NESTE GENERASJON FASIT EFFEKTIVISERING, BEDRE DATAKVALITET OG ØKT ANVENDELSE AV FEIL- OG AVBRUDDSDATA Av Jørn Heggset, Jan-Arthur Saupstad (Statnett SF) Arnt Ove Eggen (SINTEF Energi AS) Ketil Sagen (Energi Norge AS) Sammendrag "Neste generasjon FASIT" er et bransjeprosjekt der målet har vært å effektivisere arbeidet med FASIT, heve datakvaliteten, og øke anvendelsen av feil- og avbruddsdata til ulike oppgaver. I prosjektet har man foretatt en omfattende revidering av FASIT kravspesifikasjon, som skal implementeres av flere programleverandører. Kravspesifikasjonen beskriver de viktigste brukstilfellene, dvs. en overordnet beskrivelse av dialogen mellom bruker og FASIT. Kravspesifikasjonen inneholder også en detaljert beskrivelse av informasjonsmodellen, som tar utgangspunkt i Common Information Model (CIM). I tillegg er det utarbeidet oppdaterte definisjoner og registreringsprinsipper basert på rammeverk for sårbarhetsanalyser, samt veiledning og eksempelsamling som støtte til de mange som arbeider med feilanalyse og FASIT i nett- og produksjonsselskapene. Bedre konsistens i registreringen vil gi økt datakvalitet både lokalt og nasjonalt. Dette vil gi økt kvalitet på statistikker for ulike formål hos NVE, systemansvarlig og internt i nett- og produksjonsselskapene. Til syvende og sist vil dette bidra til at det blir tatt bedre beslutninger knyttet til leveringspålitelighet. 1. BAKGRUNN FASIT er den norske kraftbransjens system for registrering og rapportering av feil og avbrudd. FASIT omfatter data for hele det norske kraftsystemet, og er i dag et viktig verktøy for dokumentasjon og kontroll av leveringspåliteligheten i kraftsystemet. Videre gir FASIT aktørene nødvendig datagrunnlag for optimal drift, vedlikehold og utbygging av kraftsystemet.
Formålet med FASIT er å fremskaffe informasjon om leveringspåliteligheten i det norske kraftsystemet, både informasjon om historisk leveringspålitelighet og informasjon for å estimere fremtidig forventet leveringspålitelighet. For å kunne fremskaffe informasjon om leveringspålitelighet skal det i FASIT registreres opplysninger om: planlagte utkoblinger som har medført avbrudd (både varslede og ikke varslede utkoblinger) driftsforstyrrelser (automatisk utkobling, påtvungen utkobling og utilsiktet utkobling) Avbrudd for rapporteringspunkt (inkl. avbrutt effekt, ikke levert energi, KILE, avbruddsvarighet) dekker et sluttbrukerfokus, mens driftsforstyrrelser (hva er feil, hvor er det feil, og hvorfor er det feil) dekker et systemfokus. FASIT-arbeidet i bransjen er svært omfattende, og har store økonomiske konsekvenser for nettselskapene, blant annet gjennom KILE-ordningen. Totalt registreres det årlig i størrelsesorden 25 000 FASIT-rapporter med informasjon om driftsforstyrrelser og planlagte utkoblinger i høyspenningsnettet 1 420 kv. I tillegg kommer registrering av avbrudd som skyldes hendelser i lavspenningsnettet. Det er et stort behov for å effektivisere dette arbeidet, og FASIT må også gjennomgå store endringer for å møte nye krav, bl.a. gjennom å utnytte de muligheter som ligger i moderne teknologi og kommunikasjon med andre IKTsystemer. 2. PROSJEKT NGF For å møte denne utfordringen har Energi Norge sammen med Statnett, NVE og flere nettselskap gjennomført et fellesfinansiert prosjekt kalt Neste Generasjon FASIT (NGF), med SINTEF Energi som FoU-partner. Den overordnede idéen for prosjektet er at arbeidet med feil- og avbruddsdata kan effektiviseres, datakvaliteten heves og anvendelsen økes gjennom: integrasjon/samspill mellom FASIT og andre IKT virksomhetssystemer (Figur 1) informasjon fra Avanserte måle- og styringssystemer (AMS) web-tjenester for rapportering og statistikkgenerering mer konsistente og logiske registreringsprinsipper, og bedre og mer omfattende veiledningsmateriell
KIS NIS AMS GIS DMS FDV FASIT SCADA ERP Feilanalyse SYSBAS Internet of things DNMI Figur 1: FASIT og relasjoner til relevante IKT-systemer Prosjektets hovedmål har vært å utvikle en kravspesifikasjon for neste generasjon programsystem for registrering og rapportering av feil og avbrudd (FASIT), som ivaretar nettselskapenes og myndighetenes behov for økt effektivitet i deres arbeidsprosesser innenfor FASIT, heve datakvaliteten og bidra til økt anvendelse av feil- og avbruddsdata til ulike forbedringer hos nett- og produksjonsselskapene. Det har også vært et behov for å utforme kravspesifikasjonen slik at den blir mer vedlikeholdsvennlig, noe som vil gjøre det enklere for programvareleverandører å implementere kravene og fremtidige endringer. FoU-prosjektet avsluttes i 2017, og aktørene har allerede startet implementeringsløpet som skal resultere i at nye FASIT skal tas i bruk av hele bransjen fra 2019.
