Muligheter og utfordringer i bruk av levetidsmodeller for nettkomponenter

Like dokumenter
Tilstandsbasert modell for beregning av restlevetid

Hur använder vi fel och avbrottsdata?

Plan for økt nytteverdi av levetidsmodeller

Teknisk-økonomisk analyse og dokumentasjon av nytteverdier

Verktøy for estimering av sviktsannsynlighet og restlevetid

Strategier for vedlikehold og oppgraderinger

Kobling mellom RCM-analyser og levetidsmodell

Av Thomas Welte, SINTEF Energi, Bjarne Børresen, Energi Norge

Levetidsmodellering som underlag for økonomiske analyser

Lønnsomhet av vedlikeholdstiltak

Driftssikkerhet for vindturbiner. Aktiviteter. Målsetning. NEtV-3 Driftssikkerhet for vindturbiner

Optimalt vedlikehold. Eivind Solvang. SINTEF Energiforskning AS. NTNU Institutt for elkraftteknikk

OPPDRAGSGIVER(E) EBL Kompetanse OPPDRAGSGIVER(E)S REF./KONTAKTPERSON. Ketil Sagen PROSJEKTNR. GRADERING PROSJEKTLEDER (NAVN, SIGN.

Hur kan vi på ett bättre sätt utnyttja drifthändelsestatistik?

Bedre utnyttelse av feil- og avbruddsdata

FASIT som element i utvikling av vedlikeholdsstrategier

Optimalt vedlikehold av vannkraftverk

EBLs Håndbøker for Tilstandskontroll. EBL drivkraft i utviklingen av Norge som energinasjon

Vedlikehold av nett. Dag Eirik Nordgård Forskningsleder, SINTEF Energi AS. - Forvaltning av infrastruktur for distribusjon av elektrisitet

Verdifullt vedlikehold FoU knyttet til opprusting og utvidelse av vannkraft

Innovasjon som muliggjører for verdiskaping

NORDISK STANDARDISERING AV FEILSTATISTIKK. Olve Mogstad og Jørn Heggset, SINTEF Energiforskning Sven Jansson, Elforsk

Har vi et robust kraftsystem og hvordan måler vi det?

Informasjon fra Referansegruppe for feil og avbrudd. Jørn Heggset, Statnett (leder) FASIT-dagene 2016 Gardermoen, november 2016

Start / Stopp Problematikk; Kjøremønsterrelaterte kostnader for vannkraftverk

Nordiskt förslag på standardisering av drifthändelsestatistik

Tilstandskontroll av kraftledninger

Status referansegruppe for feil & Avbrudd

Optimale løsninger for vern, kontroll og automatisering i kraftsystemet

Informasjon fra Referansegruppe for feil og avbrudd. Jørn Heggset, Statnett FASIT-dagene 2017 Gardermoen, november 2017

Sårbarhet og forsyningssikkerhet i et kraftsystem i endring - Øker risikoen for omfattende avbrudd?

hvor står vi og hvor går vi?

Feil- og avbruddsrapporteringen for 2008

Sammanställning av rapportering från Verdiskapande vedlikehold inom kraftproduksjon

Status Referansegruppe for feil og avbrudd. Aktiviteter 2012 Planer 2013

Vedlikeholdsforum september 2011 Rica Nidelven

OPPDRAGSGIVER(E) EBL Kompetanse OPPDRAGSGIVER(E)S REF./KONTAKTPERSON. Arne Løchting PROSJEKTNR. GRADERING PROSJEKTLEDER (NAVN, SIGN.

Elektromekaniske løsninger har vi teknologi og kompetansemiljøer?

Beslutningsstøtte for vedlikehold og rehabilitering innen vannkraft

Jørn Heggset, Jan-Arthur Saupstad, Statnett SF Ketil Sagen, Energi Norge Arnt Ove Eggen, SINTEF Energi AS

Registreringsprinsipper i FASIT. Jørn Heggset FASIT for produksjonsanlegg,

Oppsummering Hovedbudskapet i FASIT-prosessen og knytningen til nettforvaltning

Driftssikkerhet for vindturbiner

Verdiskapende vedlikehold innen kraftproduksjon

Pågående CIGRÉ-undersøkelse om driftserfaringer med høyspenningsapparater

Fradrag i beregnet anleggsbidrag. Bunnfradraget i MIP Kraftnett er for tiden kr ,- for nyanlegg og reinvesteringer.

