Optimale løsninger for vern, kontroll og automatisering i kraftsystemet

Transkript

1 Optimale løsninger for vern, kontroll og automatisering i kraftsystemet Prosjektbeskrivelse

2 Målsetting Prosjektet skal bidra til å finne optimale investeringer for vern, kontoll og automatisering (VKA) i kraftsystemet redusere kostnader knyttet til drift og vedlikehold av VKA kontrollere avbruddskostnader Prosjektet omfatter alle nettnivå kv og både stasjonsnivå og samspill stasjon kraftsystem.

3 Oppgaver som prosjektet skal bidra til å løse Finne riktige investeringsløsninger for VKA Redusere antall og konsekvenser av driftsforstyrrelser (påvirke leveringspåliteligheten) Informasjonshåndtering VKA ifm feilsituasjoner vurdering av tilstand som underlag for drift og vedlikehold Optimalisere vedlikeholdet av VKA Redusere antall feilfunksjoner VKA Beregne pålitelighet for en gitt VKA-løsning Finne optimalt kompetansebehov i forhold til VKA

4 Levetidskostnader VKA (Life cycle costs) Investeringer Drift og vedlikehold Avbruddskostnader Flaskehalskostnader Risikoelementer: Ukorrekte funksjoner Avbruddskostnader Personsikkerhet Planlegging/ Investering Bygging/ idriftsettelse Drift Vedlikehold/ fornyelse Skroting/ resirkulering

5 Hovedtemaer i prosjektet Muligheter og potensialer ved ny teknologi (VKA og IKT) og funksjonalitet for å forbedre drift og vedlikehold av VKA og primærkomponenter for å redusere avbruddskostnader Metoder, modeller og beslutningsstøtte for å finne optimale investeringer, drift og vedlikehold av VKA Begrepet VKA-løsninger kan omfatte både investeringer, drift og vedlikehold av VKA for hele stasjonen og i samspill med kraftsystemet

6 Delmål Prosjektets hovedmål skal nås gjennom følgende hovedaktiviteter: Ny teknologi og funksjonalitet: 1) Undersøke hvilke muligheter som ny teknologi og funksjonalitet gir for å redusere antall og konsekvenser av driftsforstyrrelser for å håndtere informasjon for en bedre drift og vedlikehold for å beskrive tilstand til vern og primærkomponenter som underlag for å optimalisere vedlikehold 2) Kartlegge og beskrive potensialer ved å utnytte ny teknologi og funksjonalitet. Metoder, modeller og beslutningsstøtte: 3) Etablere metoder og modeller for å finne optimale investeringsløsninger for VKA (funksjonalitet) og optimal drift (kraftsystem) 4) Etablere metoder og modeller for å finne optimal drift og vedlikehold av en gitt VKA-løsning 5) Etablere beslutningsstøtte for å ta metoder og modeller i bruk

7 1) Ny teknologi og funksjonalitet Målsetting: Vurdere muligheter ved ny teknologi og funksjonalitet (VKA og IKT) til å begrense antall og redusere konsekvenser ved driftsforstyrrelser å håndtere informasjon for bedre drift og vedlikehold å beskrive tilstand for vern og primærkomponenter og gjennomføre tilstandsvurdering Beskrive økonomiske potensialer for dette

8 Ny teknologi og funksjonalitet - Aktiviteter Vurdere muligheter og potensialer Vurdere krav til informasjon og utveksling for ulike formål knyttet til planlegging, drift og vedlikehold

9 1) Ny teknologi og funksjonalitet 1.1 Muligheter og potensialer 1) Vurdere og beskrive muligheter for bruk av ny teknologi til reduksjon av antall driftsforstyrrelser, gjenoppretting av forsyning, begrensning av utkoplet last, feilsteds-lokalisering osv (Systemvern, lokal automatikk, feilindikatorer, fjernkontroll, ulike typer reserve, samspill mellom nettnivå osv). 2) Vurdere og beskrive muligheter for å utnytte informasjon for ulike formål knyttet til drift og vedlikehold. Beskrive hvilke muligheter som skal vurderes Analysere og vurdere muligheter og potensialer på hovednettnivå Analysere og vurdere muligheter og potensialer på regionalnettnivå Analysere og vurdere muligheter og potensialer på fordelingsnettnivå

10 1) Ny teknologi og funksjonalitet forts. 1.2 Informasjonshåndtering Kartlegge tilgjengelig informasjon om tilstandsparametre og beskrive hvordan tilgjengelig informasjon kan utnyttes i forbindelse med operativ drift av kraftsystemet (ved feil/driftsforstyrrelser) feilanalyse ( etteranalyse ) tilstandsbasert vedlikehold driftsplanlegging planlegging av VKA-funksjonalitet (kommentar: hvilke data/parametre finnes det info om? hva kan utnyttes og til hva? hvilke data bør gjøres tilgjengelig for andre formål? krav til andre data?)

