Generazione diffusa, sistemi di controllo e accumulo in reti elettriche
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Generazione diffusa,
sistemi di controllo
e accumulo in reti
elettriche
Alberto Borghetti, Carlo Aalberto Nucci, Mario Paolone Università degli Studi di Bologna, Dipartimento Ingegneria
Elettrica - Stefano Massucco, Andrea Morini, Federico Silvestro Università degli Studi di Genova, Dipartimento Inge-
gneria Navale ed Elettrica - Samuele Grillo, Politecnico di Milano Dipartimento di Elettrotecnica
Vengono presentati la strut- lamentazione dei mercati elettrici, dalla spinta allo
sviluppo sostenibile e quindi all’utilizzo di combu-
tura prototipale e gli aspetti stibili meno inquinanti, lo sviluppo della tecnologia
della generazione distribuita (GD) e gli investimen-
metodologici e algoritmici di ti nel settore delle energie rinnovabili stanno sem-
un sistema di ottimizzazione pre più indirizzando il sistema elettrico verso solu-
zioni comprendenti reti elettriche di distribuzione
centralizzato per impianti di di tipo attivo [1, 2]. Negli ultimi anni, l’ampia pene-
generazione distribuita, ope- trazione della GD all’interno delle reti di distribu-
zione in media e bassa tensione ne ha modificato
rante su due differenti oriz- significativamente i principi di esercizio e di ge-
zonti temporali: uno giorna- stione, poiché la demarcazione tra produttori e
consumatori di energia è diventata meno netta.
liero e uno a breve termine. In letteratura sono stati presentati diversi studi
per quantificare i requisiti funzionali per la corret-
Alcuni dei risultati ottenuti ta connessione delle risorse energetiche distribui-
mediante simulazioni su una te all’infrastruttura di rete, per valutarne le presta-
zioni ed analizzare gli effetti della GD sulla rete
rete test illustrano le carat- (qualità del servizio), specialmente dal punto di vi-
teristiche dell’ottimizzatore sta del comportamento dinamico (funzionamento
in isola, partecipazione alle regolazioni, gestione
n quest’ultimo decennio, lo scenario di evo- in emergenza). La ricerca internazionale è stata
I luzione per le reti di distribuzione dell’energia
elettrica è significativamente cambiato. In
precedenza, l‘architettura delle reti elettriche era
inoltre indirizzata al miglioramento delle tecnolo-
gie adottate e all’avanzamento delle strategie di
controllo per la GD basata sull’utilizzo di conver-
pensata per soddisfare una situazione caratteriz- titori di potenza, in particolare nell’ambito della
zata dalla presenza di grandi nodi di produzione fornitura di servizi ancillari di sistema, fondamen-
operanti con centrali che utilizzavano combustibili tali anche per le ricadute in termini di qualità del
fossili e/o nucleari e a distanze rilevanti dai centri servizio [3]. Grande interesse sta poi raccoglien-
di utilizzo. Per il carico, era consolidato il concetto do lo sviluppo di nuove metodologie e tecnologie
di dovere soddisfare l’utenza elettrica ad ogni ra- per la gestione ottimale delle reti di distribuzione
gionevole costo. La rete elettrica assumeva quindi e lo sviluppo di strumenti quali i Distribution Ma-
il solo ruolo di trasmettere energia dalle sorgenti di nagement System (DMS) che possano utilizzare
generazione ai punti di consumo (rete passiva). la maggiore quantità di informazioni disponibili,
I cambiamenti significativi introdotti dalla derego- nuovi strumenti di analisi e controllo, strumenti di
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protezione innovativi [4]. mente alle condizioni di richiesta di carico e di pro-
Nel contesto del significativo sviluppo della GD, il duzione da fonte rinnovabile.