2.1 Terminologi og registreringsprinsipper I prosjektet har man arbeidet mye med terminologi og registreringsprinsipper for driftsforstyrrelser, feil og avbrudd; fordi en klar og logisk registreringsmetodikk har veldig mye å si for konsistens og kvalitet på datagrunnlaget. Dette vil i neste omgang påvirke de beslutninger som tas med utgangspunkt i dette datagrunnlaget; beslutninger som kan få store økonomiske konsekvenser. Prosjektet har som et ledd i dette arbeidet utarbeidet et oppdatert notat med definisjoner [1], som er basert på både norsk standard og nyere internasjonale standarder. Det er også oppdatert en del definisjoner som er spesielle for FASIT-arbeidet. Det er utarbeidet mer entydige retningslinjer for registrering av spenningsnivå på feilstedet, gjentakende feil, automatisk gjeninnkobling (GIK), vernrespons, og avbrudd som går ut over varslet varighet, for å nevne noe. Den viktigste og mest omfattende endringen er knyttet til metode for registrering av feil, som er basert på et eksisterende "rammeverk for sårbarhetsanalyser" [2], vist i Figur 2. Alle opplysninger om feil skal knyttes til anleggsnivået anleggsdel (krafttransformator, kraftledning, kraftkabel, vern, effektbryter, m.fl.), og årsaker til feil skal registreres som henholdsvis interne og eksterne feilårsaker, jf. Figur 2. Valglister for ulike opplysninger er i stor grad tilpasset valgt anleggsdel og spenningsnivå slik at kun relevante valg er tilgjengelig ved registrering av en spesifikk feil. Det er utarbeidet beskrivelser av hva de enkelte valgene egentlig innebærer og hvordan de skal brukes, gjennom veiledninger og eksempler. Alt dette forventer man vil heve kvaliteten på datagrunnlaget. For å redusere bruk av valget årsak ikke klarlagt, er det innført mulighet for å registrere "grad av sikkerhet". Utgangspunktet for dette er at det er bedre å registrere det man tror er årsaken, enn å ikke registrere noe.
Figur 2: Rammeverk for sårbarhetsanalyser tilpasset registrering av driftsforstyrrelser i FASIT 2.2 Kravspesifikasjon for FASIT programvare Kravspesifikasjonen [3] er utarbeidet med tanke på at programvareleverandører skal kunne implementere nødvendig funksjonalitet for å tilfredsstille de krav som myndigheter og nettselskap stiller til FASIT. Kravspesifikasjonen beskriver de viktigste brukstilfellene (use case), dvs. en overordnet beskrivelse av dialogen mellom bruker og FASIT. Kravspesifikasjonen inneholder også en detaljert beskrivelse av informasjonsmodellen, dvs. en beskrivelse av de klasser og attributter som til sammen utgjør de opplysninger som skal registreres og beregnes i FASIT. Informasjonsmodellen tar utgangspunkt i Common Information Model (CIM), som er en internasjonal standard for utveksling av informasjon. Opplysninger som skal registreres, beregnes og utveksles gjennom FASIT er imidlertid så detaljerte og spesielt tilpasset de krav myndighetene stiller at det i prosjektet er laget omfattende utvidelser av CIM. Både brukstilfellene og informasjonsmodellen er utarbeidet i modelleringsverktøyet Enterprise Architect, slik at programvareleverandører som ønsker det kan benytte dette som grunnlag for implementeringen. Kravspesifikasjonen legger opp til en vesentlig strammere logikk i programvaren, slik at opplysninger som skal registreres er avhengig av hvilken type hendelse som skal registreres, samt hvilke valg som er gjort tidligere i registreringsprosessen. Hensikten med dette er både å
effektivisere selve registreringsarbeidet og å øke kvaliteten på det som blir registrert. Av viktige endringer i den nye kravspesifikasjonen nevnes mulighet for tettere kobling med NIS/GIS og DMS/SCADA, mulighet til å benytte data fra AMS i forbindelse med avbruddsregistrering, økt bruk av maler for å registrere vanlige hendelser (reduserer registreringsarbeidet og gir økt konsistens/datakvalitet), økt fokus på geografisk posisjon på feilsted (muliggjør detaljerte analyser av f.eks. værpåkjenninger eller andre posisjonsavhengige analyser), automatisk og fortløpende innsending av FASIT-rapporter på alle spenningsnivå til systemansvarlig, automatisert utveksling av informasjon mellom ansvarlig og berørt konsesjonær etter hendelser som omfatter flere nettselskap, og automatisk henting av temperaturdata fra eklima. 3. VEIEN FRAM MOT REALISERING FASIT kravspesifikasjon skal implementeres av flere programleverandører, som alle har lisensavtale med Energi Norge. Den nye versjonen skal erstatte dagens versjon fra og med 2019. Før den tid skal det gjennomføres en koordinert utvikling- og testfase basert på den nye kravspesifikasjonen. 3.1 Implementering Programvareleverandørene har startet implementeringen vinteren 2017, mens systemansvarlig parallelt starter implementering av FASIT-Hub (se Kapittel 3.2). Det vil bli en tett oppfølging av programvareleverandørene med stegvise tester, helt fra de grunnleggende beregningsrutinene for avbrutt effekt, ILE og KILE, via nødvendig funksjonalitet, brukergrensesnitt og resultatpresentasjoner, til utvekslingsgrensesnitt i løpet av høsten 2017 og våren 2018. Det planlegges også en større test med utveksling av data mellom alle programvareleverandørene for å sikre at dette fungerer tilfredsstillende. Den endelige godkjenningstesten er planlagt tidlig på høsten 2018, slik at det også er god tid til utrulling og opplæring hos nettselskapene før ny FASIT-versjon skal være operativ fra 1. januar 2019.