Neste generasjon FASIT

Presentasjon av FoU-prosjekt

Feil- og avbruddsrapportering - Oppsummering. Ketil Sagen, Energi Norge AS / Jørn Heggset, SINTEF Energi AS

Tilstanden på kraftnettet vårt?? Anngjerd Pleym SINTEF Energiforskning AS

Eksempel på anvendelse

Risikobasert vedlikehold og fornyelse prinsipper og anvendelser

Status Referansegruppe for feil og avbrudd. Aktiviteter 2009 Planer 2010

Denne rapporten er basert på min masteroppgave [1] ved NTNU, Institutt for elkraftteknikk, våren 2013.

Bruk av ISY JobTech ved NTE Energi AS. Vedlikeholdsforum 2011

Feilstatistikk & Feilanalyse

Prinsipper for registrering i FASIT-skjema

Anleggsbidrag. EBL-Temadag: Anleggsbidrag. Hans George Dahl

Nytteverdier av vedlikehold og fornyelse og hvordan de kan beskrives

Nordisk harmonisering av feil- og avbruddsdata

NESTE GENERASJON FASIT EFFEKTIVISERING, BEDRE DATAKVALITET OG ØKT ANVENDELSE AV FEIL- OG AVBRUDDSDATA

Krav om rapportering av driftsforstyrrelser i produksjonsanlegg. Jørn Heggset FASIT for produksjonsanlegg,

Utfordringer i regionalnettet. Rune Stensland Adm.dir. SKS Nett AS

ÅRSRAPPORT 2006 REFERANSEGRUPPE FOR FEIL OG AVBRUDD

ALTERNATIVE FAKTA I SKADESAKER: BRUK AV LEVETIDSDATA. Sverre Holøs, SINTEF Byggforsk

Avbruddsstatistikk 2013

Ny KILE-ordning fra 2009

Trykkluft lekkasje kontroll

5. Vedlikehold- / kontrollstrategi. SINTEF Energiforskning AS

Prinsipper for registrering i FASIT-skjema

Tilstandsrapportering

En smart vei til et smartere sentralnett

Sårbarhet i kraftnettet eksempel Sør-Norge uten strøm i 8-12 timer, hva skal til?

Høringssvar fra Distriktsenergi til høringen om endringer i leveringskvalitet og kontrollforskriften

Analysemodell for vedlikehold og reinvesteringer i kraftnett

Identifikasjon av kritiske funksjoner og sårbarheter i kraftnettet

Avbruddsstatistikk og tilsynsvirksomhet

Vedlikehold av nettstasjoner

FASIT versjon 2019 med FASIThub og Infotorg Innledning. FASIT-dagene 2017, Ketil Sagen, EnergiAkademiet

Maskinforskriften. Hermod Pettersen

Vedlikehold og rehabilitering innen vannkraft

Neste generasjon FASIT Målsetting og status FASIT-dagene 2016 Gardermoen,

Vedlikeholdsstyring ved aldring Største utfordringer for redere

EBL Kompetanse. Regionmøter

Norges vassdrags- og energidirektorat. EBL Næringspolitisk verksted

OPPDRAGSGIVER(E) EBL Kompetanse AS OPPDRAGSGIVER(E)S REF./KONTAKTPERSON PROSJEKTNR. GRADERING PROSJEKTLEDER (NAVN, SIGN.

FASIT dagene Ny KILE ordning konsekvenser for FASIT. Helge Seljeseth / helge.seljeseth@sintef.no.

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) Institutt for elkraftteknikk FAG PÅLITELIGHET I ELKRAFTSYSTEMER - GRUNNKURS. Øving nr. 4.