sistema elettrico dovrà, in un futuro più o meno Nel seguito si descrive brevemente il progetto
lontano, essere in grado di integrare due tipologie SmartGen (Studio, sviluppo e validazione di meto-
di strutture [5]: di e strumenti innovativi per la gestione di reti di di-
• microreti (o microgrids); stribuzione attive con generazione da fonte rinno-
• Virtual Power Utilities (VPU). vabile) recentemente approvato nell’ambito dei
Progetti di Ricerca per il Sistema Elettrico, il cui
Per “microreti” si intendono reti di bassa tensione obiettivo principale è realizzazione di un sistema
con sorgenti distribuite con la presenza di dispo- automatico di ottimizzazione delle condizioni ope-
sitivi di accumulo e di controllo del carico. Esse rative delle risorse di produzione/accumulo di
hanno capacità variabili tra poche centinaia di kW energia e di quelle di regolazione disponibili in una
e alcuni MW. Le microreti, pur operando preva- rete di distribuzione. Tale progetto si basa sull’atti-
lentemente connesse con la rete di distribuzione, vità di ricerca preliminare svolta dagli autori che ha
sono anche in grado di essere automaticamente portato allo sviluppo di un sistema automatico per
configurate nel funzionamento in isola ed essere l’esercizio ottimizzato organizzato su una struttura
risincronizzate con la rete. La microrete è quindi a due livelli. Il primo, con orizzonte giornaliero, è
una entità controllata che può essere gestita co- dedicato all’applicazione di criteri di gestione eco-
me un aggregato di generatori e/o di carichi in ri- nomica in grado di produrre un profilo giornaliero
sposta ad indicazioni di carattere economico di produzione per ogni impianto controllabile, sulla
quali, ad esempio un segnale prezzo o informa- base delle previsioni di carico dell’intera rete di di-
zioni dal mercato elettrico. stribuzione, dei prezzi del mercato dell’energia e
Le Virtual Power Utilities o anche Virtual Power della produzione da fonte rinnovabile non control-
Plants (VPP) sono un insieme di generatori con- labile; il secondo, con orizzonte temporale limitato
venzionali e/o rinnovabili, connessi alla rete an- al successivo quarto d’ora, è dedicato al raggiun-
che su aree geograficamente più estese, che, gimento degli obiettivi di qualità e sicurezza dell’e-
grazie alle risorse informatiche e tecnologiche, sercizio della rete, coordinando la produzione di
sono in grado di proporsi sul mercato dell’energia potenza attiva e reattiva dei generatori controllabi-
elettrica come un unico aggregato. li con le azioni dei sistemi di regolazione disponibi-
Per integrare e valorizzare queste strutture sarà li (ad esempio, banchi di condensatori e trasforma-
senz’altro necessario sviluppare sistemi capaci, tori variabili sotto carico). Gli studi effettuati, con ri-
attraverso adeguate architetture di controllo, di ferimento sia a micro-reti di bassa tensione [10] sia
funzionare in modo autonomo dalla rete pubblica a parti di reti in media tensione [11, 12], mostrano
di distribuzione o, qualora collegate, capaci di fun- che la struttura proposta consente anche l’eserci-
zionare sia in parallelo alla rete pubblica che in zio volontario in isola di carico. Una versione preli-
isola. Questo permetterà gestioni più economi- minare del sistema automatico è stata implemen-
che, possibilità di fronteggiare situazioni di estese tata in una test facility operante presso RSE - Ri-
disalimentazioni, riduzione dell’ingombro del terri- cerca Sistema Energetico a Milano ed è stata og-
torio con cavi e linee. L’idea è che sia gli impianti getto di diverse prove di verifica sperimentale del
di generazione sia gli impianti d’utente possano in suo funzionamento [10, 13-15]. Il sistema è stato
modo individuale e/o aggregato essere visti dalla dotato anche di una procedura per guidare l’ope-
rete come fornitori di servizi principali (energia e ratore nella manovra di disconnessione volontaria
capacità) e ausiliari (regolazioni, riserve, ecc.). della rete, o di parte di questa, dal resto del siste-
Lo sviluppo di reti di distribuzione sia in bassa ma elettrico [12, 16]. La seconda parte del lavoro è
tensione sia in media tensione con capacità di quindi dedicata alla descrizione di tale sistema au-
esercizio flessibile e anche autonomo in isola di tomatico ed alla illustrazione di alcuni risultati con
carico è uno degli aspetti che maggiormente ca- esso ottenuti relativamente ad una rete di media
ratterizza i progetti di Smart Grid [6]. L’esercizio tensione. Sono riportate infine alcune conclusioni.
