La normazione tecnica e l Allegato M

La normazione tecnica e l Allegato M Maurizio Delfanti Valeria Olivieri Politecnico di Milano Dipartimento di Energia Comitato Elettrotecnico Italiano CT 316 Venerdì 6 febbraio 2015

La GD installata in Italia al 2013 qualche informazione 2 Gli impianti FER in Italia al 2013 hanno una potenza complessiva di oltre 50 GW a cui corrispondono circa 112 TWh prodotti. [GWh] 140.000 120.000 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 Molti di questi impianti sono installati nelle regioni del Sud e sulle reti di distribuzione MT e BT 5084,7; 31% 947,2; 6% 0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2020 PAN2020 SEN Idraulica Eolica Solare Geotermica Bioenergie Il 92% degli eolici è connesso alle reti AT 150/132 kv Per il FV, circa 900 MW sulla AT e 17000 sulle reti MT BT (dati 2012) AT MT BT 10388; 63%

Perché la GD complica la gestione del sistema e delle reti di distribuzione? 3 FRNP non monitorate in tempo reale (DSO-Terna) e assente/difficile previsione sul breve-medio termine criticità su MGP e MSD: riduzione capacità regolante dei termoelettrici; incremento del fabbisogno di riserva rapida (riserva secondaria e riserva pronta); bilanciamento tramite azioni rapide realizzate su impianti programmabili con elevata capacità di modulazione, rapidi tempi di avviamento e limitati tempi di permanenza in servizio. Aumento costi MSD (uplift 1.723 Mln/ ; + 32,64% rispetto al 2012) Se la GD supera il carico, si ha inversione di flusso problemi per SPI stabilità del sistema e isola indesiderata (sblocco voltmetrico); regolazione di tensione la GD porta la tensione a valori eccessivi nel punto di connessione Situazioni più critiche nei periodi diurni estivi basso carico e PV elevato. Difficoltà aumentate M. Delfanti da carenze AEIT, Bolzano infrastrutturali - 6/2/15 delle zone in cui le FRNP sono disponibili.

L'evoluzione delle regole in Italia: 4 le azioni intraprese dal TSO e dall AEEGSI (già dal 2012) Due nuovi Allegati al Codice di Rete sono dedicati alla GD Allegato A.70 (approvato AEEGSI, Del. 84/2012/R/eel 8 Marzo 2012); estende alcune prescrizioni per gli impianti FRNP connessi in AT anche alla GD connessa alle reti MT e BT; nuovo SPI con soglie larghe e relè a sblocco voltmetrico; retrofit per la GD esistente (MT, BT P>6 kw) Allegato A.72 (approvato AEEGSI, Del. 344/2012/R/eel 2 Agosto 2012); disconnessione, per motivi di sicurezza del SEN, della GD (FV/eolico MT, P 100 kw, solo immissione) su comando del TSO GD_TEL: GDR connessa con linee dedicate il cui distacco è attuabile da remoto dal DSO, su richiesta di Terna, in < 30 min; GD_PRO: il distacco è attuabile dal Titolare su richiesta Allegato A.72_new (approvato AEEGSI, Del. 421/2014/R/eel 7 Agosto 2014); adeguamento all Allegato M della CEI 0-16 (introdotta la GDRM) retrofit per gli impianti esistenti (FV/eolico MT, P 100 kw)

Il ruolo del CEI le attività in ambito smart grid 5 Il CEI è responsabile nazionale della normazione tecnica (elettrotecnica, elettronica e delle telecomunicazioni) tramite Norme che sono il riferimento per la presunzione di conformità alla regola dell arte di prodotti, processi, sistemi e impianti elettrici (Legge 186/68) CT 316 - Connessione alle reti elettriche di distribuzione Alta, Media e Bassa Tensione punto di riferimento normativo in ambito nazionale per le specifiche di connessione di utenti attivi e passivi alle reti di distribuzione e interfaccia in ambito IEC e CENELEC ha in carico le norme CEI 0-16 e CEI 0-21 la CEI 0-16 e CEI 0-21 sono recepite da delibere AEEGSI la CEI 0-16 e CEI 0-21 hanno valore vincolante nella connessione di impianti MT e BT alle reti di distribuzione una pesante responsabilità