11 2) Metoder, modeller og beslutningsstøtte for valg av løsninger Målsetting: Etablere metoder og modeller for å finne optimal VKA-funksjonalitet og drift av kraftsystemet å finne optimal drift og vedlikehold av en gitt VKA-løsning Etablere beslutningsstøtte for å ta metoder og modeller i bruk til å planlegge investeringer, drift og vedlikehold av VKA i kraftsystemet og se på hvilke tekniske og økonomiske konsekvenser dette gir over levetiden.

12 Metoder, modeller og beslutningsstøtte for valg av løsninger - Aktiviteter LCC analyse-metodikk Pålitelighetsmodeller og metodikk Metodikk for å optimalisere vedlikehold Beslutningsstøtte (Forskerutdanning (dr.ing.) på området Pålitelighetsmodeller og risikoanalyse relatert til VKAløsninger ) Gjennomføres ved univ. i Lund, finansiert av ELFORSK Kontakt med dr.gradsstudent ved VTT/Fingrid

13 2) Metoder, modeller og beslutningsstøtte for valg av løsninger 2.1 LCC analyse-metodikk Definere og beskrive hvilke tekniske aspekter og kostnadselementer som skal kunne vurderes og integreres i en teknisk-økonomisk analyse av VKA-løsninger. Hvordan håndtere kostnadselementer, tekniske aspekter, risiko, dataunderlag, ikke-kvantifiserbare elementer Beskrive funksjonalitet (systeminformasjon): Vernløsninger (inkl systemvern), kontroll-funksjoner, måling/overvåking, kommunikasjon, automatisering, systemjording osv. Beskrive tekniske og menneskelige aspekter: Leveringspålitelighet, pålitelighet og sikkerhet for korrekt funksjon, personsikkerhet Beskrive levetidskostnader: Investerings-, vedlikeholds-, avbruddskostnader Beskrive usikkerhets- og risikoelementer Etablere systematikk (metoder og underlag) for å vurdere konkrete VKAløsninger

14 2) Metoder, modeller og beslutningsstøtte for valg av løsninger 2.2 Pålitelighetsmodeller og metodikk Kartlegge pålitelighet for dagens VKA-løsninger grunnleggende analyser av tilgjengelig feilstatistikk kv Etablere underlag for pålitelighetsmodell VKA: Beskrive feilårsaker (menneskerelaterte, tekniske), typer feil (aktive, passive, avhengigheter), selvovervåking, kommunikasjon, givere/ sensorer, vedlikeholdsstrategi, påkjenninger, miljø osv. (hva skal modelleres i pål. modellen?) Definere hvilke data som må registreres om feil og hvordan for å dekke behovet ifm pålitelighetsmodeller (feilstatistikk) Etablere pålitelighetsmodell av utløsekjeden med sine komponenter og funksjonalitet Etablere pålitelighetsmodell av kontroll og automatiseringsløsninger Etablere modeller av samspill i stasjon, og samspill mellom stasjon, driftssentral og kraftsystem Teste ut modellene gjennom prototyping og simuleringer

15 2) Metoder, modeller og beslutningsstøtte for valg av løsninger Gjennomføre forskerutdanning (dr.ing.) på området Pålitelighetsmodeller og risikoanalyse relatert til VKAløsninger Gjennomføres ved universitetet i Lund, dr.gradsstudent Fredrik Roos, veileder prof. Sture X Lindahl, finansieres av ELFORSK: Influence of the protection system on the reliability of the electrical power supply system Kontakt er også opprettet med dr.gradsstudent Liisa Pottonen som jobber ved universitetet i Helsinki og VTT/Fingrid med temaet: Substation reliability

16 2) Metoder, modeller og beslutningsstøtte for valg av løsninger 2.3 Metodikk for å optimalisere vedlikehold (av VKA) Hvordan håndtere tilstandsdata, bruke feilanalyse, statistikk, pålitelighets- og risikobetraktninger osv. til å optimalisere vedlikehold Håndtering og tolkning av informasjon (eksempler: mønstergjenkjenning, tilstandsestimering, bruk av feilanalyse for å vurdere tilstand osv) Etablere systematikk for optimalisering av vedlikehold (av VKA)

