Gruppo Sistemi Elettrici per l Energia

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Fortunato Viola
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1 Gruppo Sistemi Elettrici per l Energia Prof. Fabrizio Pilo Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica P.zza D armi sn Cagliari

2 Tematiche di ricerca Pianificazione del sistema energetico. Studio di protezioni intelligenti. Algoritmi per la pianificazione dello sviluppo del sistema di distribuzione. Sistemi di gestione decentralizzati ad agenti autonomi. Opportunità offerte dalle smartgrid. Analisi costi/benefici dei sistemi di accumulo. Analisi e modelli di mercato per la fornitura di servizi da parte del sistema di distribuzione (interfaccia TSO/DSO). Microreti intelligenti. Sistemi SEU e RIU. Microreti ibride per l alimentazione di comunità isolate. Algoritmi per il controllo in tempo reale.

3 SMART GRID Smart grid Integrazione della Generazione Distribuita (GD) e delle Fonti di Energia Rinnovabile (FER) Incremento della domanda elettrica Introduzione della mobilità elettrica Uso dei sistemi di accumulo (DES, Distributed Energy Storage) Incremento dell efficienza Mercato dell energia Demand side management Affidabilità e qualità del servizio Ottimizzazione dei costi 3

Analisi costi/benefici dei sistemi di accumulo Un sistema di accumulo energetico connesso alla rete MT o BT può : condizionare i flussi di potenza e limitare lo sfruttamento dei componenti di rete;

contribuire al servizio di regolazione primaria e secondaria; essere impiegato per le operazioni di avvio dopo black out.

4 Analisi costi/benefici dei sistemi di accumulo Un sistema di accumulo energetico connesso alla rete MT o BT può : condizionare i flussi di potenza e limitare lo sfruttamento dei componenti di rete; fornire supporto di reattivo e contribuire alla regolazione di tensione; bilanciare domanda e produzione per rispettare le previsioni o abilitare la gestione in isola di porzioni di rete (microreti); contribuire al servizio di regolazione primaria e secondaria; essere impiegato per le operazioni di avvio dopo black out. I benefici conseguibili non sono in grado di ripagare il costo dell investimento se considerati singolarmente (benefici non additivi) Necessaria analisi di sensitività per valutare l impatto delle condizioni al contorno sulla soluzione finale (es. regolazioni future, mercati, coinvolgimento degli utenti, ecc.). Scelta set di campioni di reti Definizione servizi offerti Definizione dei casi d uso Multi-obiettivo fronte di Pareto Teoria delle decisioni soluzione ottima Clustering per accorpare i risultati Costruzione di lookup table

Analisi e modelli di mercato per la fornitura di servizi da parte del sistema di distribuzione (interfaccia TSO/DSO) La ricerca ha sviluppato il modello di funzionamento

generazione distribuita SFIDE Modello dell intero sistema elettrico nazionale: trasmissione, distribuzione e mercato Modelli e simulazione degli schemi innovativi dei

PROPOSTA Rappresentare una Cabina Primaria come un generatore a 4-quadranti (PQ) Dimensione e variabilità delle reti di Distribuzione BARRIER E Sviluppo del

delle porzioni di rete tipiche in termini di linee, topologia, carichi e generazione INPUT & AZIONI Stima della flessibilità, coinvolgimento nel mercato (numero di

coinvolgimento nel mercato di ogni CP e della GD installata in termini di volumi (MWh) e offerte ( /MWh) Elenco delle CP e informazioni su consumi/produzione (dati

6 Analisi e modelli di mercato per la fornitura di servizi da parte del sistema di distribuzione (interfaccia TSO/DSO) La ricerca ha sviluppato il modello di funzionamento del "sistema elettrico integrato" del futuro, in cui la Distribuzione offre servizi nel mercato attraverso meccanismi di demand response e controllo attivo della generazione distribuita SFIDE Modello dell intero sistema elettrico nazionale: trasmissione, distribuzione e mercato Modelli e simulazione degli schemi innovativi dei mercati dei servizi ancillari che coinvolgono la GD e nuovi attori I simulatori tradizionali del mercato di servizi ancillari si fermano alla Trasmissione SOLUZIONE PROPOSTA Rappresentare una Cabina Primaria come un generatore a 4-quadranti (PQ) Dimensione e variabilità delle reti di Distribuzione BARRIER E Sviluppo del modelloldelle reti di distribuzione attraverso porzioni di reti rappresentative (feeder tipici) Applicazione della metodologia alla zona SARD METODOLOGIA Definizione delle porzioni di rete tipiche in termini di linee, topologia, carichi e generazione INPUT & AZIONI Stima della flessibilità, coinvolgimento nel mercato (numero di attori e capability) e costi associati Selezione del set di feeder tipici che meglio rappresenta la rete sottesa alla CP Stima della flessibilità, livello di coinvolgimento nel mercato di ogni CP e della GD installata in termini di volumi (MWh) e offerte ( /MWh) Elenco delle CP e informazioni su consumi/produzione (dati pubblici) Simulazioni Infomazioni sul territorio (GIS) Composizione della flessibilità dei feeder tipici POSSIBILI APPLICAZIONI Evoluzione del scenario regolatorio Stima dell impatto di nuovi mercati locali nelle reti AT e MT

7 Microreti intelligenti EMS Energy Management System Controllo della generazione Misura Energia Autoprodotta Misura Energia acquistata/venduta Controllo dello storage Controllo dei carichi Accumulo Carichi programmabili Carichi normali

produttori da FER (Fonti Energetiche Rinnovabili) di vendere a un cliente, che può anche coincidere con lo stesso produttore,

8 Microreti intelligenti: Sistemi SEU e RIU Riduzione costi energetici mediante la realizzazione di sistemi efficienti d utenza: SEU e Smart Microgrid SEU (Sistemi Efficienti di Utenza) sono modelli di «utenza attiva» e «Microreti» Permettono ai produttori da FER (Fonti Energetiche Rinnovabili) di vendere a un cliente, che può anche coincidere con lo stesso produttore, l energia senza che passi per la rete (Risparmio sugli oneri di sistema) Rif. Delibera AEEGSI 12 dicembre /2013/R/eel e ss.mm

9 Microreti intelligenti: sito sperimentale

Il gruppo di ricerca Sistemi Elettrici per l Energia di UNICA ha un esperienza trentennale nella ricerca,

delle fonti rinnovabili, e delle analisi tecnico-economiche dei sistemi elettrici.

paradigma Smartgrid, l integrazione delle fonti rinnovabili e dei veicoli elettrici, l efficientamento

ottimizzazione di tutte le risorse energetiche presenti.

10 Il gruppo di ricerca Sistemi Elettrici per l Energia di UNICA ha un esperienza trentennale nella ricerca, consulenza e progettazione nel campo dei sistemi elettrici ad alta, media e bassa tensione, dell integrazione delle fonti rinnovabili, e delle analisi tecnico-economiche dei sistemi elettrici. Gli argomenti di ricerca attuali riguardano la pianificazione dello sviluppo delle reti elettriche secondo il paradigma Smartgrid, l integrazione delle fonti rinnovabili e dei veicoli elettrici, l efficientamento energetico di edifici e impianti con l ausilio di sistemi di controllo avanzati per il controllo e ottimizzazione di tutte le risorse energetiche presenti. Il gruppo è costituito da ulteriori 3 ricercatori, 4 assegnisti di ricerca, 2 studenti Ph.D. Il gruppo collabora assiduamente con Enti di ricerca e Università Nazionali e Internazionali, nonché con partner industriali.

11 Contatti DIEE - Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica Università di Cagliari Piazza d'armi Cagliari - Italy

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