Distribuzione elettrica Smart per contesti urbani. Il ruolo delle Utilities nella Ricerca e nell Innovazione Tecnologica Forlì, 13 aprile 2012

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1 Distribuzione elettrica Smart per contesti urbani Il ruolo delle Utilities nella Ricerca e nell Innovazione Tecnologica Forlì, 13 aprile 2012

2 Agenda La Realtà di A2A Reti Elettriche I Progetti Smart Grid di A2A Reti Elettriche Conclusioni This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 2

3 A2A Reti Elettriche: collocazione nel gruppo A2A Esemplificativo (non aggiornato) This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 3

4 A2A Reti Elettriche Nasce il primo aprile 2009, nell ambito del gruppo A2A (nato l dalla fusione di AEM e ASM), dalla fusione dei due storici operatori di distribuzione: AEM Elettricità (area Milano ex AEM) ASM Elettricità (area Brescia ex ASM) Dipendenti n circa 800 Utenti (Mi + BS) n = Comuni This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 4

5 Rete di Distribuzione Descrizione Area Milano Area Brescia Totale Cabine Primarie [n.] Potenza AT/MT installata [MVA] Cabine di distribuzione MT/BT [n.] Rete AT (incluso 40 kv) [km] 3,7 19,91 23,61 Rete MT [km] Rete BT [km] Potenza richiesta dall utenza [MW] Energia distribuita per anno [GWh] Generazione distribuita presente sulla rete A2A: Fotovoltaico : 10,6 MWp a Milano, 43 MWp a Brescia Altri MT: 154 MVA a Milano, 38 MVA Brescia This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 5

6 Agenda La Realtà di A2A Reti Elettriche I Progetti Smart Grid di A2A Reti Elettriche Conclusioni This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 6

7 Automazione e ICT di cabina secondaria Obiettivi primari: Individuare e sperimentare i sistemi di comunicazione più affidabili e a basso costo (BPL, Wi-Fi, WiMAX, GSM/GPRS, DSL, FO) in relazione alle necessità e opportunità specifiche; Estendere il Telecontrollo e le automazioni di rete; Decentralizzare le funzioni di protezione, es. selettività logica Estendere il monitoraggio delle linee MT e BT in cabina secondaria; Raccogliere in modo più efficace/efficiente i dati dei contatori elettronici; Razionalizzare le apparecchiature di cabina e adottare standard emergenti anche in cabina secondaria Progetti attivati: Progetto pilota con Current Technology Inc; Progetto europeo INTEGRIS. This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 7

8 Progetto Current Progetto pilota (riguarda una linea MT dell area di BS) per la verifica sul campo di una soluzione di Smart Grid basata su un infrastruttura di comunicazione Broadband Power Line (BPLC) su cavi di Media tensione e PLC su cavi BT e su una unità centrale integrata di cabina secondaria Aspetti chiave: Potenzialmente sostituisce RTU, LVC, Monitoraggio cabine (oggi tre apparati con tre sistemi di comunicazione distinti (SIM GSM/GPRS). Sperimentare le potenzialità della BPLC su una infrastruttura di proprietà A2A Software centrale (gestione comunicazione) This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 8

9 I componenti principali Software centrale (monitoraggio) Sensori di corrente Accoppiatori BPL This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 9

10 Comunicazione BPL: il progetto Si raggruppano le cabine secondarie in celle, ossia domini dove la comunicazione avviene ad una frequenza prefissata: a)8-18 MHz: distanze fino a 400 m, transfer-rate maggiore b)2-7 MHz: distanze fino a 800 m, transfer-rate minore In ogni cabina si installa un modem BPL. Ogni cella ha un modem master che gestisce la comunicazione con i modem della altre cabine della stessa cella. I dati verso il centro sono raccolti in corrispondenza del master. Quindi qui serve un vettore indipendente dalla BPL. This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 10

