RETI INTELLIGENTI: INVESTIRE OGGI SULLE IDEE DI DOMANI

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Alessandro Bertoni
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1 RETI INTELLIGENTI: INVESTIRE OGGI SULLE IDEE DI DOMANI Smart Grid: il ruolo delle rinnovabili Alessandro Cellini APER Associazione Produttori di Energia da Fonti Rinnovabili Forum Telecontrollo Reti Acqua Gas ed Elettriche Roma ottobre 2009

2 Indice Il settore delle energie rinnovabili in Italia Impatto della GD sulle reti elettriche Aspetti regolatori Conclusioni

3 1 I numeri del rinnovabile in Italia Potenza rinnovabile al 31/12/2008 Fonte GSE

4 2 I numeri del rinnovabile in Italia Produzione rinnovabile al 31/12/2008 Fonte GSE

5 3 Le rinnovabili in Europa Produzione e consumo nell UE 15 al 2008 Fonte GSE su dati IEA, TERNA ed Eurostat

6 4 Rinnovabili e reti elettriche Generazione Distribuita e Diffusa Fonti rinnovabili caratterizzate da sorgente diffusa (eolico, solare ad eccezione di quello a concentrazione) Le risorse distribuite possono essere gestite in maniera differente Direttiva 2003/54/CE Generazione diffusa: l insieme degli impianti di generazione con potenza nominale inferiore a 10 MW e connessi, di norma, alla rete di distribuzione. Delibera ARG/elt 99/08 Il servizio di connessione alle reti di distribuzione deve essere erogato: a livello BT nel caso di richieste di connessione per PIR fino a 100 kw; a livello MT nel caso di richieste di connessione per PIR fra 100 kw e 6 MW.

7 5 Impatto della GD sulle reti elettriche Generazione Distribuita e reti MT Variazioni lente di tensione (power quality) Il valore della tensione in tutti i punti di consegna deve essere compreso nell intervallo ±10% per almeno il 95 % del tempo (CEI EN 50160) Nelle reti passive (assenza o scarsa presenza di GD): nelle ore di pieno carico bassi valori di tensione causati dagli elevati flussi di potenza Nelle ore di minimo carico elevati valori di tensione a causa delle capacità dei cavi e delle piccole cadute di tensione sui collegamenti La presenza di GD a cosfi fisso può innalzare eccessivamente il profilo di tensione -> NECESSITA DI CONTROLLO E COORDINAMENTO PER IMPLEMENTAZIONE CONTROLLO DI TENSIONE Fonte Delibera AEEG ARG/elt 25/09

8 6 Impatto della GD sulle reti elettriche Generazione Distribuita e reti MT Variazioni rapide di tensione (power quality) Causate da utenti passivi con brusche variazioni di carico Causate da utenti attivi (generazione diffusa) durante i transitori di connessione in parallelo e disconnessione: Generatori rotanti connessi alla rete senza interposizione di convertitori statici, potenzialmente alla messa in parallelo; con maggior probabilità in caso di distacco repentino; Generatori connessi alla rete per mezzo di inverter: solo distacco repentino. La GD installabile in un nodo della rete è tanto più elevata quanto maggiore è la potenza di cortocircuito al nodo medesimo Portate a regime e limiti di transito Fonte Delibera AEEG ARG/elt 25/09

9 7 Impatto della GD sulle reti elettriche Generazione Distribuita e reti MT Protezioni da corto circuito Interventi intempestivi delle protezioni a causa della presenza di GD: ad esempio il contributo alla corrente di cc della GD collegata ad un feeder può causare scatti intempestivi della protezione in Cabina Primaria (linea A) in caso di corto circuito su di una linea diversa (linea B) Fonte Delibera AEEG ARG/elt 25/09

10 8 Impatto della GD sulle reti elettriche Generazione Distribuita e reti MT Inversione del flusso di potenza sul trafo AT/MT La potenza attiva fluisce dalla rete MT alla rete AT Problemi legati ai sistemi di automazione di rete si registrano nelle reti e nelle linee il cui flusso di potenza si inverte almeno per una data percentuale di ore di funzionamento annue. La rete MT sottesa può funzionare in isola con possibili problemi: Parallelo in condizioni non sincrone tra rete AT e CP Permanenza di guasto a terra sulle sbarre AT della CP Fonte Delibera AEEG ARG/elt 25/09

