Studio, sviluppo e validazione di metodi e strumenti innovativi per la gestione di reti di distribuzione attive con generazione da fonte rinnovabile

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1 Studio, sviluppo e validazione di metodi e strumenti innovativi per la gestione di reti di distribuzione attive con generazione da fonte rinnovabile Presentazione del progetto

2 Scopo: Contesto: Smart grid Facilitare il funzionamento di generatori di ogni taglia e tecnologia Permettere un ruolo attivo del carico elettrico nell ottimizzazione del funzionamento del sistema Fornire agli utenti maggiori informazioni e una più ampia scelta di fornitori Ridurre significativamente l impatto ambientale Aumentare i livelli di affidabilità, sicurezza e qualità del servizio Immagine tratta da Consumer Energy Report - - Tutti i diritti riservati 2

3 Smart Grids EuropeanTechnology Platform* Priorità identificate dalla piattaforma tecnologica Ottimizzazione della gestione della rete Ottimizzazione delle infrastrutture di rete Integrazione di impianti di generazione aleatoria di grandi dimensioni Esteso utilizzo di ICT (Information & Communication Technology) Reti di distribuzione attive Creazione di nuovi mercati ed utenti Realizzazione dell efficienza energetica * 3

4 Ruolo di SmartGen MERCATO ELETTRICO / BORSA ENERGIA 1. BILANCIAMENTO ENERGETICO Bilanciamento generazione / carico Mantenimento della curva di carico 2. SICUREZZA DELLA RETE Stabilità dei parametri di rete Continuità di fornitura INFRASTRUTTURA RETE ELETTRICA Rete di distribuzione Microgrid, VPP/VPU 4

5 SmartGen - Obiettivi Analizzare scenari di reti intelligenti con generazione distribuita e da rinnovabili e interazione attiva con il mercato elettrico Con presenza di generazione distribuita (GD) e di accumulo Con possibilità di controllo del carico Identificazione dei vincoli tecnici ed economici Futuri attori (aggregatori, segnali di prezzo, gestione attiva della domanda) Definire e implementare l architettura di un gestore centralizzato di porzioni di reti di distribuzione (DMS Distribution Management System) Interfacciamento a sistemi di acquisizione dati e supervisione SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) Stima dello stato e simulazione scenari Gestione dei problemi di ottimizzazione, di controllo dei flussi di potenza, della tensione e di fornitura dei servizi ausiliari da generazione rinnovabile diffusa e dal carico Gestione della distribuzione in modalità: normale (sistema interconnesso alla rete di distribuzione principale) anomalia e/o di emergenza (sistema isolato, capace di funzionare disconnesso dalla rete principale) Dimostrare funzionalità e vantaggi in un caso d uso reale Definizione di scenari di riferimento complessi Validazione per funzioni su reti reali Integrazione tra reti reali e simulazione 5

6 Integrazione SmartGen - Benefici e Ricadute Generazione distribuita (in particolare da fonti rinnovabili) nelle reti di distribuzione Miglioramento Controllabilità e gestione della rete elettrica Gestione delle congestioni di rete Qualità del Servizio (QdS) Stabilità della rete Procedure di recupero da eventi di emergenza (black out) Aumento Partecipazione degli attori al mercato dell'elettricità, in particolare gli utenti finali e auto-produttori Riduzione Nuove linee di trasmissione Perdite nella rete 6

7 Active Power (pu) Autumn Load Profiles Residential Agricultural Industrial Commercial Time (h) SmartGen Consorzio & dati Università di Genova - DINAEL Coordinamento scientifico Architettura del DMS, identificazione delle tecnologie e attività di disseminazione Università di Bologna - DIE Funzioni innovative del DMS, interfaccia con sistemi di monitoraggio evoluto Ricerca universitaria Enel Ingegneria e Innovazione Requisiti di sistema, definizione dell architettura del DMS e sperimentazione sul campo Ricerca Industriale / Infrastruttura Softeco Sismat S.r.l. Coordinamento tecnico e amministrativo Integrazione di sistema, software di automazione e comunicazione, collegamento con gestione economica s.d.i. S.p.A. Progettazione e implementazione in ambienti SCADA e DMS di metodi e strumenti innovativi per la gestione intelligente della rete Ricerca Industriale / Soluzioni & Prodotti INIZIO: Gennaio 2011 DURATA: 36 mesi COSTO = oltre 2.8 M Contributo = 1.1 M

