Le nuove centrali e i requisti di regolazione: vincoli nel macchinario e nelle apparecchiature presenti sul mercato
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- Evangelina Salvi
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1 CONFERENZA AEI - ATI CENTRALI DI PRODUZIONE ENERGIA: INTERAZIONE PROCESSO-SISTEMA ELETTRICO Milano 18 marzo 2003 Le nuove centrali e i requisti di regolazione: vincoli nel macchinario e nelle apparecchiature presenti sul mercato P.F.Lionetto E. Perduca Foster Wheeler Italiana Torna al programma
2 LIBERALIZZAZIONE DEL MERCATO DELL ENERGIA PRESENZA DI DIFFERENTI PRODUTTORI SUL MERCATO ROTTURA DELL INTEGRAZIONE PRODUZIONE - TRASMISSIONE - DISTRIBUZIONE SERVIZI DI RETE NECESSARI PER GARANTIRE QUALITÀ, SICUREZZA E CONTINUITÀ DI SERVIZIO NON PIÙ DISPONIBILI E DA RICERCARSI SUL MERCATO SERVIZI DI RETE OBBLIGATORI (REGOLAZIONE PRIMARIA DI FREQUENZA E DI TENSIONE) SERVIZI DI RETE DA ACQUISIRE SUL MERCATO E DA REMUNERARE OPPORTUNAMENTE (REGOLAZIONE SECONDARIA DI FREQUENZA E TENSIONE)
3 LA SITUAZIONE OGGI PRODUZIONE ESISTENTE CENTRALI CONVENZIONALI DI PROPRIETÀ ENEL PRODUZIONE SERVIZI DI RETE FORNITI PREVLENTENENTE DALLE CENTRALI CONVENZIONALI NUOVA PRODUZIONE: CENTRALI A CICLO COMBINATO CON TURBINE A GAS TAGLIE DA 400 MW CON TG da 250 MW e TV da 150 MW CENTRALI CONCEPITE PER CARICO BASE COSTRUZIONE STANDARDIZZATA DELLA TG E FORNITA COME PACKAGE TRE COSTRUTTORI PRINCIPALI: GE, SIEMENS, ALSTOM
4 IL PACKAGE REQUISITI STANDARD E MINIMALI ALLO SCOPO DI ESSERE COMPETITIVI RISPONDENZA A NORME DI PRODOTTO OVE ESISTENTI CARATTERISTICHE TIPICHE DI OGNI COSTRUTTORE PRODUZIONE DI SERIE CHE NON TOLLERA MODIFICHE MODESTA FLESSIBILITÀ PER ADEGUARSI A CONDIZIONI DI RETE PARTICOLARI RAPPORTO DI FORZA DA PARTE DEL COSTRUTTORE VERSO L ACQUIRENTE CONFLITTI FRA REQUISITI FUNZIONALI RICHIESTI DA REGOLE DI CONNESSIONE E CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE STANDARD
5 REGOLE DI CONNESSIONE E REQUISITI TECNCI DEL MACCHINARIO E DELLE APPARECCHIATURE GRTN REGOLE TECNICHE DI CONNESSIONE (marzo 2001) REGOLE TECNICHE PER IL DISPACCIAMENTO (giugno 2000) partecipazione alla regolazione di frequenza (guida tecnica) partecipazione alla regolazione di tensione (guida tecnica) REGOLE PER IL DISPACCIAMENTO (agosto 2003) CEI Impianti di produzione di energia connessi a sistemi di III categoria (agosto 2000) Impianti di produzione di energia connessi a sistemi di I e II categoria (agosto 2000)
6 REGOLAZIONE DI TENSIONE (1/5) REGOLE DI DISPACCIAMENTO (giugno 2000) Regolazione primaria di tensione attuata attraverso il controllo dei sistemi di eccitazione delle macchine Regolazione di potenza reattiva e di tensione (REPORT): comanda prod. di potenza reattiva dei generatori abilitati in funzione della tensione di rif. Locale o di un nodo limitrofo Regolazione regionale di tensione (RRT): coordinamento produzione di pot. reattiva di varie centrali in un area per conseguire profili di tensione adeguati in nodi della rete
7 REGOLAZIONE DI TENSIONE (2/5) PARTECIPAZIONE ALLA REGOLAZIONE DI TENSIONE (Guida Tecnica) Regolazione primaria di tensione: attraverso il RAT con eventuale correzione della c.d.t. sul trasformatore Regolazione secondaria di tensione svolta da un RRT (Regolatore Regionale di Tensione)che controlla nodo pilota e centrali prossime al nodo. Le centrali devono essere equipaggiate con un Sistema Autonomo per la Regolazione della Potenza Reattiva (SART) capace di modulare la produzione di potenza reattiva di ogni gruppo in percentuale a un segnale di livello dal regolatore centralizzato
8 REGOLAZIONE DI TENSIONE (3/5) REGOLE TECNICHE DI CONNESSIONE Tutti i gruppi di generazione devono partecipare alla regolazione primaria di tensione per la definizione del profilo di tensione e del programma di produzione del reattivo: accordi complementari impianti che partecipano alla regolazione secondaria di tensione devono essere predisposti per ricevere relativi segnali di livello trasmessi dal gestore i regolatori di tensione dei generatori devono avere appropriati requisiti specificati al punto 5.11
9 REGOLAZIONE DI TENSIONE (4/5) REGOLE PER IL DISPACCIAMENTO (agosto 2002) Servizio di riserva reattiva per la regolazione primaria di tensione di gruppo servizio di riserva reattiva per la regolazione primaria di tensione di centrale servizio di riserva reattiva per la regolazione secondaria di tensione Il servizio di regolazione primaria di tensione di centrale è richiesto obbligatoriamente per tutti gli impianti con un gruppo di potenza > 100 MW: ogni gruppo deve essere dotato di dispositivi di regolazione come da regole tecniche e ogni centrale deve essere dotata di un Sistema Autonomo per la Regolazione della Potenza Reattiva e della Tensione (SART).