flessibile delle reti di distribuzione, o di parte di
esse, richiede sistemi innovativi di gestione auto-
matica, le cui caratteristiche e obiettivi sono de-
Il progetto SmartGen
scritti per esempio in [6-8]. Il Progetto “Studio, sviluppo e validazione di meto-
I moderni Distribution Management System (DMS), di e strumenti innovativi per la gestione di reti di di-
caratterizzati da architetture di automazione, tele- stribuzione attive con generazione da fonte rinno-
comunicazione e controllo di tipo innovativo [9], vabile”, sinteticamente descritto dall’acronimo
consentono l’implementazione di strategie di eser- SmartGen, intende individuare ed implementare
cizio ottimizzate in grado di adattarsi continua- soluzioni impiantistiche e di controllo per una ge-
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stione intelligente di reti di distribuzione attive, cioè di Bologna e di Genova) con qualificata esperien-
con presenza di risorse di generazione distribuita, za internazionale sui temi della gestione, modelli-
di accumulo e di controllo del carico, nel rispetto stica e controllo dei sistemi elettrici per l’energia.
dei vincoli tecnici ed economici. Esso contribuirà
alla definizione dell’architettura di un gestore cen- Le funzionalità dei moderni DMS generalmente
tralizzato (DMS - Distribution Management Sy- possono essere suddivise in due gruppi principali:
stem) di porzioni di reti elettriche di distribuzione, • funzioni di base;
capace di risolvere problemi di ottimizzazione, di • specifiche applicazioni.
controllo dei flussi di potenza, della tensione e di
fornitura dei servizi ausiliari da generazione diffusa Le prime soddisfano i requisiti di base dei sistemi
e dal carico. Oggetto del progetto è lo sviluppo di di controllo come, ad esempio, l’interazione con il
logiche di controllo di dispositivi compensatori per sistema di distribuzione. Le seconde aiutano nel
la mitigazione dei disturbi. Sono anche incluse si- loro compito gli operatori e sono dedicate a com-
tuazioni di possibile emergenza e ripristino del ser- piti aggiuntivi quali applicazioni di calcolo e di ge-
vizio. Altro obiettivo è lo studio e lo sviluppo di si- stione del sistema elettrico.
stemi innovativi di comunicazione e protezione. La Gli attuali DMS sono molto spesso progettati ad
messa a punto e la verifica dei sistemi proposti hoc e richiedono lavoro aggiuntivo di implemen-
mediante modelli di reti elettriche di distribuzione tazione e integrazione che può influire fortemente
con generazione distribuita su simulatore ed in un sulla qualità del prodotto finale. Elemento fonda-
sito sperimentale è parte integrante del progetto. mentale nel progetto SmartGen è la creazione di
Il Consorzio è costituito da un insieme di attori una struttura di DMS con capacità di interfaccia-
qualificati tra i quali il capofila (SOFTECO-SI- mento ai sistemi di acquisizione dati e supervisio-
SMAT), società di sviluppo ed integrazione di si- ne SCADA (Supervisory Control and Data Aquisi-
stemi informatici con significativa attività di ricer- tion) e alle funzioni gestionali avanzate già pre-
ca internazionale; un ente di ricerca (ENEL Inge- senti sul sistema.
gneria ed Innovazione) con esperienza plurienna-
le nel settore delle energie rinnovabili e delle reti Le funzioni di base di un DMS si possono suddi-
elettriche; una società industriale (SDI Automa- videre in due gruppi:
zione Industriale) con esperienza di produzione, • Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA);
installazione e ricerca nell’ambito dell’automazio- • gestione delle sale controllo.