8 WP7 WP6 WP5 WP4 WP3 AVANZAMENTO WP2 WP1 Piano di lavoro I 2011-II 2012-I 2012-II 2012-I 2012-II ANALISI E DEFINIZIONE DEI REQUISITI E SCELTA DEI SITI DIMOSTRATIVI REQUISITI IDEAZIONE E SVILUPPO DELLE METODOLOGIE METODOLOGIE DISEGNO ARCHITETTURALE, SPECIFICA, SVILUPPO ED ACQUISIZIONE DEI COMPONENTI HARDWARE E SOFTWARE ARCHITETTURA INTEGRAZIONE OGGI INTEGRAZIONE DIMOSTRAZIONE IN CAMPO SPERIMENTAZIONE DISSEMINAZIONE SCIENTIFICA ED USO DEI RISULTATI DISSEMINAZIONE GESTIONE DEL PROGETTO GESTIONE Durata totale: 36 mesi 8

9 Attività in corso - 1 La definizione della visione di SmartGen A cosa si applica Il modello SmartGen Quali effetti produce Come agisce L effetto SmartGen Quali benefici e vantaggi offre I benefici, costi e risparmi di SmartGen 9

10 Definizione del modello SmartGen Modello concettuale generico di sottorete cui si rivolge SmartGen Lo scenario della visione completa di SmartGen La struttura di rete prima e dopo Dimostratore(i) Attività in corso - 2 Dimostratore(i) di una o più funzionalità di SmartGen Relazione tra scenari di dimostrazione e scenario generale 10

11 Specifica degli effetti di SmartGen Il funzionamento prima e dopo Problematiche affrontate Soluzioni proposte o da sviluppare Gli obiettivi tecnici e funzionali Identificazione dei Benefici: Vantaggi tecnici Obiettivi, dimensionamento Vantaggi per gli attori coinvolti Costi dell installazione e risparmi ottenibili Indicatori Tecnici Economici per gli attori coinvolti Come misurarli e valutarli Attività in corso

12 Collocazione di SmartGen RETE ELETTRICA Trasmissione (reti AT) Distribuzione (MT/BT) Microgrid Virtual Power Plant Virtual Power Utility Vincoli tecnici EMS Reti AT DMS Gestione Controllo Reti MT/BT MERCATO Trading DSM Vincoli economici FUNZIONALITÀ OFF-LINE Previsioni Simulazioni 12

13 Evoluzione del DMS 13

14 Modello di rete attiva Transmissione Sub-transmissione Distribuzione (MT) Distribuzione (BT) Con generazione distribuita Flussi di potenza bidirezionali tra la rete di trasmissione e le infrastrutture di distribuzione 14

15 INFRASTRUTTURA DISTRIBUZONE COMUNICAZIONE SCADA TRASMISSIONE SCADA Architettura - Dettaglio AT EMS VINCOLI TECNICI VINCOLI ECONOMICI CONTROLLO DECENTRATO AT/M T DSM M T GENERAZION E ACCUMUL O CARICO SCHEDULATORE MERCATO TRADIN G SIMULAZIONE CONTROLLO DECENTRATO MT/B T BT GENERAZION E ACCUMUL O CARICO MICROGRID HISTORIAN CIM DATA DMS CONTROLLO CENTRALE VINCOLI TECNICI CALCOLO / SIMULAZIONE OFF-LINE MONITORAGGIO CONTROLLO 15

16 INFRASTRUTTURA DISTRIBUZONE COMUNICAZIONE SCADA TRASMISSIONE SCADA 2. Controllo distribuito AT Architettura livelli di controllo EMS VINCOLI TECNICI VINCOLI ECONOMICI 1. Controllo centrale CONTROLLO DECENTRATO AT/M T M T GENERAZION E ACCUMUL O CARICO SCHEDULATORE MERCATO DSM TRADIN G SIMULAZIONE CONTROLLO DECENTRATO MT/B T BT 3. Controllo locale GENERAZION E ACCUMUL O CARICO MICROGRID HISTORIAN DMS CONTROLLO CENTRALE CIM DATA VINCOLI TECNICI MONITORAGGIO CONTROLLO CALCOLO / SIMULAZIONE OFF-LINE 16

17 Architettura dimostratore DMS VPP operator Mercato Rete simulata SCADA 132 kv 15 kv Sito 2 Demand side management Demand side management 0.4 kv Carichi attivi Sito 1 17

18 Conclusioni SmartGen intende fornire e tecnologie abilitanti per le reti di distribuzione attive Generazione / Gestione dei carichi Verrà sviluppato e validato un DMS evoluto aperto ai futuri scenari del mercato elettrico Controllo della rete / Bilanciamento energetico Il consorzio comprende l intera filiera ed integra le competenze di ricerca necessarie Distributore / Università / Imprese di prodotti e servizi 18

19 Coordinamento tecnico e amministrativo Gianni Viano Softeco Sismat S.r.l. Coordinamento scientifico Stefano Massucco Università di Genova GRAZIE PER L ATTENZIONE!

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