Il ruolo della rete di trasmissione nello Smart System

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1 Il ruolo della rete di trasmissione nello Smart System Roma, 14 aprile 2014 Enrico Maria Carlini

2 Sommario La principali sfide nella gestione del sistema elettrico La Smart Grid della trasmissione Dalla Smart Grid allo Smart System Integrazione della generazione distribuita nelle risorse per il dispacciamento

3 La situazione della generazione in Italia Evoluzione del mix del parco di generazione Tipologia Impianti (Migliaia) Potenza (GW) Impianti (Migliaia) Potenza (GW) Idroelettrici 2 21,1 2,9 22,5 Termoelettrici 1,9 62,2 3,9 68,7 Eolici 0,1 1,1 1,4 8,5 Fotovoltaici ,4 18,5 2004: avvio del Mercato elettrico : cambia radicalmente mix di generazione. Totale 4 84,4 567,6 118,2 1% Idroelettrici Termoelettrici Eolici Fotovoltaici 74% 25% 16% Idroelettrici 7% Termoelettrici Eolici Fotovoltaici 58% 19% Idroelettrici Termoelettrici Eolici Fotovoltaici

4 La situazione della generazione da FRNP Potenza disponibile Eolico e Fotovoltaico GW Eolico Fotovoltaico dicembre MW nel 2013 rispetto al 2012 (di cui +350 MW su AT) MW nel 2012 rispetto al 2011 (di cui MW su AT) MW nel 2013 rispetto al 2012 (di cui 60 MW su AT) MW nel 2012 rispetto al 2011 (di cui 200 MW su AT)

5 La situazione della generazione da FRNP Energia immessa oraria Eolico e Fotovoltaico [MWh] Eolico Nota: Dati preliminari di esercizio, riferiti a impianti eolici connessi alla RTN in AT (rilevanti e i non rilevanti connessi a direttrici eoliche critiche) [MWh] Fotovoltaico NOTA: Dati preliminari di esercizio, riferiti all energia immessa in rete (ovvero energia prodotta al netto dell autoconsumo).

6 Principali evidenze nella gestione del Sistema Trend della domanda Crisi della Domanda elettrica Successivamente alla crisi economicofinanziaria del 2008 Nel 2005 era attesa una crescita media annua del 2% per il periodo Domanda TWh/anno 328 Domanda elettrica 2013 (dati preliminari) ritorno a valori inferiori al ,4% rispetto al

7 Principali evidenze nella gestione del Sistema La copertura della domanda I recenti investimenti in produzione Rinnovabile hanno determinato il progressivo aumento della copertura della Domanda da parte della Generazione da fonte Rinnovabile: Nel 2013 circa il 12% della Domanda è stato coperto da eolico e fotovoltaico (dato provvisorio) Copertura della Domanda da Rinnovabile % della Domanda 10% 12,1% 5,1% 35% 30% 25% 33,1% 12,5% 25,4% 30% 8,8% 5% 0% 5% 0% 5% 0% 5% 5,2% 35% 6,1% 4,4% 8,9% 20% 12,1% 15% 12,1% 30% 3,3% 2,9% 10% 20,6% 21,2% 2,2% 7,0% 12,5% 16,5% 7,0% 5,6% 5,2% 5,8% 6,4% 9,5% 25% 8,8% 2,7% 5% 3% 2,0% 3,2% 12,5% 5,2% 5,8% 6,4% 8,8% 5,1% 3,0% 2,6% 0,2% 0,6% 8,9% 20% 0% Torino Milano Venezia Firenze Roma Napoli Palermo Cagliari ITALIA 8,9% Fotovoltaico 15% Fotovoltaico Eolico Fotovoltaico Eolico 10% 20,6% 21,2% Eolico 16,5% 7,0% 20,6% 9,5% 21,2% 5% 16,5% 7,0% 5,2% 5,8% 9,5% 6,4% 5,1% 3,0% 2,6% 0% 5,8% 6,4% 5,1% 3,0% Torino Milano Venezia 2,6% Firenze Roma Napoli Palermo Cagliari ITALIA Fotovolt Eolico

8 Il cambio di paradigma dopo il boom delle Rinnovabili I flussi di energia in rete GWh Principali flussi da Nord a Sud (localizzazione a Nord di impianti efficienti, import da Nord) Isole maggiori in export per motivi di sicurezza Principali flussi da Sud a Nord, con maggior probabilità di congestione (per localizzazione a Sud di impianti CCGT efficienti e Rinnovabili) Riduzione import da Nord (per avvicinamento prezzi nelle ore ad elevata offerta Rinnovabile)