3.2 FASIT-Hub For å oppfylle de oppgavene Statnett har som systemansvarlig skal det utvikles en oppdatert portal i Fosweb (konsesjonærenes felles portal inn til systemansvarlig), med funksjonalitet for håndtering av informasjon til og fra FASIT-programvare hos nettselskapene. En viktig målsetting med dette er å sørge for sporbarhet, sikker datautveksling og effektiv kommunikasjon mellom aktørene. Denne portalen benevnes FASIT- Hub i Figur 3. FASIT-Hub skal ha følgende hovedfunksjoner: Tilgang til oppdaterte lister med lovlige valg, standardiserte maler, osv. Etterrettlig og sporbar utveksling av informasjon mellom ansvarlig og berørt konsesjonær etter "avbrudds-hendelser". Mottak av FASIT-rapporter fra konsesjonærene. Nasjonal database som inneholder samtlige FASIT-rapporter fra alle konsesjonærer på alle spenningsnivå. Infotorg med presentasjon av datagrunnlag fra den nasjonale databasen til ulike aktører (nettselskap, produksjonsselskap, NVE, konsulenter/fou-institusjoner, m.fl.). Infotorget vil gi mulighet for egendefinerte søk i databasen basert på tilgangskontroll. Figur 3: Datautveksling til og fra FASIT programvare og FASIT-Hub
Arbeidet med utvikling og testing av FASIT-Hub er tett koordinert med implementering av ny kravspesifikasjon i FASIT programvare hos de ulike programvareleverandørene. 4. HVORDAN OPPNÅ FORVENTEDE GEVINSTER HOS NETTSELSKAPENE? Flere av nettselskapene har sammen med systemansvarlig og NVE deltatt aktivt i arbeidet med å definere prioriterte behov til FASIT for å oppnå målsettingen. Gjennom god kjennskap til resultatene i prosjektet forventer de vesentlig redusert tid til registrering av driftsforstyrrelser og planlagte avbrudd gjennom muligheter til å lage rapportmaler for typiske hendelser, implementering av dynamiske valglister og hjelpetekster til de enkelte datafeltene som skal fylles ut. Selskapene forventer også at dette skal bidra til at flere personer vil kunne registrere riktig, i økende grad via nettbrett og mobiltelefon i felten. Kvalifisert personell vil i større grad få fristilt tid til å gjennomføre feilanalyser og statistiske analyser for forbedret forvaltning av nettet og bedre beslutningsgrunnlag for investeringer. Det er verd å merke seg at forbedret konsistens i registrering vil gi økt datakvalitet både lokalt i det enkelte nettselskapet og nasjonalt. Dette vil i sin tur gi bedre kvalitet i ulike statistikker for ulike formål hos NVE, systemansvarlig og i de enkelte nettselskapene. Til syvende og sist vil dette bidra til at det blir tatt bedre beslutninger knyttet til utbygging, drift og vedlikehold i kraftsystemet. 5. REFERANSER [1] Eggen, A.O. (2017). Definisjoner knyttet til feil og avbrudd i det elektriske kraftsystemet, SINTEF Energi AS, Trondheim. [2] Kjølle, G.H., Gjerde, O., Hofmann, M. (2013). Vulnerability and security in a changing power system. Executive summary, TR A7278, SINTEF Energi AS, Trondheim. [3] Eggen, A.O., Vefsnmo, H. (2017). FASIT kravspsesifikasjon, Versjon 2019, SINTEF Energi AS, Trondheim.