Riskanalysbaserat ramverk för projektplanering och underhållsoptimering

Ett kortare (motsvarande 4 månader) postdoktoralt projekt inom ramen för Elforsk riskanalysprogram har utförts av forskargruppen RCAM vid Kungliga Tekniska högskolan. Huvudmålet är att vidareutveckla och dra nytta av resultat från avslutat doktorsprojekt för att ge kontinuitet inom forskningsområdet. Denna rapport inkluderar en introduktion till ämnet, en svensk översättning av riskanalysbeserat ramverk för projektplanering och underhållsoptimering med tillhörande exempel (vilket även har publicerats som två engelska vetenskapliga artiklar), en kort sammanfattning av några övriga artiklar skrivna helt eller delvis under projekttiden samt en avslutande del som inkluderar förslag på framtida forskning inom riskanalys.I många länder, däribland Sverige, har kravet på att hitta en god balans mellan å ena sidan kostnadseffektivitet, å andra sidan god tillförlitlighet i eldistributionssystem ökat som en följd av kvalitetsregleringar, skärpta lagar samt politiskt och medialt tryck. För att möta dessa krav finns det ett behov av att utveckla och implementera mer avancerade analysmetoder. En svår utmaning är att utforma dessa så att de både ger tillfredställande resultat och samtidigt att de inte är för avancerade att implementera i verksamheten hos ett elnätsbolag. En vanlig ansatts för att analysera kundavbrottsrisker i eldistributionsnät är tillförlitlighetsanalys. Traditionellt använder sådana analyser medelvärden och tar därmed inte hänsyn till hela spannet av konsekvenser (exempelvis kostnad för långa avbrott >12 timmar). I detta dokument föreslås ett analysramverk som kan inkludera fler konsekvenser och där komplexitetsnivå lätt kan anpassas till vad som är mest lämplig i varje specifikt fall. Två huvudmål är att beakta fler risker och att fördela resurser mer kostnadseffektivt.Grundidén är att dela upp omfattande analyser i flera mindre delanalyser och sedan i ett sista steg sammanställa resultat. Föreslagna metoder kan användas fristående eller kombineras med tidigare föreslagen sårbarhetsmetod. Uppdelningen i mindre analyser kan illustreras som en matris med olika systemtillstånd på ena axeln och olika resursallokeringsförslag på den andra. Föreslaget analysramverk exemplifieras i rapporten genom att det har implementerats på ett verkligt eldistributionssystem. Det visar sig att resursallokeringssalternativ (t.ex. investeringsförslag) som framstår som mest attraktiva om analys baseras på traditionella metoder, i själva verket har för hög risk när fler aspekter tas i beaktning. Det visar på risker med att använda medelvärden och styrkan i föreslagen metod. Dessutom har genomförd fallstudie visat att, redan för elnätsföretagen tillgänglig information, kan användas även för mer detaljerade analyser än vad som brukar användas idag.A shorter (equivalent to 4 months full time) postdoctoral project, supportedby Elforsk, has been conducted by the research group RCAM, at the RoyalInstitute of Technology (KTH). The main objective is to develop and benefitfrom results of a completed doctoral project to provide continuity in theresearch. This report includes an introduction to the subject, a Swedishtranslation of a proposed risk analysis based framework for cost-effectiveresource allocation applied to power distribution systems including anexample (also published as two English scientific papers), a brief Swedishsummary of some other papers and a closure part which includes proposalsfor future research.There is an international tendency toward increased demand for both costefficiencyand high reliability of power distribution systems. To meet thesedemands, asset management methods, including reliability analyses, havebeen developed. These reliability analyses often utilize only mean values andhence do not take into consideration the consequences of severe events. Thisreport proposes an analysis framework. The aim is to identify more riskcategories, to allocate resources more cost-effectively and to be possible toadjust the level of complexity to be suitable to use within the organization ofdistribution system operators. The suggested framework is exemplified andevaluated by implementing it within the analyses of a real power distributionsystem.The main concept is to divide comprehensive projects into minor analyses andthen, in a final step, compile the results. The proposed analysis frameworkcan be used independently or combined with earlier proposed vulnerabilitymethods. The latter provides a two-dimensional analysis framework. It isshown that totally different investment alternatives could be preferreddepending on whether a traditional analysis method using average values isemployed compared with the proposed analysis framework, which alsoconsiders severe system states. This demonstrates the risks involved in usingaverage values and the strength of the proposed method. Furthermore, it isshown that already available information can be used for improved assetmanagement decision support.QC 20140919