La normativa nazionale per le smart grid

18 dicembre 2017 – Macchiareddu (CA)

Federico LuisoAutorità per l’energia elettrica il gas e il sistema idrico

Sommario

• Introduzione

• Lo sviluppo delle smart grid in Europa.

• Il quadro normativo e regolatorio nazionale: dai progetti pilota alla regolazione output based.

• Opportunità di sviluppo: riflessioni su reti pubbliche e reti private

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L’approccio del regolatore nei confronti dei progetti innovativi è quello di far precedere una fasesperimentale alla fase di regolazione a regime.

Elemento fondamentale dei “progetti pilota”: si effettuano test su casi reali e circoscritti.

Esperienze di regolazione attraverso i “progetti pilota”:

• smart grid (delibera ARG/elt 39/10)

• mobilità elettrica (delibera ARG/elt 242/10)

• sistemi di accumulo (delibera ARG/elt 199/11)

• partecipazione della generazione distribuita al mercato dei servizi di dispacciamento (delibera 300/2017/R/eel)

Il ruolo della regolazione

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I vantaggi dei progetti pilota(dal punto di vista del regolatore)

• Casi reali e circoscritti.

• Basati su indicatori di performance e di costo (posto a carico dei consumatori).

• Trasparenza delle regole: le procedure e i criteri di valutazione sono noti in

partenza.

• Monitoraggio durante l’esecuzione.

• Particolare attenzione alla replicabilità del progetto.

• I risultati sono pubblici.

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Il quadro regolatorio(progetti pilota)

Delibera n. 348/07Riconosce alle imprese distributrici unamaggiorazione del 2% del tasso di remunerazionedel capitale investito per progetti smart grid

Delibera n. 39/10Individua la procedura e i criteri per selezionare iprogetti a cui concedere l’incentivo

Delibera n. 12/11Seleziona i progetti pilota a cui concederel’incentivo

Delibera n. 183/15Dispone una proroga della sperimentazione eregola la disseminazione dei risultati

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L’intervento del legislatore

Il decreto legislativo 3 marzo 2011, n. 28 ha “legificato” l’iniziativa dell’autorità, prevedendo che:

• «Ai distributori di energia elettrica che effettuano interventi di ammodernamento secondo iconcetti di smart grid spetta una maggiorazione della remunerazione del capitale investito peril servizio di distribuzione, limitatamente ai predetti interventi di ammodernamento» (articolo18, comma 1).

• Gli interventi smart grid «consistono prioritariamente in sistemi per il controllo, la regolazione ela gestione dei carichi e delle unità di produzione, ivi inclusi i sistemi di ricarica di autoelettriche».

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I progetti pilota approvati

Una commissione di esperti nominata dall’Autorità ha valutato i progetti pilota di smart grid presentati dalleimprese distributrici, ammettendone 8 al trattamento incentivante.

Un’impresa ha rinunciato

nel 2013

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Gli esiti dei progetti pilota

Le relazioni finali dei sette progetti pilota eseguiti sono pubblicate dall’Autorità sul suo sito internet:

https://www.autorita.energia.it/it/operatori/smartgrid.htm

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Il progetto di e-distribuzione

1. sistema di controllo evoluto della GenerazioneDistribuita (GD), basato su una infrastruttura dicomunicazione broadband caratterizzata da ridottitempi di latenza.

2. utilizzo di una flotta di 5 furgoni elettrici da parte delpersonale operativo di e-distribuzione nell’ambito delleusuali attività lavorative sul territorio;

3. realizzazione e gestione di una infrastruttura di ricaricaper veicoli elettrici con colonnine per esterno edinterno in area privata e di un impianto fotovoltaicoper la l’alimentazione delle colonnine di ricarica;

4. sistema di accumulo elettrochimico connesso alla retea media tensione;

5. sperimentazione su una popolazione di circa 8.000 clienti domestici e/o piccolo commerciali di undispositivo denominato Smart Info che, collegato ad una normale presa di casa, mette adisposizione in ambito domestico i dati gestiti dal contatore elettronico.

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Obiettivi raggiunti

Incremento della “hosting capacity”

I clienti domestici che avevano a disposizione maggiori informazioni sui propri consumi li hanno ridotti (nel periodo della sperimentazione) di una quota compresa tra il 2% ed il 6%

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Il progetto di A2A – CP Lambrate

1. Automazione avanzata di rete e incrementodell’affidabilità del SPI mediante telescatto.

2. Regolazione della tensione: logica centralizzata inpresenza del sistema di comunicazione.

3. Dispacciamento locale – controllo in tempo reale dellerisorse di rete.

4. Centro di controllo: sviluppo del sistema ditelecomunicazione.

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Il progetto di A2A – CP Lambrate

Obiettivi raggiunti:

1. Aumento della generazione installabile sulle reti di distribuzione soprattutto da FER.

2. Possibilità di ridurre/differire gli investimenti nel potenziamento della rete, grazie alla miglioresincronizzazione dei prelievi e delle immissioni di energia.

