Real-time weather-dependent probabilistic reliability assessment of the Icelandic power system

Hleð...
Thumbnail Image

Dagsetning

Höfundar


Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Útgefandi

Úrdráttur

Power system operation is concerned with supplying electricity to society in a reliable manner. Reliability has traditionally been managed through use of the deterministic N-1 criterion. The EU FP7 GARPUR research project proposes that Transmission System Operators (TSOs) transition to the use of a probabilistic reliability management approach and criteria. This proposal is based on the N-1 criterion’s insensitivity to: the variable probability of exogenous threats to power systems; varying spatiotemporal and socio-economic impacts of service outages; and the trade-off between preventive and corrective controls, among other aspects. This work aimed to implement the theoretical framework presented by GARPUR on the Icelandic transmission system in the context of real-time operations. This was achieved by first interpreting the GARPUR framework into an ideal implementation. The ideal implementation was then simplified, by considering present day data and tool availability, into a first-step implementation of the GARPUR framework, which was prototyped on academic test systems. This formed the basis for developing a pilot test of the GARPUR framework on the Icelandic transmission system. The pilot test was extended beyond present day tools and data, through the creation of weather-dependent failure rate models to determine the importance of weather in real-time risk assessment, and a custom-built system response model to assess the impact of various assumptions and system protection devices. The core of this work is a validation that the approach proposed by the GARPUR project can be implemented as a tractable and practically useful reliability assessment process for real-world system operation. Additionally, this work shows the influence of weather on real-time reliability through the use of weather-dependent failure rate models. As a result, recommendations are made on the practical and gradual transition from present TSO practices towards probabilistic approaches.
Rekstur raforkukerfa snýst um að tryggja áreiðanlega afhendingu á raforku til þjóðfélagsins. Hið hefðbundna N-1 viðmið hefur til þessa verið notað við að stýra áreiðanleika. Í EU FP7 rannsóknaverkefninu GARPUR, er lagt til að kerfisstjórnendur raforkukerfa byggi frekar á líkindafræðilegum aðferðum og viðmiðum til að ná fram auknum áreiðanleika. Tilmæli um notkun líkindafræðilegra aðferða eru þar sett fram vegna þess að hið hefðbundna N-1 viðmið er ónæmt fyrir breytilegum líkum á utanaðkomandi ógn við raforkukerfið; breytilegum þjóðhagslegum afleiðingum raforkuskorts; og jafnvægi fyrirbyggjandi og leiðréttandi aðgerða, meðal annars. Sú rannsókn sem lýst er í þessari ritgerð hefur haft það að markmiði að yfirfæra hina fræðilegu hugmyndafræði sem GARPUR byggir á yfir á íslenska raforkukerfið og er þá átt við rekstur kerfisins í rauntíma. Þetta var gert með því að útfæra fyrst fræðilegar hugmyndir GARPUR verkefnisins á fræðilega fullkominn hátt. Þessi útfærsla var síðan einfölduð með því að taka tillit til þess hvaða gögn og verkfæri væru aðgengileg í reynd. Þetta myndaði fyrsta skrefið í hagnýtingu GARPUR hugmyndafræðinnar þar sem þróuð var frumgerð fræðilegs prófunarkerfis. Með frumgerð fræðilegs prófunarkerfis var myndaður grundvöllur að því að sannprófa GARPUR hugmyndirnar í litlum mælikvarða á íslenska raforkukerfinu. Prófunarkerfið var svo víkkað út fyrir þau gögn og verkfæri sem til eru í dag. Til að fá betri mynd af mikilvægi veðurs í rauntíma áhættumati var veðurháð bilanalíkan þróað. Einnig var útbúið kerfislíkan til að meta áhrif ýmissa forsendna og verndaraðgerða raforkukerfisins. Kjarni þessarar rannsóknavinnu er sannprófun þess að hægt er að útfæra í reynd aðferðafræði GARPUR verkefnisins sem nothæfa og gagnlega leið til að meta og stjórna áreiðanleika raforkukerfis í rauntíma. Auk þess hefur þessi rannsókn dregið fram áhrif veðurs á áreiðanleika raforkukerfisins í rauntíma með því að nota veðurháð bilanalíkön. Þetta leiðir til þess að settar hafa verið fram ráðleggingar um hagnýta yfirfærslu frá núverandi aðferðum við mat á áreiðanleika og rekstur raforkukerfa yfir í líkindafræðilegar aðferðir.

Lýsing

Efnisorð

Verk- og tæknivísindi, Raforkuflutningur, Líkindafræði, Electric power distribution, Probabilities

Citation