11 Comunicazione BPL: primi risultati lordo (*) = velocità sulla singola tratta netto = velocità media delle singole tratte / numero di cabine 1. Il transfer-rate è largamente sufficiente per i servizi di lettura contatori, monitoraggio, qualità della tensione e telecontrollo 2. Importante valutare la latenza, parametro importante per applicazione di protezione. Test in corso! 1. E : prestazioni inferiori per distanza > 1 km. 2. P1699 problemi: a. riflessioni sul giunto tra cavi interrati ed aerei b. presenza di impianto fotovoltaico (3.5 MWp) Tratta Transfer-rate (*) lordo (MB/s) P P P E Esempio di misura sulla singola tratta This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 11

12 Monitoraggio di cabina secondaria Attualmente sono monitorate tutte le partenze BT delle cabine secondarie coinvolte nel pilota Nelle fasi successive saranno installati anche i sensori sulle partenze MT 1. Trend delle grandezze elettriche (V, I, P, Q) 2. Analisi qualità della tensione (THD, buchi di tensione, ) This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 12

13 Progetto INTEGRIS INTEGRIS: INTelligent Electrical GRId Sensor communications THEME: ICT-Energy Progetto del 7 programma quadro (FP7) di finanziamento all innovazione della Comunità Europea in ambito ICT-Energy. Obiettivo: progettare e sperimentare un architettura ICT a supporto delle Smart Grid, che sia : aperta, faccia cioè riferimento a standard non proprietari (IEC 61970/ CIM; SS Automation- ; , Cyber- Security- ecc.) capace di integrare più protocolli di comunicazione (Broadband Power Line, Wi-Fi, RFID, ) distribuita, permetta cioè la decentralizzazione dell intelligenza dal centro alla rete This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 13

14 Progetto INTEGRIS, i partner University ICT Energy This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 14

15 Integris: Field Test Italiano (quartiere Violino di BS) Interessa 16 Cabine secondarie e 3 linee MT Installazioni previste per questa estate This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 15

16 Progetto Milano Wi-Power Promosso dal Politecnico di Milano con altri partner Riguarda la Generazione Diffusa obiettivo è migliorare l attuale modalità di esercizio della connessione della GD alla rete di distribuzione MT Superare le limitazioni dell attuale protezione di interfaccia (CEI 0-16): i GD si sconnettono automaticamente dalla rete in caso di superamento di determinate soglie di tensione e frequenza per motivi di sicurezza (isola indesiderata), ma ciò: - non garantisce sempre il distacco (se P generatore = P carico); - aggrava eventuali reali problemi sulla RTN (distacco di generatori nel momento in cui il loro apporto può essere fondamentale); - determina disconnessioni automatiche intempestive per eventi che si verificano sulla rete di distribuzione e che non coinvolgerebbero la GD Consiste nell attivare un telescatto della protezione di interfaccia del GD comandato dalla protezione in CP della linea del Distributore interessata attraverso vari sistemi di comunicazione (internet pubblica, Wi-Fi, Wi Max, PLC su MT, fibra ottica) in relazione alla loro disponibilità a costi sostenibili Prospettive : abilitare altre funzionalità Smart Grid (che richiedono prestazioni di comunicazione inferiori in termini di tempestività ) This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 16

17 Progetto Milano Wi-Power Vista della cabina primaria di Musocco e della sede Bovisa del Politecnico di Milano e schema del sistema di comunicazione realizzato This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 17

18 Progetti proposti da A2A per la Delibera ARG/elt 39/10 La Delibera stabilisce i criteri di ammissibilità e la procedura per la presentazione e la selezione di Progetti Pilota di Smart Grid ai quali è riconosciuta una maggiorazione del tasso di remunerazione del 2% per 12 anni (Delibera 348/07 comma 11.4 lettera d) Criteri Minimi: Deve risultare una concreta dimostrazione in campo su reti MT in esercizio Interessa una Rete o porzione di Rete Attiva (inversione del flusso di energia verso AT per > 1% del tempo su intera CP o linee MT) Deve prevedere un sistema di Controllo/Regolazione della tensione e indicatori automatici Deve utilizzare Protocolli non proprietari Deve rispettare la normativa vigente in generale e della qualità del servizio in particolare Tra i Requisiti Facoltativi si citano: coinvolgimento di utenti attivi, modifica delle protezioni di rete e di interfaccia dei GD, comunicazione bidirezionale (Demand Response), Storage / Veicoli Elettrici, ecc This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 18