10 REGOLAZIONE DI TENSIONE (5/5) NORME CEI Regolazione primaria di tensione: obbligatoria per tutti i gruppi I gruppi che partecipano alla regolazione secondaria di tensione devono essere asserviti a un regolatore di potenza reattiva di centrale capace di agire sui regolatori di tensione dei singoli gruppi in modo d ripartire fra essi il carico reattivo in proporzione alle rispettive potenze reattive massime. Tali regolatori di potenza reattiva (SART) sono descritti funzionalmente in appendice 4
11 I Regolatori di tensione: requisiti funzionali il sistema di eccitazione deve funzionare anche con tensione di alimentazione pari al 20% della V nominale ceiling positivo non inferiore al 200% della Ve eccitazione alle condizioni nominali forzamento del ceiling per almeno 2 s in caso di guasto vicino (GRTN) o ai morsetti AT del trasformatore elevatore (CEI 11-32) 40% della V alimentazione 160% V ceiling I Prodotti standard Forzamento: da chiarire il requisito (guasto vicino?; quale valore di ceiling?)
12 Regolazione primaria di tensione di Centrale e Regolazione secondaria (1/3) Il documento GRTN Regole per il Dispacciamento chiederà un Dispositivo AUTONOMO SART di regolazione di tensione e reattivo capace di: acquisire segnale o da GRTN o da profilo di tensione definito a livello locale elaborazione del segnale in modo da trasformarlo in un comando di produzione di potenza reattiva trasferimento al sistema di eccitazione del generatore controllo in tempo reale della risposta della catena e correzione conseguenziale
13 Regolazione primaria di tensione di Centrale e Regolazione secondaria (2/3) Sistema Autonomo SART Quale fornitore? Sul mercato esiste solo il REPORT progettato a suo tempo da ENEL ricerca. Ma oggi ha senso? Non è più opportuno pensare a definire appropriate specifiche funzionali? (modalità di acquisizione dei segnali, tempi di risposta, modi di funzionamento) Perché autonomo? Perché non il DCS di centrale? Perché non utilizzare le facilities dei sistemi di regolazione del package TG?
14 Regolazione primaria di tensione di Centrale e Regolazione secondaria (3/3) Sistema Autonomo: difficoltà di interfacciamento con il sistema di regolazione del package: in particolare il sistema di eccitazione in genere non ammette interfacce dirette con collegamenti filo filo per i comandi set point e selezioni. Comandi dell operatore da DCS: passano attraverso il sistema di regolazione di gruppo che gestisce in autonomia la richiesta trasformandola in comando di gruppo sulla base delle funzionalità previste all interno del sistema Anche quando alcuni fornitori consentono collegamenti con un sistema esterno, l interfaccia con l eventuale REPORT dovrebbe essere modificata da digitale in analogica. La gestione del segnale poi dovrebbe essere rielaborata dal fornitore del package TG_Gen-Sist di Controllo in accordo ai requisiti specifici della regolazione da eseguire.
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17 PROSPETTIVE (1/2) Sistema di regolazione del complesso TG + Gen: garanzie del costruttore Facilities del sistema di eccitazione standard: regolazione di tensione regolazione di potenza reattiva adeguamento automatico ai limiti di sovra e sotto eccitazione controllo continuo delle temperature della parti cade del generatore e dei fluidi di raffreddamento ottimizzazione delle prestazioni e della produzione del reattivo per l intero complesso generatore - trasformatore
18 PROSPETTIVE (2/2) La gestione della potenza reattiva attraverso il SART-REPORT bypasserebbe le logiche e le facilities ottimizzate dal costruttore per la propria macchina. IN ALTERNATIVA: Utilizzare DCS di centrale con CPU dedicate per rielaborare i segnali in arrivo da GRTN (regolazione secondaria) o da profili di tensione locale (regolazione della tensione di sbarra di centrale). Messa a punto di interfacce appropriate fra DCS e sistemi di regolazione del complesso TG - Generatore Definizione di requisiti specifici per la regolazione di tensione da realizzare (tempi di risposta, precisone della risposta, modalità di acquisizione dei segnali da GRTN)
19 CONCLUSIONI Per i servizi di riserva reattiva per la regolazione primaria di tensione di centrale e per la regolazione secondaria, ad oggi è necessario arrivare ad un compromesso fra quanto fornito come prodotto standard dai costruttori di sistemi di regolazione del complesso TG+Generatore e DCS di centrale e quanto necessario alla regolazione di rete. Una stretta cooperazione fra fornitori di sistemi di regolazione, DCS, tecnici progettisti e operatori di rete è necessaria per arrivare a un risultato ottimale, senza penalizzare da una parte le prestazioni garantite della macchina e dall altra i servizi di rete. La definizione di normative specifiche a livello internazionale potrà in un futuro non troppo remoto la possibilità di raggiungere una soluzione ottimale. Torna al programma
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