3. Miglioramento della qualità del servizio mediante:- partecipazione delle unità di generazione distribuita alla regolazione di tensione;- regolazione della potenza attiva erogata dalle unità di generazione distribuita (aumento/riduzionetemporanea in caso di particolari condizioni del sistema).

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Il progetto di ACEA distribuzione

1. Monitoraggio della rete MT/BT e automazione evoluta della rete MT;

2. Nuovi criteri per la gestione della rete MT, con particolare riferimento allarilevazione del punto d’innesco di guasti transitori

3. E-Car & Storage;

4. Diagnostica di cabina primaria.

Obiettivi raggiunti:

1. Automazione evoluta della rete MT: il beneficio apportatodall’automazione evoluta sulle 93 dorsali oggetto dellasperimentazione è stimabile nel 30% di riduzione delle interruzioni siain termini di numero che di durata (per un totale di 227.000 minutievitati di interruzioni lunghe).

2. Riduzione effettiva delle perdite di rete di circa 2,5%.

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I maggiori problemi riscontrati

1. Sistemi di comunicazione disomogeneità dei protocolli di comunicazione, costielevati, prestazioni da migliorare…)

2. Interoperabilità delle utenze disomogeneità degli apparati di connessione degliimpianti di produzione (ad esempio inverter) e dei clienti finali

3. Diseconomie di scala, soprattutto sulle componenti informatiche

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Dai progetti pilota a….

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Progetti pilota

Memoria 457/2014/I/com per l’Autorità garante delle comunicazioni

Consultazione 255/2015/R/eelSmart Distribution System

Gli apparati di telecomunicazione

È stata rilevata la non sostenibilità, per uno sviluppo su larga scala, dei costi per i servizi di comunicazione sostenuti dalle imprese nel corso dei progetti pilota, dovuti sia alla scala ridotta dei progetti, sia alle specificità delle richieste (applicazione M2M smart grid con apparati fissi e traffico dati ridotto)

Memoria 457/2014/I/com per l’Autorità garante delle comunicazioni

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Gli apparati di telecomunicazione

L’Autorità ha riscontrato che:

la maggior parte delle applicazioni (monitoraggio, controllo e, in parte, alcune di protezione come il tele-scatto)ha requisiti di qualità non eccessivamente stringenti per la parte di comunicazione, largamente soddisfatti daquasi tutte le tecnologie di rete testate;

le applicazioni più critiche in termini di requisiti di qualità sono quelle di protezione e sicurezza, le quali hannoguidato la definizione della soluzione tecnica adottata nella maggior parte dei casi;

alcune complessità tecniche di tipo architetturale e protocollare appaiono superabili in prospettiva con losviluppo del mercato che potrà portare ad un maggiore grado di integrazione delle componenti negli apparatidi rete e ad una semplificazione e standardizzazione degli schemi protocollari

Le smart grid rappresentano dunque un caso importante nel quale una definizione condivisa diun limitato insieme di servizi di comunicazione M2M risulta fondamentale come stimolo allosviluppo su larga scala, in quanto permetterebbe, in regime di concorrenza tra operatori TLC, diraggiungere modalità efficienti di gestione dei costi di connettività.

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Suggerimenti all’AGCOM

L’Autorità ha rilevato che mancano ancora soluzioni di mercato che permettano efficienze legate ai fattori di scala,quali ad esempio:- offerte di mercato dedicate alle applicazioni M2M;- sviluppo di accordi quadro fra gestori delle reti elettriche e operatori delle reti di telecomunicazione.

Il problema dei costi riguarda sia i canoni di connessione che i costi fissi di installazione (che in alcuni casi, ovesiano richieste specifiche customizzazioni, portano al raddoppio dei costi annuali assumendo un ammortamento di8-10 anni).

Dalla sperimentazione dei progetti pilota è possibile trarre alcune considerazioni generali:• occorre sfruttare i progetti come punto di partenza per definire un servizio standard “no-frills” per le smart gridche risulti adeguato nella larga parte dei casi;• serve definire dei costi di riferimento ragionevoli dal punto di vista dei benefici attesi (come sistema elettrico) checonsentano di stimare il potenziale mercato di questi servizi di telecomunicazione;• il processo che porta alla definizione di servizi e mercato può essere aiutato da una collaborazione tra le autoritàdi regolazione, che possa favorire la diffusione delle smart grid come applicazioni strategiche per il sistemaelettrico del paese tramite servizi di telecomunicazione con caratteristiche chiare e predefinite.

