Analisi di architetture e metodi per la gestione intelligente di microgrid nell'ambito di sistemi di distribuzione automatizzati con forte presenza di generazione distribuita

    Progetto: Research project

    Description

    L’Unità di Palermo, sulla base delle competenze scientifiche già acquisite, caratterizzerà il proprio contributo all’attività di ricerca sviluppando metodologie di analisi ed algoritmi riguardanti in particolare microgrid caratterizzate da una forte presenza di generazione distribuita. Obiettivi dell’attività di ricerca sono:• individuare idonee architetture di controllo e gestione di microgrid nell’ambito di reti di distribuzione;• gestire in modo ottimale i flussi di potenza attiva e reattiva delle moderne reti di distribuzione automatizzate e delle microgrid, in presenza di generazione distribuita ed in diverse condizioni di funzionamento (normali, presenza di fuori servizio in generale);• identificare i punti di connessione ottimale delle unità di generazione distribuite nelle reti, tenendo conto di vincoli tecnici ed economici;• individuare funzioni relative al sicuro esercizio delle reti di distribuzione e delle microgrid in termini di caricabilità, controllo della tensione, stabilità, assetto, erogazione di potenza dalle unità di generazione distribuite;• individuare idonee metodologie di gestione e partecipazione attiva dei carichi (Demand Side Management, generation curtailment).Lo studio verrà sviluppato con riferimento a microgrid sia connesse alle reti principali, sia funzionanti in modo autonomo. In questo ultimo caso occorrerà individuare ed implementare opportuni algoritmi per la risoluzione del dispatching tecnico-economico delle sorgenti di energia in assenza di un unico nodo di saldo. La formulazione del problema e dei vincoli così come la modellazione delle sorgenti dovrà tenere conto dell’incertezza nella producibilità delle unità il cui funzionamento è basato su fonte primaria aleatoria. La definizione di procedure automatizzate per la gestione delle condizioni di funzionamento ordinario ed in emergenza potrà essere integrato in una unica logica di controllo che utilizza come elemento di base il microprocessore.

    Layman's description

    I sistemi elettrici di distribuzione sono, e sempre più saranno nel prossimo futuro, oggetto di profonde trasformazioni a causa di differenti fattori, tra i quali meritano di esser menzionati: la liberalizzazione del mercato dell’energia elettrica; l’attenzione sempre crescente verso un uso più razionale delle risorse energetiche; il diffondersi dell’automatizzazione nel controllo e nella gestione delle stesse; la crescente penetrazione della generazione distribuita.In particolare il progressivo aumento del livello di penetrazione della generazione distribuita (GD) è destinato a provocare un profondo mutamento nelle esistenti reti di distribuzione. L’attuale configurazione di esercizio radiale di tali reti, infatti, impone dei limiti alla potenza di GD installabile a causa delle molteplici problematiche che la connessione della GD stessa pone: incremento delle correnti di corto circuito, possibile non ottimale sfruttamento di linee e trasformatori, complessità della regolazione della tensione a causa della modifica dei flussi di potenza, etc.Il futuro dei sistemi di distribuzione, pertanto, è caratterizzato dalla necessità di non subire più la presenza della GD, bensì di cercare di trarre beneficio dalla GD stessa grazie alle possibilità offerte dalle moderne tecnologie informatiche e delle telecomunicazioni.I nuovi scenari di mercato, la progressiva penetrazione di impianti di produzione diffusi sulle reti di distribuzione e, come sopra visto, le relative problematiche che nascono, impongono una revisione delle scelte di pianificazione e gestione; ne deriva una serie di svariate alternative strutturali e tecnologiche, che conducono, pertanto, ad un ripensamento degli attuali schemi di rete e delle filosofie di controllo e gestione.Le reti di distribuzione, oggi di tipo radiale o esercite radialmente e, comunque, di tipo passivo (alimentazione degli utenti finali), sono destinate ad assumere un ruolo attivo in cui, ad esempio, il distributore controlla e/o regola la potenza assorbita dai carichi e quella prodotta dai generatori distribuiti (controllo della potenza attiva e reattiva).Dal punto di vista topologico le reti di distribuzione potrebbero, ad esempio, evolvere verso strutture di tipo magliato sfruttando l’attuale possibilità di controalimentazione. Il grado di magliatura potrebbe, inoltre, aumentare consentendo la creazione di più “celle” (local areas) all’interno della rete di distribuzione stessa, ciascuna delle quali responsabile della propria gestione (protezioni, regolazione di tensione, etc.).Una soluzione, prospettata con lo scopo di ottimizzare i benefici e minimizzare gli inconvenienti eventualmente imputabili ad una massiccia presenza di GD nel sistema di distribuzione, è quella relativa alla realizzazione di piccole reti (microgrid) che riproducono, al loro interno, la struttura del sistema di produzione e distribuzione dell’energia elettrica. A seconda che la microgrid sia o meno elettricamente isolata dal sistema di distribuzione, è possibile distinguere microgrid autonome e non autonome; in quest’ultimo caso le microgrid possono essere assimilate alle celle delle reti attive, costituendo un aggregato di carichi e generatori connesso alla rete di distribuzione mediante un unico punto di interfaccia.Tutti gli scenari evolutivi ipotizzabili comportano processi di trasformazione e sviluppo che, come sopra evidenziato, implicano un quadro articolato di aspetti tecnici che oggi si pongono come interessanti e fondamentali campi di studio e ricerca.L’evoluzione prospettata, necessaria nel caso la GD raggiunga un ele
    StatoFinito
    Data di inizio/fine effettiva3/22/103/21/12