Economic evaluation of feeder automation in a distribution system

Abstract

The absence of economic justification is one of the leading barriers for the integration of feeder automation systems into distribution networks. These systems may require substantial capital investments from utilities, but the benefits obtained from them, mainly enhanced service reliability, could outweigh the costs of the associated equipment. Utilities, aware of the economic impact that service reliability has on distribution networks and its customers, are incorporating the monetary value that customers place on service reliability into economic evaluations to justify feeder automation investments. This project presents a reliability economic analysis method that can be used to evaluate the integration of feeder automation devices into Puerto Rico’s distribution system. The application of this method is demonstrated using data from a hypothetical distribution feeder and the proposed installation of four automatic sectionalizing switches. Project costs, quantifiable reliability benefits, and benefit-cost ratio calculations are presented. Also, the effect of parameter changes on the benefit-cost ratio is evaluated. The results show that the installation of the automatic devices is justified as the economic life, feeder failure rate, average load, and energy cost increase on the feeder under study.

Uno de los mayores obstáculos para la integración de sistemas de automatización en alimentadores de distribución es la ausencia de una justificación económica. Estos sistemas de automatización pueden requerir inversiones de capital considerables por parte de las compañías de electricidad, pero los beneficios que se pueden obtener de ellos, principalmente las mejoras en la confiabilidad del servicio, pueden superar los costos asociados a esta tecnología. Las compañías de electricidad, conscientes del impacto económico que tiene la confiabilidad del servicio en las redes de distribución y en sus clientes, están incluyendo el valor monetario que los clientes le asignan a la confiabilidad del servicio en sus evaluaciones económicas para justificar las inversiones en la automatización de alimentadores. Este proyecto presenta un método para realizar análisis económicos que consideren la confiabilidad del servicio eléctrico y que se puede aplicar para evaluar la integración de equipos de automatización en alimentadores del sistema de distribución de Puerto Rico. La aplicación de este método se presenta utilizando datos de un alimentador de distribución hipotético y la instalación propuesta de cuatro seccionalizadores automáticos. Los costos del proyecto, los beneficios cuantificables relacionados con la confiabilidad del servicio y los cómputos de la relación beneficio-costo también se presentan. Además, se evalúa el efecto de cambios en varios parámetros sobre la relación beneficio-costo. Los resultados muestran que la instalación de los equipos automáticos se justifica a medida que aumenta la vida útil del proyecto, la razón de averías, la carga promedio y el costo de la energía en el alimentador bajo estudio.