ne industriale con particolare riferimento al setto-
re energetico (produzione e distribuzione energia Le funzioni proprie degli SCADA forniscono moni-
elettrica, reti gas, ecc.); due Università (Università toraggio e controllo in tempo reale della rete di di-
π Figura 1
Rete elettrica di distribuzione intelligente (Smart Grid)
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stribuzione cambiando i set point dei regolatori, L’architettura proposta consente l’esercizio della
aprendo e chiudendo sezionatori, monitorando gli rete di distribuzione in due modi distinti:
allarmi e raccogliendo misure dal campo. Le funzio- • modalità di funzionamento normale, in cui il si-
ni di gestione delle sale controllo forniscono tutti gli stema è gestito interconnesso alla rete di distri-
strumenti utili all’operatore e alcune di esse, di con- buzione principale;
seguenza, devono essere progettate “su misura”. • modalità di funzionamento anormale e/o di
emergenza, dove il sistema è isolato e capace
L’architettura proposta di un DMS innovativo per di funzionare in modalità disconnessa dal siste-
la gestione della rete di distribuzione utilizza tre li- ma principale.
velli di controllo: La figura 1 illustra le interazioni tra i diversi com-
• livello di controllo centrale - nella parte superio- ponenti dell’architettura proposta.
re della gerarchia di controllo, il DMS è respon-
sabile per della supervisione, del controllo e Per poter verificare e verificare le soluzioni indivi-
della gestione del sistema di distribuzione e duate nel corso del progetto, è prevista l’imple-
funziona da interfaccia tra la distribuzione e il mentazione di un sistema dimostrativo con l’inte-
centro di controllo della rete di trasmissione; grazione del simulatore di una porzione di rete e
• livello Media Tensione - livello intermedio di un sistema SCADA mediante l’estensione del
controllo corrisponde all’automazione delle sot- protocollo di comunicazione IEC 61850 [17].
tostazioni ed è localizzato nelle sottostazioni
AT/MT;
• livello di controllo in Bassa Tensione - corri-
Il sistema automatico
spondente al controllore centrale della microre- per l’esercizio ottimizzato
te, è localizzato nelle cabine MT/BT di distribu- Un esempio prototipale di gestore di una rete elet-
zione ed è responsabile della del controllo delle trica di distribuzione su cui si basa SmartGen è
sorgenti di generazione, del carico e della ge- descritto in [10-12] come ricordato in precedenza.
stione dei sistemi di accumulo. Il compito del sistema non è solo quello di per-
mettere alla rete di accettare un’alta penetrazione
Tale architettura di controllo, prevede in linea di di generazione distribuita, ma anche quello di
principio, una gestione coordinata sia delle reti MT sfruttare le caratteristiche delle risorse per aumen-
(comprese le generazioni connesse a questo livello) tare l’affidabilità e migliorare la qualità del servizio.
sia le microreti a livello BT (attraverso gli appositi Il sistema automatico di ottimizzazione delle risor-
controllori installati in ogni cabina MT/BT), insieme se distribuite è concepito per essere inserito in una
ad un approccio di gestione attiva del carico. struttura il cui schema è illustrato in figura 2. Dalle
informazioni rilevate con
gli strumenti di misura si
ottiene una indicazione
delle condizioni operative
attuali della rete elettrica
(configurazione e flussi di
potenza), mentre dai bloc-
chi di previsione si ottiene
una stima del carico e del-
la produzione degli im-
pianti da fonte rinnovabile
nelle successive 24 ore e
nel successivo quarto d’o-
ra. L’ottimizzazione gior-
naliera tiene anche conto
della previsione dei prezzi
di scambio con il resto del
sistema elettrico.
√ Figura 2
Schema del sistema automatico
per l’esercizio ottimo di una rete
elettrica di distribuzione
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(∑ ∑
Il livello di ottimizzazione economica giornaliera
)
R N
fornisce per ogni quarto d’ora del giorno succes- min cj,r P jr ∆t + π Ps
sivo il cosiddetto dispacciamento economico, P jr r=1 j=1
ossia l’indicazione di quali unità di generazione
controllabili tenere in servizio e a quale livello di dove l’orizzonte temporale di 24 ore è suddiviso in
potenza attiva, in modo da minimizzare una fun- R = 96 periodi di durata ∆t = 15 minuti. N è il nu-
zione obiettivo basata sui costi di esercizio della mero di risorse energetiche controllabili, P jr è il livel-
rete. Questa informazione è trasmessa al secon- lo di produzione medio di ciascuna di loro nel pe-
do livello che, sulla base delle previsioni aggior- riodo r e cj,r è il costo di produzione associato. Ps è
nate a breve termine e sullo stato del sistema, ef- la potenza elettrica attiva scambiata con il sistema
fettua un’ottimizzazione multi obiettivo, in cui elettrico esterno e p il prezzo corrispondente.