L'evoluzione delle regole in Italia: le azioni intraprese dal CEI 6 Regole Tecniche di Connessione MT e BT: aggiornate (su mandato AEEG) per includere le prestazioni dell A.70, dell A.72 e del IV e V Conto Energia (appena pubblicate le nuove varianti sui servizi di rete per i sistemi di accumulo). CEI 0-16:2012 funzioni innovative basate anche su reti TLC tra DSO e GD: SPI con soglie larghe, sblocco voltmetrico e segnale di telescatto; LVRT & OVRT; limitazione della potenza attiva per transitori di sovra-frequenza LFSM-O; limitazione della GD su comando del TSO/DSO con un modem GSM/GPRS che apre il DDI (applicazione A.72 in tempo quasi-reale!) in situazioni critiche regolazione di tensione attraverso unità di GD, basata su logica locale o su comando del DSO (logica centralizzata, set-point di Q); aumento della potenza attiva per transitori di sottofrequenza (allo studio); sostegno alla tensione durante un cortocircuito (allo studio); schemi di connessione per i sistemi di accumulo

La Task Force 6 del CT 316 7 TF 6 "Allegato M - Partecipazione ai piani di difesa" Convenor: Giorgio Giannuzzi (TERNA) Partecipanti: Pier Giorgio Ballanti (HERA) Alberto Bridi (SELNET) Leandro Caciolli (TERNA) Alberto Cerretti (ENEL D) Maurizio Delfanti (PoliMI) Stefano Fratti (A2A Reti Elettriche) Paolo Mania (ACEGAS-APS) Valeria Olivieri (PoliMI) Fabio Zanellini (ANIE) L elaborazione del sistema di teledistacco è a cura della TF 6. La parte relativa all utente attivo è inserita nella CEI 0-16 (All. M) LaparterelativaalsistemaèinseritanelnuovoA72

«Partecipazione ai piani di difesa» 8 Per garantire la sicurezza del SEN, in giornate con basso carico e elevata produzione da FRNP, deve essere possibile ridurre la GD azioni a preventivo per assicurare il minimo di produzione convenzionale in esercizio per la sicurezza Per un applicazione in tempo (quasi) reale, l Allegato M ha previsto l impiego di un sistema di comunicazione con tecnologia GSM/GPRS azioni anche con breve preavviso per gestire eventi imprevisti Il DSO (su richiesta di Terna) invia un segnale al modem GSM/GPRS dell utente attivo il modem elabora il segnale ed emette un comando al SPI in modo da consentire il distacco e l inibizione dei gruppi di generazione. L Allegato M rappresenta un affinamento/estensione del primo Allegato A72 è applicato a tutti i FV/eolici con P 100 kw (non solo in immissione) gestione del sistema più flessibile tramite azioni in tempo reale su richiesta diretta è una soluzione di veloce implementazione in futuro, sarà un backup in presenza di soluzioni più evolute (smart grid)

Distacco della GD su comando del TSO/DSO 9 TSO Cabina Primaria Gateway TSO DSO Centro Operativo DSO 1 Rete MT Modem GSM/GPRS GD 1 Centro Operativo DSO 2 Modem GSM/GPRS GD 2 In situazioni di criticità (basso carico e elevata produzione da FRNP): il centro di controllo di Terna (tramite operatore o automatismo del Sistema di Difesa) invia un comando di distacco al sistema del DSO il DSO smista tale ordine ai produttori GRDM tramite modem GSM/GPRS il modem elabora il segnale ed emette un comando al SPI in modo da consentire il distacco (apertura DDI) e l inibizione dei gruppi di generazione

Requisiti del sistema centrale del DSO 10 Gestire la programmazione dei distacchi inviare i segnali di teledistacco e ricevere risposta associare data e ora del distacco e data e ora del ripristino al produttore interessato dall evento Gestire la diagnostica verificare la connessione di rete e il comando di reset Gestire le liste utenti da contattare associare ad ogni produttore l identificativo e il numero di telefono (allo stesso modo, sul terminale lato produttore, verrà operato un filtraggio dei numeri di tel. abilitati all invio del comando di distacco) Gestire l archiviazione dei dati Interfaccia (gateway + firewall) con sistema teledistacco Terna via protocolli standard