19 Progetti proposti da A2A per la Delibera ARG/elt 39/10 A2A ha presentato due progetti che si prefiggono di implementare ed estendere sulla rete MT A2A di Milano e Brescia la soluzione del progetto Milano Wi-Power, applicandola agli utenti attivi più rilevanti connessi e includendo anche funzionalità di regolazione della tensione (regolatore del trasformatore AT/MT di cabina primaria e regolazione della potenza reattiva dei GD) Ulteriori funzionalità (da valutare in corso di progetto): Modulazione in emergenza della potenza attiva della GD Monitoraggio/controllo delle iniezioni di GD anche da parte TSO Interazione con TSO (Terna) Nuovi sistemi di protezione per reti MT- Automazioni selettività logica I due progetti presentati da A2A per le CP di Lambrate e Gavardo sono stati approvati e sono risultati 1 e 3 nella graduatoria di merito ( costo/beneficio )! This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 19

20 Progetto Smart Domo Grid SDG è stato definitivamente approvato dicembre 2011, ha una durata di 24 mesi, un budget di circa 2,3 ML ed è finanziato, in parte, dal Ministero dello sviluppo Economico. E un prototipo di soluzione Smart Grid di Demand-Response : Si prefigge di sperimentare l interazione tra Rete e Utenza domestica o Small Business. Ciò attraverso un sistema per la gestione negoziata tra distributore e clienti domestici dell energia elettrica che coinvolge elettrodomestici intelligenti governati da un EMS Energy Management System - capace di pilotarne i profili di carico, Sistemi di accumulo, Generazione Diffusa (fotovoltaico), cabine secondarie MT/BT. Utilizzerà una rete di comunicazione ibrida (PLC a banda larga, Wi-Fi, FO) per connettere i trasformatori con gli EMS, a valle, e il Centro di telecontrollo a monte (DMS) Si sperimenteranno servizi di gestione del bilanciamento domanda/risposta tra rete EE e utenti. Riguarderà alcune centinaia di utenti di un quartiere di Brescia Il consorzio, del quale A2A è coordinatore, vede la partecipazione di Selene, Politecnico di Milano e Whirlpool This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 20

21 Agenda La Realtà di A2A Reti Elettriche I Progetti Smart Grid di A2A Reti Elettriche Conclusioni This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 21

22 Conclusioni: il ruolo delle SG nel contesto Città La Smart Grid è il presupposto per lo sviluppo delle Smart City, dove più servizi sono offerti in modo ottimizzato per ottenere una città più sostenibile e una migliore qualità della vita; ciò anche rendendo i cittadini consapevoli dell impatto ambientale dei propri comportamenti (dal 2007 > 50% della popolazione mondiale vive in grandi città -750k abit.- con 75% consumi energetici e 80% emissioni di CO 2 ) La Smart City riguarda: Energia, Ciclo Idrico, Mobilità, Sicurezza, Rifiuti, Informazione ai cittadini, ecc. Progetti/attività del gruppo A2A in questa direzione: Auto elettrica: per una mobilità più sostenibile (riduzione delle emissioni di CO 2 e delle polveri sottili); Teleriscaldamento /raffrescamento con cogenerazione e accumuli: maggiore efficienza energetica e aria più pulita; Servizi ambientali, Termoutilizzatori (raccolta e smaltimento rifiuti, cogenerazione e teleriscaldamento) e tecnologie RFID per la responsabilizzazione dei cittadini nella produzione dei rifiuti; Altri servizi : Illuminazione Pubblica, Semafori, Videosorveglianza. This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 22

23 Grazie per l attenzione This information was prepared by A2A and it is not to be relied on by any 3rd party without A2A s prior written consent. 23

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