compaiono anche criteri tecnici di affidabilità e In generale, l’insieme di unità controllabili contie-
qualità del servizio, coordinando i livelli di immis- ne S unità di produzione di energia elettrica, C
sione di potenza attiva con le altre risorse di re- unità di cogenerazione elettrica e termica, e L
golazione disponibili in rete (regolazione della po- unità di accumulo (termico Lth ed elettrico Le). Ri-
tenza reattiva e della tensione). sulta quindi conveniente definire il livello di produ-
zione controllabile di ogni unità di produzione e
A. Ottimizzazione economica giornaliera accumulo mediante un indice h seguendo l’ordine
Il livello di ottimizzazione economica giornaliera è h = {C,(S - C), Le, Lth, (N - S - L)}, dove (N - S - L)
stato concepito in modo da tenere in conto sia del- sono le produzione delle unità di produzione di so-
la presenza di risorse di energia elettrica non con- lo calore, essendo le produzioni di calore dalle
trollabili sia di risorse controllabili in termini di pro- unità di cogenerazione definite dal livello di pro-
duzione di energia elettrica e di calore. L’orizzonte di duzione elettrica (in prima approssimazione me-
ottimizzazione giornaliera è suggerito dalla presen- diante una relazione lineare aj P jr + bj).
za di tipici vincoli sul numero di accensioni e spe- Indicando con NP l’insieme di unità di produzio-
gnimenti delle unità di produzione, sui tempi minimi ne elettrica non controllabili dal sistema automa-
fra manovre successive e dalla necessità di gestire tico e con E jr il livello energetico medio del siste-
in maniera ottimale le risorse di accumulo (di calore ma di accumulo j nel periodo r, i vincoli di soddi-
e di energia elettrica) eventualmente presenti. sfacimento delle richieste di carico elettrico e ter-
La funzione obiettivo considerata per l’ottimizza- mico (che includono anche una stima delle perdi-
zione economica giornaliera è: te) Ploade e Ploadth sono
Figura 3 ®
Esempio dei livelli
di produzione
elettrica dei generatori
controllati, calcolati
dall’ottimizzazione
economica giornaliera
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∑ ∑P
S + Le impianti da fonte rinnovabile e dei prezzi di scam-
P jr + Ps = P load
r
- r
k r = 1,...., R bio con il resto del sistema elettrico. Essa mostra
e
j=1 k∈NP i corrispondenti livelli di potenza scambiata con il
resto del sistema elettrico, considerati positivi se
∑ ∑ (a P + b ) = P
N C la potenza è importata.
P jr + r r
r = 1,...., R Nel seguito sono riportati i risultati dell’ottimizza-
j j j loadth
j=S+Le+1 j=1 zione a breve termine per i due periodi di massi-
mo e minimo carico, ossia il periodo n. 17 (corri-
e i vincoli delle risorse di accumulo sono spondente alle ore 4 del mattino) e il periodo n. 77
Ejr = E jr-1 - Pjr-1 Δt
(corrispondente alle ore 7 della sera). Come mo-
strato in figura 4. in entrambi i periodi la rete
esporta potenza verso il sistema esterno.
essendo noti i livelli energetici iniziali Ej0.
A questi vincoli, si aggiungono quelli caratteristici B. Ottimizzazione multiobiettivo a breve
di ogni unità, quali i valori di potenza massima e termine
minima, il numero ammesso di accensioni e spe- Il dispacciamento economico calcolato dall’ot-
gnimenti, i tempi minimi di funzionamento e, fra timizzatore giornaliero è fornito in ingresso al-
uno spegnimento e la successiva rimessa in ser- l’ottimizzatore a breve termine che aggiorna i
vizio, eventuali vincoli di rampa da prendere in valori di riferimento delle regolazioni delle risor-
considerazione con la discretizzazione temporale se energetiche e di controllo disponibili con il
scelta (15 min), ecc. seguente obiettivo multiplo: minimizzazione de-
Si è notato, dalle prove condotte, che in presen- gli scarti rispetto ai valori ottimi di iniezione di
za di una importante generazione combinata di potenza attiva calcolati dall’ottimizzazione gior-
elettricità e calore, il vincolo di bilancio delle po- naliera; minimizzazione degli scarti delle ten-
tenze termiche ha notevole influenza sul dispac- sioni rispetto al valore nominale;riduzione delle
ciamento complessivo. perdite di rete.