Metodikk og erfaringer oppfølging av SIL i drift

Automatiske FASIT løsninger virkelighet eller utopi. Hans Fredrik Christensen Cascade as

Sprekker i løpehjul. analyser, forebygging og erfaringer Bjarne Børresen Technology Manager

RETNINGSLINJER FOR BEHANDLING AV ANLEGGSBIDRAG OG BUNNFRADRAG. Stikkord for innhold:

Norsk Asfaltforenings studietur 2010

Hvilke planer har vi for fremtidens KILEordning. Lisbeth Vingås

SAMBA Smartere anleggsforvaltning med Big Data

Vedlikeholdsplanleggingsprosessen i Hydro Energi, Norsk Hydro ASA

B O R N T O I N N O V AT E M A I N T E C H K O N F E R A N S E N

PTK Sesjon D: Kraftverk (elektro, maskin) Vedlikehold og rehabilitering innen vannkraft (FoU-prosjekt) Resultater og status

Spenningskvalitet inkludert i fremtidig økonomisk regulering?

SYSLIFE BRUKERVEILEDNING PUBLIKASJONSNR.:

Transkript:

Muligheter og utfordringer i bruk av levetidsmodeller for nettkomponenter Jørn Heggset Nettkonferansen 2006 5-6 desember 2006 i Oslo 1

OPAL Optimalisering av leveringspålitelighet i kraftnett Prosjektperiode: 2002-2006 Budsjett: 5,9 mill NOK Deltakere: EBL Kompetanse (NO), Elforsk (SE), Statnett (NO), NTNU (NO), nettselskap, DEFU (DK), Tampere University of Technology (SF), Norges Forskningsråd (NO) www.energy.sintef.no/prosjekt/opal 2

Hovedresultater fra OPAL-prosjektet 1. Nordiske retningslinjer for registrering og rapportering av feil- og avbruddsstatistikk 2. Bedre utnyttelse av feil- og avbruddsdata i nettplanlegging og drift (inkl. eksempler) 3. Levetidsmodeller for nettkomponenter 4. Kravspesifikasjon for beregning av leveringspålitelighet i maskenett 3

Utfordringer og muligheter Kunnskap om skademekanismer, teknisk tilstand og Investering sviktsannsynlighet er essensielt for estimering av restlevetid og levetidskostnader Drift Vedlikehold Underlag for vedlikeholds- og fornyelsesstrategi Bruke ressurser på riktige komponenter til riktig tid Elektriske tap Avbrudd Fornyelse Trenger enhetlige rammeverk KILE og systemer for håndtering av denne type problemstillinger og datagrunnlag Avvikling Teknisk kompetanse Reparasjon pensjoneres Forsterkning Viktig med samarbeid mellom Restverdi nettselskap, utstyrsleverandører og forskning 4

Levetidsmodeller for nettkomponenter For en gitt komponent(type): Estimering av (rest)levetid Estimering av sviktsannsynlighet pr år Basis for Tilstandskontroll, vedlikehold og fornyelse (0-5 år) Analyse av reinvesteringsbehov (5 år ) Teknisk tilstand Driftshistorikk Type komponent (design, alder, etc.) Restlevetid Sviktsannsynlighet Påkjenninger Levetidskurve Feilstatistikk 5

Levetidskurve Reststyrke [%] Tilfeldig påkjenning P Komponentens tålegrense F Svikt Normal driftspåkjenning P-F intervall Levetid Tid [år] 6

Forenklet levetidskurve Teknisk tilstand TC 1 TC 2 Spesifikk skadetype og påkjenninger Tiltak TC 3 Svikt TC 4 TC 5 Idriftsettelse, rehabilitering, etc. T 1 T 2 T 3 T 4 Tid [år] Karakter Betydning (fra EBLs håndbøker for tilstandskontroll av vannkraftutstyr) 1 Ingen tegn til svekkelse. 2 Noe tegn til nedbrytning. Resultatet er noe dårligere enn i ny tilstand. 3 Utbredt tegn til nedbrytning. Betydelig dårligere enn i ny tilstand. 4 Tilstanden er kritisk. 5 Svikt 7