11 Caratteristiche del sistema di comunicazione GSM/GPRS Per consentire il teledistacco da remoto, l utente attivo deve dotarsi di: modem GSM/GPRS con alloggiamento per scheda SIM; antenna GSM/GPRS omnidirezionale; eventuale modulo di interfaccia verso la protezione di interfaccia (PI), in caso di modem non dotato di ingressi/uscite digitali (DI/DO). La SIM card da utilizzare nel modulo verrà fornita dal Distributore che attiva le opportune misure per la sicurezza informatica (ad. es. disattivazione chiamate vocali, gruppo chiuso di utenze, lista chiamanti abilitati, etc.). Il modem GSM/GPRS, con SIM CARD inserita, deve garantire un funzionamento affidabile della comunicazione Il modem e l eventuale modulo di interfaccia sono alimentati con la stessa tensione ausiliaria che alimenta SPI e bobina a mancanza tensione del DDI.

Caratteristiche del modem GSM/GPRS 12 Il modem GSM/GPRS deve essere completo di SW di decodifica testi SMS, programmazione testi SMS da riconoscere, gestione I/O, diagnostica, etc. Il modem deve essere dotato, in alternativa: 1 DI contatti puliti o polarizzati con tensione di alimentazione del modem; porta seriale per la connessione con il modulo di interfaccia verso la PI. Il modem deve consentire, attraverso un interfaccia locale: settaggio con comandi AT (invio SMS numero predefinito, memorizzazione SMS in ricezione con verifica capacità, lettura SMS in memoria); gestione lista indicativi numerici dei chiamanti abilitati (almeno 5 numeri); rilievo dei valori di copertura della rete cellulare. In un impianto con più di un SPI, il modem da installare è unico l unico segnale in uscita dal modem (DO) deve aprire tutti i DDI lo stato di aperto di tutti i DDI in logica AND deve essere riportato al modem come segnale di ingresso (DI).

Modem dotato di DI/DO 13 L uscita digitale è connessa all ingresso a mancanza di tensione Scatto da segnale esterno della PI. Per il DI, le possibili soluzioni realizzative sono: contatto ausiliario del DDI; relè di corrente posto in serie al circuito a mancanza di tensione che determina l apertura del DDI (solo impianti esistenti); contatto ausiliario dalla PI (solo impianti esistenti). PI GSM Comando Apertura Circuito a mancanza apertura DI Bobina a mancanza DI Conferma Apertura

Modem dotato di porta seriale 14 Interfaccia verso la PI connessa al modem tramite porta seriale. DO connesso all ingresso a lancio di tensione Scatto da segnale esterno PI. DI connesso ad un relè di tensione posto in serie al circuito a mancanza che determina l apertura del DDI (in alternativa conferma di apertura ricevuta tramite posizione dei contatti ausiliari del DDI). Per il DI, le possibili soluzioni realizzative sono le stesse del caso precedente GSM PI Cavo seriale Interfaccia PI IN OUT Comando Apertura Circuito a mancanza apertura DDI Bobina a mancanza DDI Conferma Apertura

Modalità di funzionamento 15 DISTACCO GENERATORE Il DSO invia SMS di distacco Il modem interpreta il messaggio e attiva il DO con segnale a livello collegata alla protezione di interfaccia (il segnale permane attivato fino al ricevimento del SMS di ripristino, aprendo il DDI ed inibendone la chiusura fino al ripristino) La PI apre il circuito a mancanza che determina l apertura del DI, con attivazione dell input digitale del modem Il modem invia al DSO SMS di avvenuta apertura, per conferma riuscita dell operazione RIPRISTINO GENERATORE Il DSO invia SMS per consentire l avvio delle procedure di riconnessione alla rete Il modem disattiva l uscita digitale che pilota lo scatto della PI, riabilitando l impianto alla riconnessione (riconnessione a cura dell utente come da Norma). DIAGNOSTICA SMS Diagnostica per verificare la connessione del GSM/GPRS e lo stato I/O verso PI SMS RESET interfaccia verso PI (reset, autodiagnostica invio SMS di conferma)

