From grid reliability to grid resilience.

From grid reliability to grid resilience. Direzione Energia Sesto (BZ), 01/07/2016 Pagina 1

AGENDA Quality of service Reliability (ripescaggio info sedimentate) Remote control systems, integration, reliability and relience. Pagina 2

Definition - ripescaggio nozioni sedimentate Distribution: transfer of electricity between transmission supply points (typically substations) and individual customers; Asset: a major item of electrical network system, such as: 1. circuit breakers, 2. transformers, 3. underground cables or overhead lines, 4. power control centre. Pagina 3

Pagina 4 Just to be clear circuit breakers - ripescaggio nozioni sedimentate

Pagina 5 transformer - ripescaggio nozioni sedimentate

Pagina 6 cables - ripescaggio nozioni sedimentate

Pagina 7 Power control centre - ripescaggio nozioni sedimentate

Reliability indicators - ripescaggio nozioni sedimentate su probabilità, affidabilità e dintorni. Asset management could be considered the art of balancing long-term view against short-term issues; The key metrics in understanding the long term impacts of a decision is how it affects the electricity network s reliablity, i.e. 1. Inrerruption performance measures such as SAIDI an SAIFI; 2. Power quality performance measures (voltage magnitude, dips, total harmonic distortion); 3. Other key indexes associated with line faults, incidents, near miss etc. TIQE: Testo integrato della qualità dei servizi di distribuzione e misura dell energia elettrica per il periodo di regolazione 2012-2015 e 2016-2024 ; CEI EN 50160 Caratteristica della tensione fornita dalle reti pubbliche di distribuzione dell energia elettrica classificazione CEI: 8-9 data 01/05/2011; DCO 48/2015/R/eel: «Regolazione della qualità dei servizi di trasmissione, distribuzione, e misura dell energia elettrica, nel quinto periodo di regolazione» Pagina 8

Quality of service (TRIESTE) SAIDI = Σ customer interruption duration/total number of customers served; SAIFI = Σ customer interruption number/total number of customers served; Note: ex-post indicators (measure of somethng ) Retrospective statistics and previsional indicators(pianificazione delle reti) Probability Pagina 9

Grid Planning references CEI EN 61078: 2006-05 Tecniche di analisi relative alla fidatezza Diagramma a blocchi di affidabilità e metodi booleani ; IEEE Std. 493-2007 IEEE recommended Practrice for the Design of Reliable Industrial and Commercial Power Systems ; MIL-STD-756B Reliability Modeling and Prediction ; IEC Strategic asset management of power networks (White Paper); Probability and Stochastic Processes, Roy D. Yates, David J. GoodMan, John Wiley and Sons ed. Impianti e costruzioni elettriche, A. Baggini, F. Bua, ed. Comitato Elettrotecnico Italiano. Pagina 10

Grid Planning - ripescaggio nozioni sedimentate. Dependability (fidatezza) of an item is the ability to perform as and when required (IEV: IEC 60050). Dependability includes reliability, maintenability, maintenance support performance and in some cases other characteristics such as durability, safety and security. Reliability: the reliability function R(t) is the probability if a component not failing by time t, provided it correctly work at t 0. MTTF: Mean-Time-To-Failure, The mean exposure time between consecutive repairs (or installations) of a component and the next failure of that component. MTBF: Mean-Time-Between-Failure, The mean exposure time between consecutive failures of a component = 1/λ.; Pagina 11 MTTR: Mean-Time-To-Repair, durata media della riparazione = r; failure rate (λ): The mean (arithmetic average) is the number of failures of a component and/or system per unit exposure time. MTTF MTTF MTBF MTTR tempo

Grid Planning - ripescaggio nozioni sedimentate t: random variable, time interval between the entrance into operation and a failure/outage. Probability density function (PDF): f(t); Probability of a component s failure within time t (Cumulative distribution function CDF): Reliability: : Hazard rate: Pagina 12

Grid Planning - distribuzione esponenziale The most popular distribution function (PDF) in the field of electrical componets is the esponential function, the second most pupular is the Weibull distribution (crucial for cable design); The PDF of the exponetial distribution is: The cumulative distribution function is: and reliability: Pagina 13

Grid Planning - distribuzione esponenziale, due proprietà caratterizzanti The mean value of random variable t is: Hazard function: H(t)dt rapresets the probability of a failure at time [t, t+dt], provided the system has been working properly until time t. If H(t) constant memoryless system. examples Pagina 14

Series and parallel systems A B A B Pagina 15

La prospettiva del telecontrollo Sistemi di telecontrollo: la funzione principale dei sistemi di telecontrollo è la sorveglianza ed il controllo a distanza, in maniera sicura e affidabile, dei processi di distribuzione dell energia elettrica,del gas e dell acqua. Pagina 16

Pagina 17 Power Control Centre Perspective

Pagina 18 La prospettiva del telecontrollo

Pagina 19 La prospettiva del telecontrollo

Pagina 20 La prospettiva del telecontrollo

GRID λ = 0.08 INT AT λ = 0.009 TRS AT/MT λ = 0.06 INT 30kV λ = 0.001 CAVO PRIMARIO λ = 0.04 QD + 2 INT VUOTO 30kV λ = 0.009 CAVO DISTRIBUZIONE λ = 0.04 CS UNI λ = 0.004 Pagina 21

GRID λ = 0.08 λ = 0.009 INT AT INT AT λ = 0.009 λ = 0.06 TRS AT/MT TRS AT/MT λ = 0.06 λ = 0.001 INT 30kV INT 30kV λ = 0.001 λ = 0.04 CAVO PRIMARIO CAVO PRIMARIO λ = 0.04 QD + 2 INT VUOTO 30kV λ = 0.009 QD + 2 INT VUOTO 30kV λ = 0.009 λ = 0.04 CAVI DISTRIBUZIONE λ = 0.04 CS UNI λ = 0.004 Pagina 22

Overview sulle reti, la prospettiva del cliente finale Pagina 23

FETG (MT) FERP (AT) Rete di telecontrollo Protezione di Cabina Secondaria TA e TV TA e TV Protezione di Cabina Primaria RTU di Cabina Secondaria RTU di Cabina Primaria Server - client web UEL 1 UEL SERVER ARCHIVI Rete IP Server GISEL STMX UEL 2 SOZ 1---n TRIESTE Pagina 24

FETG (MT) FERP (AT) Evoluzione del telecontrollo Protezione di Cabina Secondaria TA e TV TA e TV Protezione di Cabina Primaria RTU di Cabina Secondaria RTU di Cabina Primaria Server - client web UEL 1 UEL SERVER ARCHIVI Rete IP Server GISEL STMX UEL 2 SOZ 1---n TRIESTE SOZ TLC MODENA DISASTER RECOVERY Pagina 25

From reliability to resilience: the ability to prepare and plan for, absorb, recover from, or more successfully adapt to actual or potential adverse events. Pagina 26

Grazie per la partecipazione. Paolo Manià pmania@acegasapsamga.it Direzione Energia Via Italo Svevo, 2 Trieste www.acegasapsamga.it Pagina 27