11 9 Impatto della GD sulle reti elettriche Generazione Distribuita e reti MT Inversione del flusso di potenza sul trafo AT/MT (maggiore probabilità nelle ore notturne) Fonte ENEL Distribuzione

12 10 Impatto della GD sulle reti elettriche Generazione Distribuita e reti MT Fenomeno dell isola indesiderata Uno o più impianti di GD continuano ad alimentare una porzione della rete di distribuzione dopo la disconnessione dal resto del sistema, con problemi di varia natura: sulla qualità dell alimentazione; sulla sicurezza di funzionamento della rete di distribuzione; sulle procedure di ricerca e di selezione dei tratti di linea guasti; sulla ripresa del parallelo con il resto della rete. Aspetti normativi: obbligo di disconnettere GD (anti-islanding, CEI 0-16); modifica regolazioni SPI GD mediante comunicazione (CEI 0-16). Evoluzione verso sistemi di comunicazione tra relè di protezione e più in generale verso una GESTIONE ATTIVA della rete elettrica in presenza di GD Fonte Delibera AEEG ARG/elt 25/09

13 11 Aspetti regolatori Il TICA Il 23 luglio 2008 l Autorità per l Energia Elettrica e il Gas ha pubblicato la Delibera ARG/elt n. 99/08, recante in Allegato A il Testo integrato delle Connessioni Attive (TICA) poi modificato dalla Delibera ARG/elt n. 179/08 dell 11 dicembre 2008, che dal 1 gennaio 2009 modifica le condizioni tecniche, economiche e procedurali per le connessioni di impianti di produzione alle reti con obbligo di connessione di terzi a tutti i livelli di tensione.

14 12 Aspetti regolatori Modalità di cessione dell energia Fonte AEEG

15 13 Aspetti regolatori Non programmabilità delle fonti rinnovabili Fonti diffuse sul territorio: solare fotovoltaica tipicamente intermittenti e non programmabili piccolo idro L intermittenza è un problema in termini di predisposizione della capacità di riserva e di programmazione dell esercizio della rete Una migliore previsione della disponibilità della fonte consente di migliorare la gestione del sistema e di ridurre i costi per la sicurezza AEEG ha già avviato attività a promozione della prevedibilità delle fonti intermittenti (nel ritiro dedicato il GSE è tenuto ad operare un azione di previsione della produzione non programmabile e Terna è incentivata sulla corretta produzione da fonte eolica) Nell ambito della gestione delle risorse intermittenti sono state riscontrate alcune criticità Carenza infrastrutturale, flessibilità del parco di generazione, sbilanciamenti del consumo e della produzione Costi di dispacciamento (MSD) Crescente ricorso alle modulazioni a programma e in TR (a scendere) delle produzioni da FR non programmabili (in particolare eolico)

16 14 Conclusioni Generazione distribuita e transizione verso reti di distribuzione attive (SMART GRID) GD e qualità del servizio Evoluzione dell automazione di rete Interazione tra GD e voltage quality L attuale rete di distribuzione è stata concepita come una rete passiva, per trasferire l energia dalla rete di trasmissione ai carichi sottesi La generazione diffusa viene trattata secondo il principio fit and forget La connessione di una quantità significativa di GD sulla rete di distribuzione comporta l evoluzione verso una rete attiva (o intelligente, o smart ) Il gestore della rete controlla e/o regola la potenza assorbita o generata da carichi e generatori, la tensione ai nodi e i flussi di potenza nei rami della rete. Si possono prevedere: Interazioni tra GD e il sistema di automazione di rete (con possibili effetti sulla continuità della fornitura) Interazioni tra GD e la qualità della tensione (voltage quality)

17 Grazie per l attenzione! APER ASSOCIAZIONE PRODUTTORI ENERGIA DA FONTI RINNOVABILI Via Pergolesi MILANO info@aper.it -

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