Risk analysis of low voltage, secondary, power distribution systems

Electric power distribution is a complex network involving technical challenges from a wide range of sources, a considerable degree of risk, and substantial financial resources. Design and maintenance strategies must take account of the risk of failure of distribution components; that is, both the probability of failure and its consequences have to be considered. Historical failure and repair data are essential inputs for risk analysis, since they reflect the actual operational conditions that the system and its components have experienced. Failure and repair data analysis generally aims at decreasing the risk of failure, by providing essential information for maintenance and logistic planning to reduce the probability, as well as the consequence, of failure. Hence, when maintaining and designing distribution networks, it is imperative to identify and quantify all risks – direct financial, health, safety, and environmental (HSE), and reputation – using the field failure and repair data. However, in the majority of the available literature regarding the failure and repair data analysis of distribution networks, especially the low voltage distribution, the set of risk analysis principles is not integrated or in some cases is not detailed. The purpose of this paper is to propose a methodology for identifying a suitable failure analysis tool for low voltage distribution by integrating a set of risk analysis principles, as well as the reliability and maintainability estimation. The application of the proposed methodology is demonstrated by a real case study via an evaluation of the power outages data.

La distribuzione di energia elettrica è una rete complessa che comporta sfide tecniche da un'ampia gamma di fonti, un considerevole grado di rischio e notevoli risorse finanziarie. Le strategie di progettazione e manutenzione devono tener conto del rischio di fallimento dei componenti di distribuzione; cioè, sia la probabilità di fallimento che le sue conseguenze devono essere considerate. I dati storici relativi a guasti e riparazioni sono input essenziali per l'analisi del rischio, poiché riflettono le effettive condizioni operative che il sistema e i suoi componenti hanno subito. L'analisi dei guasti e dei dati di riparazione generalmente mira a ridurre il rischio di fallimento, fornendo informazioni essenziali per la manutenzione e la pianificazione logistica per ridurre la probabilità, nonché le conseguenze, dell'insuccesso. Pertanto, quando si gestiscono e si progettano le reti di distribuzione, è imperativo identificare e quantificare tutti i rischi - finanziari diretti, salute, sicurezza e ambiente (HSE) e reputazione - utilizzando l'errore di campo e i dati di riparazione. Tuttavia, nella maggior parte della letteratura disponibile riguardante l'analisi dei guasti e dei dati di riparazione delle reti di distribuzione, in particolare la distribuzione a bassa tensione, l'insieme dei principi di analisi del rischio non è integrato o, in alcuni casi, non è dettagliato. Lo scopo di questo articolo è quello di proporre una metodologia per l'identificazione di un adeguato strumento di analisi dei guasti per la distribuzione a bassa tensione integrando una serie di principi di analisi del rischio, nonché la stima di affidabilità e manutenibilità. L'applicazione della metodologia proposta è dimostrata da un caso studio reale attraverso una valutazione dei dati sulle interruzioni di corrente.