Power systemic failures due to a multi-site contingency : an innovative approach to damage data analysis. The blackout crisis in January 2017 in Italy

Coping with severe impacts on electrical power system in the aftermath of low probability high impact extreme weather events resulting from climate change receives flourishing attention. The interconnected nature of the power system grid entails providing service over vast areas that can span a multitude of localities, implying that any low probability high consequence extreme-weather related power outage has the possibility to spread over large areas and to bring about disruptions and high level of societal disturbance concurrently in many locations due to the complex and interdependent relevance of critical infrastructures and other public utility systems. Between January 16th-19th 2017, Abruzzo and Marche Regions of Central Italy experienced exceptionally severe weather conditions with “wet-snow” event giving rise to unprecedented damage to electric power system. Accretion of wet-snow sleeve on overhead transmission and distribution lines and toppling of snow-encrusted tree branches led to substation and conductor failures and far-reaching interruptions in multi sites, turning out a real blackout crisis between 16th to 25th January 2017 with immense societal perturbance especially in Abruzzo Region also due to further progressive reflections on systemic and organizational level. The motivation of this thesis study is to develop an innovative approach to damage data analysis and so doing, to provide a better insight into evolution of power systemic failures during the Blackout Crisis in Central Italy in January 2017.

Far fronte a gravi conseguenze sul sistema di alimentazione elettrica a seguito degli eventi meteorologici estremi ad alto impatto ed a bassa probabilità derivanti dal cambiamento climatico è un tema di profonda attenzione. La natura interconnessa del sistema di alimentazione richiede di fornire servizio su vaste aree che possono estendersi su una moltitudine di frazioni, implicando che ogni conseguenza estrema possa propagarsi su grandi superfici e causare disturbi e alto livello di disfunzione sociale contemporaneamente in molte località a causa della struttura complessa e interdipendente delle infrastrutture critiche e altri sistemi di pubblica utilità. Tra il 16-19 gennaio 2017, l’Abruzzo e le Marche (Regioni del Centro Italia) hanno sperimentato condizioni climatiche eccezionalmente gravi con evento “neve-bagnata” dando luogo a danni al sistema di alimentazione elettrica senza precedenti. La crescita del manicotto di ghiaccio su linee di trasmissione e distribuzione aeree e il ribaltamento di rami di neve hanno portato al fallimento dei conduttori e interruzioni di vasta portata in molti siti. Queste interruzioni sono culminate con una vera e propria crisi di black-out tra il 16 al 25 Gennaio 2017 con immensa perturbazione sociale soprattutto in Abruzzo anche a causa di ulteriori riflessioni progressive a livello sistemico e organizzativo. Questo studio di tesi ha lo scopo di sviluppare un approccio innovativo per l’analisi dei dati di danno e così facendo, di fornire una migliore comprensione dell'evoluzione dei fallimenti sistemici di alimentazione elettrica durante la Crisi di Black-out, con riferimento all'evento accaduto nel gennaio 2017 in Centro Italia.