Etabler rutiner for bruk av indikatorer Anbefalt arbeidsflyt:

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

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

25. 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?

26. Dokumentasjon av indikatorer

27. Litt om verktøy - eksempler

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

29. 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 Trusselbildet FASIT Nettarkiv Vedlikeholdssystem Tilstand/status til nett, selskap, leverandører Risikokilder / Trusler / Uvisshet Mulige uønskede hendelser med virkning for: Økonomi, Sikkerhet, Miljø, Omdømme, Leveringskvalitet, Avtaler, Kontrakter Historikk Feil, avbrudd, HMS, (avvik, ulykker, utslipp,…), klager,…. 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

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

31. 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 • …

32. 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)

33. 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)

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

35. Consequence categories Fault tree Fault tree Event tree Bowtie model

37. Risikomatriser er mye brukt til å fremstille resultater fra vurderinger og simuleringer

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

39. 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

40. 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

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

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

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

44. Resultat av analysen Anbefalt alternativ