Verifiche funzionali 16 Il Distributore procede ad una prova funzionale di distacco reale: all atto della messa in servizio del tele distacco; su evento o periodicamente (ogni due anni). La prova funzionale è articolata sui seguenti test: verifica connessione GSM/GPRS; invio comando distacco e inibizione con misurazione tempi di attuazione (tempo max 1 ) da sistema remoto e riscontro effettiva apertura dell interruttore; verifica della permanenza inibizione sul comando di chiusura dell interruttore; invio comando di ripristino; spegnimento interfaccia locale e verifica comparsa allarme da remoto; accensione modem e richiesta reset da remoto. Le prove su evento vengono eseguite in caso di manifeste anomalie del sistema o in caso di sostituzione/riconfigurazione di parti del dispositivo di riduzione della potenza Le prove cicliche invece vengono definite dal DSO in modo da consentire una verifica periodica del corretto funzionamento del sistema.

Precisazioni CEI su Allegato M: lavori in corso 17 Domanda: Il testo di comandi e risposte, con riferimento a lettere maiuscole e minuscole, deve seguire precisamente quanto indicato in all. M? Risposta: Il modem deve essere configurabile in modo da poter interpretare i comandi. I testi riportati in Allegato M sono a titolo di esempio; il reale contenuto delle stringhe relative al Comando e Risposta sarà definito dal distributore (il più possibile in aderenza agli esempi che si leggono in Allegato M). Il distributore indicherà univocamente i soli comandi/risposte (uguali in numero e funzione a quelli descritti in Allegato M, ma potenzialmente diversi nella sintassi) che saranno ricevuti/inviati dal modem (all interno del Regolamento di Esercizio, RdE, o di apposita comunicazione inviata all utente insieme con la sim card). L utente dovrà opportunamente configurare il modem, oltre che con i comandi/risposte indicate dal distributore (una per ogni tipologia di messaggio), anche con l inserimento di ulteriori dati quali il POD e l elenco dei numeri abilitati (come forniti dal distributore).

Precisazioni CEI su Allegato M: lavori in corso 18 Domanda: alla ricezione del comando di riabilitazione alla connessione, come è garantita la effettiva riconnessione e riavviamento dell impianto? Risposta: la riconnessione e riavviamento sono da garantire a cura dell Utente, per esempio mediante gli stessi provvedimenti/automatismi che (a prescindere dall attivazione del DO di cui all allegato M) garantiscono la riconnessione e riavviamento a valle di un qualsiasi intervento da parte del SPI. Domanda: E possibile mettere in atto precauzioni per evitare che un impianto, distaccato e inibito per effetto di un comando dal DSO, a causa di una prolungata indisponibilità della rete TLC, rimanga inibito, non ricevendo alcun comando di riabilitazione alla connessione da parte del DSO? Risposta: sono ammessi, a cura dell utente, eventuali provvedimenti impiantistici atti a evitare l inconveniente di cui sopra; per esempio: autoreset del modem alle ore 24.00 di ciascun giorno; autoreset del modem dopo 12h dall ultimo comando ricevuto

qualche numero 19 Il numero degli impianti in retrofit (richiesta di connessione ante 1/1/ 2013) è pari a: FV circa 15.000 impianti per una potenza di 10 GW; Eolico qualche centinaio di impianti per potenze intorno a 500 MW. Le tempistiche per il nuovo A.72: I produttori sono tenuti ad adeguare gli impianti entro il 31 gennaio 2016 entro il 30 giugno 2015 hanno diritto al premio, che vale 800 / 650 / 500 rispettivamente per tre (o più) / due / un solo SPI tra luglio 2015 e il 31 agosto 2015 hanno diritto a metà del premio Le imprese distributrici di riferimento implementano, entro il 31 agosto 2015, il sistema centralizzato per inviare i segnali di teledistacco le imprese distributrici di riferimento definiscono, in accordo con le imprese distributrici sottese, le modalità con le quali queste ultime vengono messe a conoscenza del distacco degli impianti di produzione connessi alle reti elettriche delle imprese distributrici sottese

20 GRAZIE PER L ATTENZIONE! (comments are welcome) maurizio.delfanti@polimi.it http://www.energia.polimi.it