Dalla fattibilità alla progettazione di collegamenti in corrente continua e in corrente alternata

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1 Dalla fattibilità alla progettazione di collegamenti in corrente continua e in corrente alternata Progetto FI.GI. Terna per Università la Sapienza di Roma ING REBOLINI MASSIMO Responsabile PROGETTI PRELIMINARI ROMA, 2 APRILE 2009 Direzione Risorse Umane e Organizzazione Selezione e Formazione 1

2 Collegamenti HVDC Italia Nord Africa 2

3 Metodologia degli Studi di Fattibilità Scenari Studi di fattibilità Restrizioni Fase 1 Analisi tecnica Analisi di flusso - Schemi di connessione Analisi ambientale Vincoli ambientali - Individuazione preliminare di un corridoio - Autorizzazioni Analisi economica Costi di investimento costi operativi Analisi e selezione della/e migliore/i alternativa/e Analisi di dettaglio della/e migliore/i alternativa/e Fase 2 Compensazioni reattive Affidabilità Impatto delle armoniche Comportamento dinamico Flusso atteso di energia Analisi economico - finanziaria Vincoli regolatori e ambientali

4 Analisi preliminari per i collegamenti sottomarini Per collegamenti marini c è la necessità di studiare : -Attività e sistemi di pesca -Traffico marittimo -Aree di ancoraggio -Relitti -Aree militari -Parchi e aree protette -Cavi e condotte esistenti -Sismicità e geologia -Batimetria Questo studio viene denominato Desk Top Study 4

5 SAPEI CALCOLO DEL TIRO MASSIMO SUL CAVO T = w * d + H * D (per profondità > 500 m) dove w: peso in acqua di 1 m di cavo [N] d: massima profondità di posa [m] H: massimo tiro residuo sul fondo [N] D: fattore dinamico [N] Il fattore dinamico D è così calcolato D = ½ b h * m * d * ω 2 dove b h : movimento verticale della nave di posa [m] m: massa del cavo [kg/m] ω: 2 * π / t, frequenza del moto della nave di posa con t periodo in sec.

6 SAPEI CALCOLO DEL TIRO MASSIMO SUL CAVO peso in acqua [N/m] profondità [m] altezza onde [m] 255, Tensione sul fondo [N] Fattore dinamico [N] 84169, ,14 massa cavo [kg/m] periodo onde [s] 26 6 Tiro [N] Tiro [t] ,168 60,

7 NAVI POSA-CAVI 7

8 NAVI POSA-CAVI 8

9 Interconnessione tra Italia e Algeria Algeria-Italia: principali caratteristiche: Koudiet Draouch/El Hadjar Sardegna 500 kv DC 500 MW (compatibilmente con la capacità di trasporto nord sud in Sardegna) Monopolare con ritorno della corrente via mare Lunghezza della rotta del cavo: 330 km Massima profondità: 2000 m (al limite tecnico) Potenziali criticità : Installazione degli elettrodi per il ritorno di corrente via mare; Rinforzi sulla rete a 150 kv nel sud della Sardegna, anche se non strettamente connessa alla nuova interconnessione Lo sfruttamento efficiente del collegamento tra Italia e Algeria è relativo al commissioning della connessione tra Sardegna e penisola italiana SA.PE.I. 9

10 Interconnessione tra Italia e Algeria Studio di fattibilità della rotta del cavo a mare Lunghezza della rotta: 840 km! Profondità 2000 m (vicini al limite tecnico) Lunghezza della rotta: 333 km 10

11 Schema di Riferimento per Algeria e Libia HVDC Bipolare ±400 o 500kVcc 1000MW Overhead or cable pole line Overhead or cable pole line Submarine cable Smoothing reactor Smoothing reactor Converter transformers Converter transformers DC Filters DC Filters AC filters AC filters Converter bridges Anode Electrode Converter bridges MV overhead or cable electrode line Converter transformers Converter bridges cathode Electrode Converter bridges MV overhead or cable electrode line DC Filters Converter transformers DC Filters AC filters AC filters Smoothing reactor HVDC station Smoothing reactor Submarine cable Overhead or cable pole line Overhead or cable pole line HVDC station 11