Si assume che il DMS possa variare i riferimenti
La figura 3 illustra un esempio di risultato ottenu- delle regolazioni delle produzioni sia di potenza
to per una giornata (96 periodi di 15 min) da par- attiva sia di potenza reattiva dei generatori con-
te dell’ottimizzatore giornaliero per un particolare trollabili e, inoltre, i riferimenti dei variatori sotto
profilo previsto del carico, della produzione degli carico dei trasformatori.
√ Figura 4
Livelli di potenza
scambiata con
il resto del sistema
elettrico
corrispondenti
ai risultati
di figura 3
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Come descritto in [10-12] il problema di ottimiz- ne la successiva, oppure si è raggiunto il massi-
zazione richiede di rappresentare le relazioni non mo numero di iterazioni.
lineari che la rete stabilisce fra le variabili di otti-
mizzazione e le tensioni ai nodi, le perdite di re- Nelle prove effettuate, l’algoritmo illustrato in fi-
te, le correnti nei rami, ecc.. Nella procedura svi- gura 5 converge in genere dopo poche iterazioni
luppata, le relazioni non lineari summenzionate e i tempi richiesti dall’algoritmo appaiono ade-
sono linearizzate attorno alla soluzione del cal- guati al funzionamento in-linea.
colo della ripartizione dei flussi di potenza nella La figura 6 mostra la configurazione della rete di
rete di distribuzione trifase mediante l’utilizzo di distribuzione test a 119 nodi utilizzata nelle simu-
coefficienti di sensitività, anch’essi opportuna- lazioni. La rete è costituita da quattro feeder di
mente calcolati dalla soluzione del calcolo dei diversa configurazione, due con caratteristiche ti-
flussi di potenza [18-20]. piche di una alimentazione urbana (ossia linee in
Tenendo conto che alcune variabili possono as- cavo e di lunghezza abbastanza uniforme), e due
sumere solo valori discreti (ad esempio la posi- con caratteristiche rurali (ossia linee aree, più va-
zione dei variatori sotto carico, lo stato acceso o rie e complessivamente più lunghe). I feeder ur-
spento dei generatori, i livelli di distacco di cari- bani e i rurali sono alimentati da due sbarre sepa-
co), il problema di ottimizzazione è risolto me- rate a 20 kV ognuna connessa alla rete a 132 kV
diante un solutore MILP (Mixed Integer Linear tramite un trasformatore a rapporto variabile sot-
Programming - solutore di problemi di program- to carico. Oltre a vari generatori da fonte eolica e
mazione lineare intera mista) ed inserito all’inter- solare localizzati in tutta la rete, è stata assunta la
no di una procedura iterativa come mostrato in fi- presenza di 10 generatori controllabili: 4 connes-
gura 5. La sua soluzione fornita dal solutore MILP si al feeder urbano 1, 3 al feeder urbano 2, 3 al
(∆x) è corretta mediante un fattore ξ∈[0,1] ottenu- feeder rurale 1.
to dalla soluzione del problema di minimizzazione
della funzione multiobiettivo lungo la direzione In una tipica situazione di esercizio critico si han-
∆x, problema di ottimizzazione nonlineare unidi- no nodi a tensione troppo alta nel feeder 1 per ef-
mensionale. La procedura è ripetuta partendo fetto della generazione e alcuni nodi a tensione
dalla nuova soluzione ξ ∆x ed è interrotta quando eccessivamente bassa nel feeder rurale 2 (privo
la funzione obiettivo o il valore della soluzione di generazione distribuita) a causa del carico ele-
non cambia in modo significativo fra una iterazio- vato. Questa condizione è illustrata dalle curve
† Figura 5
Schema a blocchi della procedura iterativa dell’ottimizzatore a breve termine
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Tecnologie a supporto delle Smart Grid
π Figura 6
Configurazione della rete di media tensione utilizzata nelle simulazioni
blu di in figura 7. Le curve rosse della stessa fi- tiene conto dei vincoli operativi.