9 Principali evidenze nella gestione del Sistema Complessità di gestione del Sistema La crescita delle Rinnovabili e la decrescita della Domanda aumentano la complessità di gestione del sistema maggiore difficoltà nel mantenimento dell equilibrio tra Domanda e Offerta (data la non programmabilità delle Rinnovabili) necessità di risorse di dispacciamento maggiormente flessibili per l inseguimento di più rapide variazioni della Domanda non coperta da Rinnovabile (ad esempio nelle ore serali) ridotte capacità di regolazione del sistema per mantenere adeguati profili di tensione (per riduzione della produzione da impianti convenzionali) Domanda al netto di quanto coperto da Rinnovabili MWh Esempio: mer 17-apr-2013 Domanda Domanda Produzione Fotovoltaica Ore serali Simultanea crescita di Domanda e decrescita Offerta rinnovabile h

10 Principali evidenze nella gestione del Sistema Andamento Fabbisogno al netto della produzione FRNP - Domenica Richiesta di energia elettrica in decrescita in decrescita nel 2012 Ripida presa di carico serale dovuta alla simultanea crescita della richiesta di energia e alla decrescita della produzione fotovoltaica Minimi diurni del carico residuo inferiori al valore notturno

11 Principali evidenze nella gestione del Sistema Prossimi passi SICURA ED EFFICIENTE INTEGRAZIONE NEL SISTEMA DELLE RINNOVABILI Sviluppo della Rete e Revisione Regole per il Dispacciamento Integrazione dei Mercati europei Aumentare la capacità di trasporto della rete, allo scopo di potenziare i flussi di energia dalle aree in cui sono localizzati Rinnovabili e impianti efficienti, verso grandi centri di consumo migliorare l efficienza di sistema Sviluppo soluzione innovative quali ad esempio dynamic rating Valutazione partecipazione FRNP al Mercato dei Servizi di Dispacciamento Integrare i mercati europei dell energia e dei servizi, allo scopo di cogliere opportunità economiche di mutuo scambio di energia efficiente tra Mercati europei messa in comune delle risorse di dispacciamento, a vantaggio di sicurezza ed efficienza di sistema

12 Revisione regole per i servizi di dispacciamento Abilitazione FRNP/GD ai servizi di dispacciamento L Autorità per l Energia Elettrica ed il Gas ha avviato consultazioni per l estensione dei servizi di dispacciamento alle FRNP. Consentirebbe una più ampia platea di soggetti abilitati ai servizi di dispacciamento, migliorandone l efficienza. Le attivazioni potrebbero avvenire immediatamente a ridosso del tempo reale Possibilità di abilitare in forma aggregata la generazione distribuita Necessario approfondire: Fattibilità tecnica ed efficacia per singolo servizio e singola tecnologia. I servizi potenzialmente fornibili sono: Regolazione della Frequenza (Riserva Primaria, Secondaria e Terziaria e Bilanciamento), Regolazione della Tensione e Telescatto Modalità di partecipazione al mercato dei servizi di dispacciamento

13 Dispacciamento della GD Considerazioni generali Per garantire la sicurezza del sistema elettrico è tuttavia necessario tener conto anche dei seguenti aspetti: piena osservabilità e controllabilità del sottosistema delegato al servizio di dispacciamento; responsabilizzazione dell offerente nel fornire il servizio e attribuzione in capo allo stesso delle conseguenze per la mancata o non corretta prestazione del servizio; rispetto di tutti gli obblighi in materia di controlli, certificazioni, verifiche e misure previsti oggi per gli impianti che partecipano al MSD. L introduzione di un modello di dispacciamento della GD è opportuno avvenga tenendo conto dei seguenti elementi: gradualità nell introduzione/modifica del quadro regolatorio; partecipazione mediante opportune modalità di aggregazione degli impianti inferiori ai 10 MVA; definizione della volontarietà/obbligatorietà di adesione; facilità di implementazione dei sistemi a supporto.

14 La Smart Grid nella trasmissione In Italia la trasmissione utilizza l architettura più appropriata per le diverse funzioni: SISTEMI LOCALI Protezione e automazione, regolazioni locali, sistemi di protezione speciali ARCHITETTURA CENTRALIZZATA Controllo della rete, telecomando e teleconduzione (sistemi SCADA), regolazione della frequenza, regolazione della tensione ARCHITETTURA DISTRIBUITA Funzioni centrali per l ottimizzazione e la predisposizione automatica delle contromisure, adattabili in tempo reale in funzione delle condizioni di rete Funzioni distribuite rapidissime per l attuazione in caso di evento critico

15 Example Contingency Central system Acquisition Arming UPDM trip UPDM Production Pumps Generation/ pumps shedding UPDM MMI UPDC UPDC Interruptible custormers, civil loads Load shedding UPDM, UPDC = monitoring and controlling device

16 Dalla Smart Grid allo Smart System I sistemi in uso nella trasmissione dovranno estendersi e coprire i sistemi della distribuzione e della generazione distribuita. Con lo Smart System, la generazione distribuita e i sistemi di distribuzione potranno fornire i seguenti servizi per la sicurezza del sistema: -Risoluzione delle congestioni -Regolazione primaria, secondaria e terziaria di frequenza -Regolazione di tensione -Servizi di telescatto e modulazione del carico (demand response) -Accumulo di energia

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