Modellering av hovedtilstander Antar: T k ~ gammafordelt Teknisk tilstand Feil Tilstand k: 1 2 3 4 5 T 1 T 2 T 3 T 4 0.07 0.25 0.60 1.20 () 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.20 0.15 0.10 0.05 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0 10 20 30 40 0.00 0 2 4 6 8 10 12 0.00 0 1 2 3 4 0.00 0 0.5 1 1.5 2 2.5 gamma(α 1, β 1 ) gamma(α 2, β 2 ) gamma(α 3, β 3 ) gamma(α 4, β 4 ) 8

Hovedtilstander Markov-kjede Gamma-forderlinger transformeres til en kjede av eksponensial-fordelinger T 1 T 2 T 3 T 4 0.07 0.25 0.60 1.20 () 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.20 0.15 0.10 0.05 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0 10 20 30 40 0.00 0 2 4 6 8 10 12 0.00 0 1 2 3 4 0.00 0 0.5 1 1.5 2 2.5 λ 1 λ 2 λ 3 λ 4 λ 5 λ 6 λ 7 λ 8 λ 9 λ 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 F 9

Ekspertvurdering av effektbryter Enhet: Type: Skadetype: Årsaker: Skadeforløp: Benevnelse Antall koblinger Normalt norsk klima 1. Enhet- / komponentbeskrivelse Driftsanordning - energilager Hydraulisk og trykkluft 2. Skadebeskrivelse Manglende energi Dårlige pakninger Korrosjon Defekte pumper Etc. Lekkasje etc. 3. Normal driftstilstand (Designkriterier) Beskrivelse 0-10 pr år 4. Påvisning av tilstanden Karak-ter Kriterier for karaktersetting basert på tilstandskontroll-håndbøkene og eventuelt andre vurderinger 2 Synlig korrosjon, svette pakninger, mindre lekkasjer 3 Koblingstid eller oppspenningstid signifikant endret Lekkasje 4 Betydelig lekkasje (kompressor starter ofte) 5 svikt Utilstrekkelig koblingsenergi ( låst bryter) 5. Varighet og spredning for tilstand 1-4 T 1 T 2 T 3 T 4 Typisk varighet for tilstand 1-4: tid [år] 10 10 5 1 10%-kvantil: tid [år] 5 5 2 0,1 10

Verktøy for beregning av sviktsannsynlighet for en spesifikk komponent med en gitt teknisk tilstand Based on expert judgment: Expected values 10th percentile alfa beta 1 10,00 5,00 5,33 1,87 Sub-component: Operating mechanism / energy storage 2 10,00 5,00 5,33 1,87 Type: Hydraulic 3 5,00 2,00 3,43 1,46 Failure type: Lack of energy 4 1,00 0,10 0,97 1,03 Expert: NN Sum: 26,00 Company: XX Technical new 1 + 2 - + 3 - + 4 - condition: x Neste år year Failure probability 1 0,000329 0,000329 2 0,010102 0,010432 3 0,046032 0,056464 4 0,096251 0,152715 5 0,134641 0,287356 6 0,148304 0,435660 7 0,139832 0,575492 8 0,118422 0,693914 9 0,092837 0,786751 10 0,068732 0,855483 11 0,048731 0,904215 12 0,033421 0,937636 13 0,022337 0,959972 14 0,014630 0,974602 15 0,009430 0,984032 16 0,005940 0,989972 17 0,003806 0,993778 18 0,002380 0,996158 19 0,001479 0,997637 20 0,000914 0,998550 Cumulative probability MTTF 6,923 P_failure 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 Failure probability 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 year 11