12 Interconnessione tra Italia e Tunisia Tunisia-Italia: principali caratteristiche: El Hawaria Partanna 400 kvcc Primo stadio: 400 MW - monopolare con ritorno di corrente via mare (compatibilmente con la capacità di trasporto della rete siciliana) Secondo stadio: completamento del collegamento di corrente continua con il secondo polo; soluzione finale: collegamento da 800 MW - bipolare con ritorno della corrente a mare in emergenza (compatibilmente con il nuovo sviluppo di rete a 380 kv in Sicilia) Lunghezza della rotta del cavo: 194 km Massima profondità: 670 m 12

13 Interconnessione tra Italia e Tunisia Rotta sottomarina dei cavi Lunghezza massima dei cavi sottomarini: 192 km Profondità max: 750 m 13

14 Interconnessione tra Italia e Tunisia Schema e dati principali Voltaggio nominale ± kv C.C. Corrente nominale al polo 1250/1000 A Potenza (conf. bipolare) 2 x 500 MW Flusso di potenza bidirezionale Lunghezza cavi terrestri (lato italiano) circa 32.5 km TUNISIE pole line pole line TUNISIA Submarine cable Mornaguia G 400 kv Centrale electrique futura centrale future Converter transformers AC filters El Hawaria Converter transformers AC filters Converter bridges Converter bridges Smoothing reactor Smoothing reactor Anode Electrode MV overhead or cable electrode line POLO kvcc 500 MW Submarine cable Cathode Electrode MV overhead or cable electrode line POLO kvcc 500 MW Smoothing reactor Smoothing reactor Converter bridges Converter bridges Converter transformers AC filters Partanna Converter transformers AC filters ITALIE ITALIA Poste 220 kv sez. 220 kv Partinico Favara Fulgatore Nouvelle Poste 380 kv nuova sez. 380 kv Ciminna HVDC station Overhead or cable pole line Overhead or cable pole line HVDC station 14

15 Interconnessione tra Italia e Libia Libia-Italia: principali caratteristiche: 1st soluzione: Mellitah-Ragusa 500 kv DC MW monopolare con ritorno della corrente via mare 2nd soluzione: Mellitah-Chiaramonte 500kV DC 1000 MW bipolare con ritorno della corrente via mare in emergenza possibilità di un terzo terminale (100 MW) a Malta Lunghezza della rotta dei cavi: 550/560 km, dipendentemente dalle alternative Massima profondità: 550 m Principali criticità: possibili limitazioni nel trasporto di potenza dalla Sicilia al continente (come nell interconnesione tra Sicilia e Tunisia); Competizione con le nuove centrali a ciclo combinato in realizzazione in Sicilia e nel sud Italia. 15

16 Sorgente - Rizziconi PROJECT MANAGEMENT Rizziconi DIS/CNC ING/MAC Studi di rete PSR/PPR- PRE Studi di rete AOT-NA / UPRI Progetto stazioni Progetto preliminare galleria Università di Messina Survey preliminare e relazione tecnica ambientale per la posa dei cavi marini Sorgente Villafranca Scilla AOT-PA / UPRI Progetto stazioni ING / GPL Progetto linee ING / ILC Progetto componenti PSR / PPR Programmazione attività di progettazione Coordinamento delle interfacce Affidamento e gestione incarichi esterni Predisposizione documenti amministrativi Collaborazione con PSR / AMB per SIA 14 Piani Tecnici delle Opere 6 Relazioni specialistiche 16

17 Rete di trasmissione a 220 kv e 380 kv in Sicilia Cina Attraversamento del fiume Yangtze Linea in DT Campata unica di m Tensione 500 kv c.a. Due torri da 346 m 4200 t l una Principali caratteristiche attraversamento stretto Doppia terna aerea a 220 kv Unica campata di aerea di m con due Torri di sospensione aventi altezza 224 m Doppio terminale di contrappesatura (Torre Faro Sicilia, Capo Rafi - Calabria) Data di entrata in servizio: 1955 Data di dismissione:

18 Rete di trasmissione a 220 kv e 380 kv in Sicilia 1978 Principali caratteristiche attraversamento in linea aerea stretto Doppia terna aerea a 220 kv Unica campata di aerea di m con due Torri di sospensione aventi altezza 224 m Doppio terminale di contrappesatura (Torre Faro Sicilia, Capo Rafi - Calabria) Data di entrata in servizio: 1955 Data di dismissione: 1985 Principali caratteristiche primo attraversamento in cavo stretto Collegamento 380 kv in singola terna misto aereo/cavo lunghezza totale km 80,1 Numero di cavi: 3+1 (riserva smistabile su una qualsiasi fase) in OF lunghezza 6,5 km;profondità max 300 m 2 stazioni di transizione aereo/cavo (Parasiso Sicilia, Bolano Calabria) Potenza trasmissibile: 1000MVA continuativi Compensazione shunt: 150 MVAR a Rizziconi (Calabria) (compensazione 75%) Data di entrata in servizio: stazioni di pompaggio,8 giunti terra mare (GTM),32 giunti di terra (GT),8 terminali 18

19 Rete di trasmissione a 220 kv e 380 kv in Sicilia 1988 Principali caratteristiche attraversamento stretto Collegamento 380 kv in singola terna misto aereo/cavo lunghezza totale del collegamento km 80,1 Numero di cavi: 3+1 (riserva smistabile su una qualsiasi fase) 2 stazioni di transizione aereo/cavo (Parasiso Sicilia, Bolano Calabria) Isolante: carta impregnata in olio fluido Potenza trasmissibile: 1000MVA continuativi Lunghezza tratta in cavo marino: 6.5km Lunghezza tratta in cavo terrestre: 2.2km Profondità massima: 300m Distanza massima tra i cavi in mare: 350m Compensazione shunt: 150 MVAR a Rizziconi (Calabria) (compensazione 75%) Data di entrata in servizio: stazioni di pompaggio 8 giunti terra mare (GTM) 32 giunti di terra (GT) 8 terminali 2 stazioni di transizione 19

20 Rete di trasmissione a 220 kv e 380 kv in Sicilia 1988 Sorgente Chiaramonte Gulfi - Ragusa Principali caratteristiche Lunghezza totale elettrodotto: 117 km, di cui 22 km a 220 kv Esecuzione del profilo altimetrico con AEF Messa in servizio: 1990 Chiaramonte Gulfi ISAB Energy Principali caratteristiche Lunghezza totale elettrodotto: 60 km Primo elettrodotto AAT in Sicilia ad essere sottoposto a VIA Messa in servizio:

21 Rete di trasmissione a 220 kv e 380 kv in Sicilia 2008 Dieci anni senza sviluppo della RTN!! 21

22 Rete di trasmissione a 220 kv e 380 kv in Sicilia Chiusura anello a 380 kvca La rete siciliana come hub energetico del mediterraneo Produzione eolica Wind Farm onshore e offshore 1100 MW al MW al RIZZICONI BELLOLAMPO SORGENTE CORRIOLO RIZZ ICO NI FULGATORE PARTINICO CIMINNA CARACOLI Sviluppo rete PARTANNA CALTANISSETTA PATERNO MISTERBIANCO 380 kvca PdS 380 kvca in studio TUNISIA HVDC FAVARA CHIARAMONTE G. Pantano d Arci MELILLI ISAB Priolo 220 kvca PdS In studio SE PdS POLIMERI RAGUSA LIBIA HVDC MALTA HVDC/150kVca 22