gura mostrano i profili di tensione nei due feeder La procedura di ottimizzazione a breve termine è
ottenuti dalla procedura di ottimizzazione che ha anche utilizzata per guidare l’operatore nella ma-
aggiustato sia il rapporto di trasformazione del novra di passaggio intenzionale al funzionamento
trasformatore comune che alimenta entrambi i in isola di carico. Nella condizione di funziona-
feeder sia la potenza reattiva dei generatori con- mento in isola di carico occorre scegliere un no-
trollabili connessi al feeder rurale 1, lasciando do di saldo fra quelli a cui sono connesse le unità
inalterata la potenza attiva. di generazione elettrica. Tale scelta influisce sul-
l’ottimizzazione dell’esercizio in isola di carico,
Il miglioramento del profilo di tensione porta in come descritto, per esempio, in [23]. Per effettua-
genere a un sostanziale diminuzione delle per- re questa scelta, il sistema automatico, partendo
dite in rete. da una configurazione iniziale nella quale la rete
In letteratura sono anche proposti sistemi di coor- di distribuzione è connessa alla rete esterna, ef-
dinamento continuo fra la regolazione del rappor- fettua due ottimizzazioni successive, indicate nel
to di trasformazione a rapporto variabile sotto ca- seguito come O1 e O2: O1 è l’ottimizzazione del
rico e la regolazione della potenza reattiva dei ge- sistema di distribuzione in esercizio indipendente,
neratori distribuiti [21]. In [22] è recentemente pro- ossia effettuata imponendo un transito di poten-
posto, limitatamente alla regolazione dei trasfor- za trascurabile al nodo di saldo al problema
matori, l’applicazione del cosiddetto Gestore del MILP; O2 è l’ottimizzazione del sistema discon-
Riferimento (GR), un dispositivo nonlineare che si nesso, per il quale il ruolo di nodo di saldo è attri-
antepone ad un sistema controllato per modifica- buito al nodo dove è connesso il generatore con-
re in-linea il riferimento sulla base di una predizio- trollabile caratterizzato dai più ampi margini di re-
ne dello stato futuro del sistema e della risoluzio- golazione della potenza attiva e reattiva nella so-
ne in linea di un problema di ottimizzazione che luzione di O1, come descritto in [12, 16].
13
novembre/dicembre 2010π Figura 7
Esempio dei profili di tensione nei feeder rurali: in blu e in rosso i profili prima e dopo l’applicazione della procedura di ottimizzazio-
ne a breve termine
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Conclusioni particolarmente interessante la possibilità di po-
La memoria ha svolto alcune considerazioni gene- ter gestire anche l’esercizio in isola.
rali relative all’evoluzione delle reti elettriche di di- Partendo da questa base, il progetto di ricerca
stribuzione da strutture passive ad attive con forte SmartGen, descritto nella memoria, si propone di
presenza di generazione distribuita. Questo com- verificare la possibilità di costruire un sistema di
porterà un forte sviluppo di sistemi DMS per la ge- gestione innovativo delle reti di distribuzione e di
stione ed il controllo delle reti elettriche (SmartGrid). verificarne sperimentalmente le prestazioni e la
In tal senso è stato descritto un ottimizzatore pro- robustezza. La funzione di gestione della rete di
posto e sviluppato perché possa essere applica- distribuzione di media tensione sarà integrata con
to nell’esercizio di una rete di elettrica distribuzio- le altre funzioni quali: funzioni per la gestione dei
ne con molti nodi e una elevata penetrazione di guasti e la gestione delle protezioni; funzione per
generazione distribuita, anche nel caso di produ- il planning e la previsione del carico e funzioni per
zione intermittente da fonte rinnovabile. Appare la gestione della rete di bassa tensione.
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