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Predictive capacity of topological measures in evaluating seismic risk and resilience of electric power networks

29 octubre, 2021
in L3. Riesgo y resilencia en sistemas complejos y redes, Papers, Publicaciones
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Investigadores y postdoctorados:
Elisa Ferrario
Alan Poulos
Sebastián Castro
Juan Carlos de la Llera
Journal:
Reliability Engineering & System Safety
Línea de investigación:
L3. Riesgo y resiliencia en sistemas complejos y redes
Otros autores:
A. Lorca.
Disciplina publicación:
Ingeniería Civil
Ingeniería Eléctrica
Área publicación:
Análisis del riesgo y mitigación
Tema publicación:
Terremotos
Vulnerabilidad física y social
Fecha:
2021
Keywords publicación:
Electric power networks, Seismic probabilistic risk assessment, Risk and resilience, Network topological measures, Component ranking, Monte Carlo simulation
Link publicación:
Link
Abstract:

Electric Power Networks (EPNs) play a fundamental role in the wellbeing of modern societies and recovery of societal functions after an earthquake. Risk and resilience analyses may identify useful network characteristics to improve EPN response and recovery during and after a severe seismic event. This work computes different functional measures in order to: (i) estimate the actual risk and resilience of EPNs; and (ii) evaluate the predictive capacity of different topological measures (TMs) relative to the EPN earthquake risk performance. The analysis is carried out on the Chilean EPN at the national, regional and substation level, by using a detailed model of the network. EPN operation was modeled using the DC optimal power flow model from the time of earthquake occurrence until full system recovery using the Seismic Probabilistic Risk Assessment framework. Seismic risk and resilience estimations of Energy Not Supplied (ENS) and number of hours with ENS have been correlated with six network TMs. Linear correlation results show that TMs provide, in general, limited insight into the criticality of the Chilean EPN. In spite of that, the strongest correlation was observed for the degree TM. Moreover, the Damage Consequence Index confirmed the rather uniformly distributed seismic risk along the country.

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