Gestione ottimale dei carichi in microreti autonome o connesse al sistema elettrico: demand side management per il miglioramento della qualità del servizio elettrico

Progetto: Research project

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I moderni sistemi di distribuzione, per la loro caratteristica di essere vicini all’utente finale ed a causa delle stringenti regolamentazioni europee che riguardano gli aspetti della gestione della qualità e le tematiche ambientali con riferimento alla produzione di un qualunque bene o servizio, presentano oggi una maggiore complessità tecnica sia in termini di progettazione, sia in termini di esercizio e gestione. Tale complessità deriva essenzialmente dalla presenza massiccia di unità per la generazione distribuita (GD) dell’energia elettrica, che hanno trasformato sistemi tipicamente di tipo passivo, in sistemi di tipo attivo. Inoltre, la possibilità e la necessità di coordinare la produzione di energia da GD genera nuove problematiche connesse alla non dispacciabilità di molte fonti di energia (rinnovabili) ed alla stabilità in termini di frequenza e tensione di tali sistemi, con notevoli ripercussioni sulla corretta alimentazione degli utenti finali. 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. Nell’ambito di siffatto nuovo contesto caratterizzante i sistemi elettrici di distribuzione, riveste particolare importanza un’adeguata gestione del carico (Demand Side Management - DSM), attraverso la quale è possibile conseguire una rimodulazione dei picchi di potenza nel profilo del diagramma di carico ed anche un supporto alla regolazione di frequenza e tensione della rete. Tale ultimo aspetto si configura come del tutto innovativo nell’ambito delle classiche funzioni di DSM. Si tratta infatti non più semplicemente di una gestione del carico da parte del soggetto che esercisce il sistema elettrico, bensì di un ruolo attivo svolto dallo stesso utente, che pone in essere una serie di comportamenti nell’utilizzo dei propri apparecchi utilizzatori e/o di eventuali proprie unità di generazione, al fine di contribuire ad una corretta ed idonea gestione della rete cui è connesso, migliorando la qualità del servizio di fornitura nel suo complesso. Nell’ambito del presente programma di ricerca, si vuole pertanto affrontare tale aspetto innovativo, al fine di individuare idonee metodologie di gestione dei carichi, che rispettino tutti i vincoli di corretto esercizio di un sistema elettrico di distribuzione e di qualità della fornitura.

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Accanto alle tradizionali tecniche di Demand Side Management, sviluppate al fine di regolarizzare il diagramma di carico, l’obiettivo che si intende perseguire riguarda lo sviluppo di un’applicazione che funga da interfaccia fra una generica utenza del settore terziario e il sistema elettrico di distribuzione organizzato in forma di microrete cui l’utenza è connessa. Il carico di tipo terziario dispone di impianti elettrici ordinari e speciali di tipo automatizzato e può facilmente orientare l’eventuale produzione di energia elettrica proveniente da installazioni interne e il consumo della stessa energia elettrica in funzione non soltanto di obiettivi legati all’esercizio ottimale interno della utenza terziaria, ma anche dell’esercizio del sistema di distribuzione cui è connesso. In particolare ad esempio, è possibile ipotizzare che il consumo e la produzione ora per ora siano condizionate da: - prezzo dell’energia elettrica, ottenuto da previsioni fornite dal gestore del sistema di distribuzione; - esigenze di regolazione di frequenza e tensione espresse dallo stesso gestore e opportunamente retribuite. In quest’ultimo aspetto si caratterizza una politica innovativa di Demand Side Management, che incentiva o disincentiva determinati comportamenti dell’utente finale in funzione delle necessità tecniche di esercizio del sistema elettrico di distribuzione. Alla luce di ciò è possibile dunque ipotizzare uno scenario di riferimento diverso da quello attuale, in cui tutti gli attori che intervengono con iniezioni e/o prelievi di energia possono partecipare al mercato dell’energia elettrica. All’interno delle microgrid necessita sviluppare politiche di gestione tanto della generazione quanto del carico, al fine di coordinare utilmente le azioni e conseguire elevati livelli di qualità del servizio anche in condizioni di esercizio autonomo. E’ chiaro che l’analisi di load-flow costituisce la base di partenza su cui fondare tutti gli ulteriori aspetti oggetto di studio. Sulla scorta delle conoscenze acquisite e delle metodologie sviluppate in precedenti ricerche, occorre affinare ulteriormente le tecniche di tipo iterativo (backward/forward) sviluppate, al fine di renderle ancora più semplici ed efficienti, in quanto le stesse dovranno essere implementate nell’ambito di procedure più complesse per la gestione delle microreti. Con riferimento a tale ultimo aspetto, dovendo procedere ad una gestione ottimale dei carichi, nel rispetto dei vincoli di corretto esercizio delle reti di distribuzione e di qualità della fornitura, occorre affrontare lo studio di problematiche complesse caratterizzate da una formulazione con opportune funzioni multiobiettivo, per la cui risoluzione necessita fare riferimento a metodologie di tipo euristico (algoritmi genetici, tabu search, simulated annealing, ecc.), in grado di fornire soluzioni operative sub-ottimali in tempi accettabili con l’esercizio dei sistemi elettrici.
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/07 → …

Fingerprint

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