23 Dallo studio di fattibilità al progetto Criteri di Progetto Scelta della tensione del nuovo collegamento a 380 kvca consente di collegare i i due terminali senza macchinario di trasformazione intermedio (garantendo minori perdite, affidabilità maggiore) e di procedere alla razionalizzazione elettrica delle aree del messinese e del reggino Contenere la la lunghezza del tratto in cavo nei limiti consentiti sia dalle esperienze operative esistenti per collegamenti similari sia da calcoli e studi elettrici statici e dinamici Adozione per i singoli componenti di tecnologie standardizzate e qualificate anche da esperienze operative Contenere gli spazi necessari per la localizzazione delle nuove stazioni adottando per le apparecchiature in AAT soluzioni compatte isolate in gas (GIS) Ridurre i rischi di natura elettrica adottando uno schema con due terne simmetriche senza sifonamenti intermedi nei tratti aerei Adozione di soluzioni aderenti a criteri di mantenibilità e operatività consolidati 23

24 Dallo studio di fattibilità al progetto Esperienza del primo collegamento 24

25 Dallo studio di fattibilità al progetto Vincoli ambientali 25

26 Dallo studio di fattibilità al progetto La concertazione e gli studi ambientali Alternativa 1: Tratto aereo contenuto (20.5 km in Sicilia - 39,6 km in Calabria), minor interferenza con aree tutelate, maggior lunghezza dei cavi Alternativa 2: Maggiore percorso aereo (31.5 km in Sicilia - 44,5 km in Calabria) e maggiore penetrazione all interno di aree tutelate Alternativa 1 Alternativa 1: Regione Provincia n. Comuni Sicilia Messina 14 Calabria R. Calabria 8 Alternativa 2 Alternativa 3: Maggiore percorso aereo (23 km in Sicilia 55.5 km in Calabria). Impossibilità di razionalizzare la rete esistente Alternativa 3 26

27 Dallo studio di fattibilità al progetto Tracciato scelto Regione Provincia n. Comuni Sicilia Messina 14 Calabria R. Calabria 8 27

28 Dallo studio di fattibilità al progetto 28

29 Dallo studio di fattibilità al progetto Validazione della rotta marina Survey Il DTS è stato integrato da indagini marine volte a definire il tracciato dei cavi raccogliendo raccogliendo dati precisi sulla profondità del mare, sulla morfologia e geologia del fondo. Obiettivi della Survey: Lunghezza cavi Profondità ed ostacoli per la protezione cavo Validazione delle caratteristiche della nave per la posa Relazione di posa dei cavi e campionamenti ai sensi D.M.Amb gennaio 96 29

30 Dallo studio di fattibilità al progetto Rotta dei cavi marini a 380 kvca Cavi 380 kv Fiumara G. Favazzina 30

31 Dallo studio di fattibilità al progetto Caratteristiche elettriche nominali Frequenza nominale 50 Hz Tensione nominale 380 kv Intensità di corrente nominale 1500 A Potenza Nominale (per terna) 1000 MVA Componenti del sistema n.2 stazioni di pompaggio n.12 giunti T/M n. 10 giunti cavi terrestri n. 12 terminali cavi n. 5 reattanze shunt Sicilia Calabria Rizziconi Sorgente 20.6 km Villafranca 2.2 km 38 km 2.5 km Scilla 29.1 km +) +) +) +) 4.9km 34.6 km * ) 2.5 km 6.5 km 0.6 km 21.8 km 14.3 km Cavo interrato a 380 kv Cavo interrato in tunnel 380 kv Cavo marino 380 kv Linea aerea ST a 380 kv Linea aerea DT a 380 kv Rosso: esistente Blu: futuro +) Reattanza shunt 275Mvar * ) Reattanza shunt Mvar variabile 31

32 Dallo studio di fattibilità al progetto Nuova S.E. 380/150 kv VILLAFRANCA IPOTESI 1 IPOTESI 2 Volume sbancamento: m 3 ca Volume sbancamento : 70 m3 ca Analisi viabilità per accesso Macchinario 32

33 Dallo studio di fattibilità al progetto Cavi marini stato dell arte Tipologia OF qualificata da esperienza operativa e tecnologia matura Possibili limitazioni derivanti da pendenze fondali marini 33