17 2) Metoder, modeller og beslutningsstøtte for valg av løsninger 2.4 Beslutningsstøtte Etablere beslutningsstøtte for valg av løsninger/underlag for bestilling, arbeidsprosedyrer, kompetansebygging, implementering av resultater fra prosjektet mm. Utarbeide beslutningsstøtte for å evaluere valg av løsninger, beslutningsunderlag og arbeidsprosedyrer. Eksempler: Håndbøker/veiledere, case/analyser Vurdere tiltak for å redusere antall feil på VKA: Bruk av feilstatistikk, feilanalyse, arbeidsprosedyrer, kompetanseoppbygging osv. Gjennomføre kurs o.l. for implementering av resultater

18 Resultatspredning og - implementering Web-sider Prototyper av modeller og metoder Tekniske rapporter og håndbøker Kurs, temadager Publisering internasjonalt (konferanser, tidsskrift osv) Artikler i diverse fagblad (Elektro osv) Fag på siv.ing.-nivå og dr.ing.nivå

19 Koordinering med andre prosjekter OPAL: Optimalisering av leveringspålitelighet i kraftnett (EBL Kompetanse, SINTEF Energiforskning) Vedlikeholdsstrategier med fokus på personsikkerhet og økonomi (EBL Kompetanse, SINTEF Energiforskning) Økt utnyttelse av kraftsystemet i Norge og Norden (NFR, Statnett, SvK, Fingrid, ELKRAFT, SINTEF Energiforskning) ebee Electricity business enters e-business (NFR, SINTEF Energiforskning) CODGUNET og div prosjekter innenfor temaet nettilknytning av distribuert produksjon

20 Prosjekt Opt. VKA Oppdragsgiver: EBL Kompetanse Kontaktperson: Annie Heieren Prosjektet støttes av Norges forskningsråd Budsjett: 1,5-2 mill kr pr år, totalt kr 7,5-10 mill kr. Utførende: SINTEF Energiforskning Deltakere: Nettselskaper, Statnett SF Nordiske kontakter Universitetet i Lund/ELFORSK (Dr.ing. pålitelighetsmetodikk) Fingrid, VTT (Dr.ing. pålitelighetsmetodikk) DEFU/Danmarks Tekniske Universitet, NESA?

21 Prosjekt Opt. VKA Noen spørsmål som prosjektet skal bidra til å finne svar på: Hvordan kan vi ta i bruk ny teknologi og funksjonalitet til å forbedre kraftsystemdriften kontrollere avbruddskostnader optimalisere vedlikeholdet av VKA forenkle VKA-løsningene Hvilken VKA-funksjonalitet er teknisk-økonomisk riktig? Hvilke automatiseringstiltak bør velges på ulike nettnivå? Hvordan kan vi forbedre funksjonen for VKA -utstyret? Hvordan kan vi håndtere kompetanse i tilknytning til dette? Hvilken pålitelighet har en gitt VKA-løsning? osv.

22 Finansiører 2002 Norges forskningsråd EBL Kompetanse Statnett Viken Nett Birka Nett Trønderenergi Hydro Energi BKK Nett Østnett Agder Energi Salten Kraftsamband Jacobsen Elektro Helgelandskraft Eidsiva Energi

23 Finansiører 2003 Norges forskningsråd EBL Kompetanse Statnett Viken Nett (inkl Hafslund Nett Øst) Trønderenergi Nett BKK Nett Agder Energi Nett Salten Kraftsamband Helgelandskraft Buskerud Kraftnett Skagerak Nett

24 Prosjekt Opt VKA. - Organisering Brukergruppe: Finansiørene i prosjektet Arbeidsgruppe: Jan Eskedal (Statnett), Yngve Aabø (BKK Netteknikk), Atle Ripegutu (Agder Energi Nett) Prosjektgruppe ved SINTEF Energiforskning: Oddbjørn Gjerde, Astrid Petterteig, Jørn Heggset, Gerd Kjølle (prosjektleder) Egeninnsats fra finansiørene etter behov: Bjørn Tore Hjartsjø (Statnett)

25 Organisering Prosjektansvarlig bestiller Annie Heieren EBL Kompetanse Prosjektleder Gerd H Kjølle SINTEF Energiforskning Brukergruppe Alle finansiører Delprosjekt 1: Muligheter og potensialer Oddbjørn Gjerde, Astrid Petterteig Delprosjekt 2: Metoder og modeller Jørn Heggset, Bjørn Tore Hjartsjø Arbeidsgruppe Jan Eskedal, Yngve Aabø, Atle Ripegutu