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Suggerimenti all’AGCOM

SNODO FONDAMENTALE

Accessibilità al canale di comunicazione da parte di soggetti terzi rispetto al distributore elettrico

In una prospettiva di ampliamento del novero di utenti (attivi e passivi) che potranno partecipare ai diversi mercatienergetici (del giorno prima – MGP; dei servizi di dispacciamento – MSD), è infatti da prevedere che il canale dicomunicazione, quando gestito dal distributore elettrico, possa essere usato non solo per le applicazioni utili alladistribuzione elettrica (quelle già sperimentate dai progetti pilota), ma anche per altre applicazioni che possanoessere utili in generale alla gestione del sistema elettrico, anche nell’interesse dell’utente partecipante ai mercati.

La modalità di accessibilità a soggetti terzi del canale di comunicazione non è al momento definita nel dettaglio, enon dovrebbe essere tale da generare ridondanze inutili rispetto ai servizi utilizzati dal distributore; ovviamenteaspetti legati alla interazione tra flussi di dati diversi, accessibilità/confidenzialità dei messaggi trasmessi, esicurezza del sistema dovranno essere accuratamente considerati, coinvolgendo anche le modalità di erogazionedel servizio da parte degli operatori di telecomunicazione.

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La consultazione dell’Autorità

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Applicazioni M2M

Tre funzioni di alto livello

A. MonitoraggioRaccolta dati e configurazione del terminale, senza particolari requisiti sul ritardo di comunicazioneend-to-end.

B. ControlloRaccolta dati, configurazione del terminale e attuazione di comandi, con requisiti sul ritardo dicomunicazione end-to-end.

C. ProtezioneRaccolta dati, configurazione del terminale e attuazione di reazioni immediate in circostanzeparticolari in cui sono richiesti requisiti molto stringenti di ritardo massimo, essenziali per la sicurezzadel sistema (anche dell’ordine di meno di 100 ms)

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Funzionalità degli Smart Distribution System

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Osservabilità flussi e risorse

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Regolazione della tensione

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Regolazione della potenza attiva

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Tele-scatto

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Esercizio avanzato della rete MT

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Sistemi di accumulo per esigenze di rete

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Attenzione alle sovrapposizioni con altre regole!

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Regolazione output-based

L’Autorità sta gradualmente abbandonando la regolazionetariffaria storica che prevede la promozione degliinvestimenti secondo il criterio input-based

Remunerazione del capitale investito dalle imprese regolate + eventuali maggiorazioni del WACC per interventi specifici

verso un criterio di tipo output-based La remunerazione per l’impresa èlegata ai benefici ottenibili/ottenutigrazie ai nuovi investimenti,misurando la performance delle reti(o del sistema nel suo complesso)

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Regolazione output-based

Incremento della potenza di rete disponibile per nuove connessioni

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Regole per lo sviluppo degli accumuli sulla rete

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Nuove sperimentazioni

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Progetti pilota BTa. integrare le fonti rinnovabili connesse in bassa tensione;b. offrire soluzioni di demand response e di controllo dei carichi;c. realizzare soluzioni avanzate di telecontrollo della rete BT.

Progetti pilota Isole non interconnessea. integrazione di impianti di generazione alimentati a fonti rinnovabili;(programmabili e non programmabili);b. sviluppo di programmi di gestione integrata dei maggiori carichi;c. installazione e gestione ottimizzata sistemi e apparati per garantire la flessibilità.

Progetti pilota Regolazioni locali su reti evoluteSmart Distribution System dimostrativo per testare le nuove regole di gestione localeda parte dell’impresa distributrice, di servizi di regolazione di tensione e di potenza o disoccorso da parte di utenti attivi posizionati nelle reti MT attive “evolute”.

Cybersecurity

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Un elemento da non trascurare, nello sviluppo delle smart grid, è quello della sicurezzainformatica delle infrastrutture critiche, che comprendono anche le reti di distribuzione dienergia elettrica.

Gli smart distribution system, interconnettono, per mezzo di reti elettriche, di telecomunicazionee informatiche, sistemi di produzione, trasporto e consumo di energia elettrica.

I sistemi SCADA, nati in passato per utilizzi industriali e per operare in modo autonomo suinfrastrutture proprietarie e indipendenti, possono costituire un punto di vulnerabilitàinformatica per attacchi di varia natura.

L’aspetto della sicurezza informatica dovrà necessariamente coinvolgere diverse istituzioninazionali (Comitato per la Sicurezza della Repubblica, l’Agenzia per l’Italia Digitale, il Garanteper la protezione dei dati personali e l'Autorità per le garanzie nelle comunicazioni.