Sviktkostnader en del av nåverdianalysen kkr Vedlikeholdskalkyle 1000 (alle tall i 1000 kr) 500 Tiltak: 0 Eksempel Inntekter Nåverdi 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Økt virkningsgrad 0 0 0 0 0 0 0 0 Økt tilgjengelighet/redusert sviktsannsynlighet 5618 38 169 321 464 585 680 748 Unngår/utsetter fremtidige kostnader 0 0 0 0 0 0 0 0 Andre inntekter 0 0 0 0 0 0 0 0 Sum 5618 38 169 321 464 585 680 748-500 -1000-1500 -2000 2006 Kostnader Inntekter/kostnader Ressurser Økt tilgjengelighet/redusert sviktsannsynlighet -1700-1700 0 0 0 0 0 0 Økt virkningsgrad Utilgj.het under tiltaket -100-100 0 0 0 0 0 0 Vedlikeholdsintroduserte feil 0 0 0 0 0 0 0 0 Andre kostnader 0 0 0 0 0 0 0 0 Sum -1800-1800 0 0 0 0 0 0 0,060 Resultat 3818-1762 169 321 464 585 680 748 0,050 0,040 Akkumulert nåverdi -1765-1620 -1365-1024 -625-197 239 0,030 Kalkulasjonsrente 8,0 % 0,020 Sviktsannsynlighet 1 Eksporter resultat... 0,010 0,000 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2008 2031 2010 2032 2012 2033 2014 2034 2016 2018 2020 2035 2022 2024 Andre kostnader Vedlikeholdsintroduserte feil Utilgj.het under tiltaket Ressurser Andre inntekter Unngår/utsetter fremtidige kostnader 2026 2028 2030 2032 2034 Referansetiltak Nytt tiltak 12

Bruk av data om sviktsannsynlighet Dataverktøy for analyse av restlevetid 0.18 Sviktsannsynlighet Sviktsannsynlighet 0.16 0.14 0.12 P_svikt 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 Inngår i økonomiske beregninger Inntekter Nåverdi 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Økt virkningsgrad 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Økt tilgjengelighet/redusert sviktsannsynlighet 5618 38 169 321 464 585 680 748 792 814 Unngår/utsetter fremtidige kostnader 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Andre inntekter 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Sum 5618 38 169 321 464 585 680 748 792 814 Kostnader Ressurser -1700-1700 0 0 0 0 0 0 0 0 Utilgj.het under tiltaket -100-100 0 0 0 0 0 0 0 0 Vedlikeholdsintroduserte feil 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Andre kostnader 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Sum -1800-1800 0 0 0 0 0 0 0 0 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 år Resultat 3818-1762 169 321 464 585 680 748 792 814 Akkumulert nåverdi -1765-1620 -1365-1024 -625-197 239 667 1074 13

Bruksområder for metoden Svar på grunnleggende spørsmål: Hva er sannsynlighet for svikt på denne komponenten i f.eks. de neste 5 årene? Beregne forventede kostnader av uønskede hendelser Beregne øknomisk nytteverdi av vedlikehold og reinvesterings-prosjekter Dokumentere et prosjekts virkning på ulike kvalitative elementer (helse, miljø, sikkerhet, PR, etc) Kvantifisere effekten av ulike vedlikeholdsstrategier 14

Ekspertvurderinger Teknisk tilstand TC 1 TC 2 Levetidskurve TC 3 Svikt TC 4 TC 5 T 1 T 2 T 3 T 4 Idriftsettelse, rehabilitering, etc. Tid [år] Sviktsannsynlighet 15

Restlevetid, sviktsannsynlighet og levetidskostnad for nettkomponenter (Nytt prosjektforslag fra 2007, se www.ebl.no FoU 2007) Mål Etablere metodikk og datagrunnlag for estimering av restlevetid, sviktsannsynlighet og levetidskostnad for nettkomponenter, samt utvikle programvareprodukt (prototyp) for lagring, oppdatering og anvendelse av levetidsdata. Delprosjekter 1. Spesifisere standard tilstandskriterier og skadetyper Teknisk tilstand - degradering håndbøker 2. Etablere levetidskurver for komponenter og skadetyper Tid til svikt - påkjenninger ekspertvurderinger 3. Utvikle metodikk og programvareprodukt for levetidsdata Lagring og oppdatering - sviktsannsynlighet - levetidskostnader 16

Tilstandsdata + Ekspertvurderinger + Driftserfaringer/ -statistikk Teknisk tilstand TC 1 TC 2 Levetidskurve TC 3 Svikt Håndbøker for tilstandsfastlegging, skadeatlas TC 4 TC 5 T 1 T 2 T 3 T 4 Idriftsettelse, rehabilitering, etc. Tid [år] Sannsynlighet For svikt 17

Takk for oppmerksomheten! jorn.heggset@sintef.no 18