Osservabilità della generazione distribuitaTerna Rete Italia
Trento, 20 Gennaio 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Luca Ortolano
2
Argomenti
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Lo scenario italiano
Focus Osservabilità
Verso uno «smart system» integrato – modulazione della potenza
Il progetto SmartNet: Osservabilità, regolazione di tensione e modulazione della potenza
Conclusioni generali
Lo scenario italiano
Focus Osservabilità
Verso uno «smart system» integrato – modulazione della potenza
Il progetto SmartNet: Osservabilità, regolazione di tensione e
modulazione della potenza
Conclusioni generali
3
Lo scenario italianoScenario energetico
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Grande aumento di RES negli ultimi 10
anni
Nuove problematiche in termini di gestione energetica della rete
NUOVE SFIDE• Risalita di Potenza Attiva e Reattiva dalla media all’alta tensione• Non prevedibilità delle RES• Bisogno di sviluppare infrastrutture di monitoraggio e di
controllo sui livelli di MV e LV.
4
Necessità di un nuovo approccio
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Una gestione coordinata della rete elettrica, da parte di tutti gli attori
coinvolti, potrebbe aiutare ad affrontare queste nuove sfide
• migliore osservabilità e ampliamento delle risorse disponibili
• flessibilità tramite l’accesso al mercato di nuove fonti
• migliore percezione dello stato della rete utilizzabile nelle verifiche di
sicurezza
Interazione e collaborazione tra TSOs e DSOs
5
Focus Osservabilità
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Il distributore fornisce la
composizione di
generazione distribuita
Nello specifico le analisi
dinamiche soffrono molto di
questa mancanza
Possibili valutazioni non
complete della sicurezza e del
rischio a cui è esposto il
sistema
Questo permette valutazioni
«reali» dello stato della rete
6
Focus Osservabilità
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Diverse misure di campo
sono necessarie per
rappresentare lo stato della
rete e tenere sotto controllo
la sua evoluzione.
Per ridurre il numero delle
misure, sono utilizzati ALGORITMI
DI STIMA (no previsioni - e.g.
basati sulal combinazione di dati
meteo, dati storici, impianti
campione, etc.)
Il TSO avrà a disposizione più informazioni che permetteranno di distingure
generazione e carico sottesi sulla rete di media e bassa tensione
7
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Osservabilità e controllabilità della generazione distribuita
La capacità di conoscere in ogni istante in una cabina primaria il totale dei carichi e della generazione, suddivisa per fonte, consente:
o valutare correttamente la sicurezza (N-1) sulla rete
o avere una corretta percezione dell’allocazione delle produzioni
o eseguire le valutazioni in dinamica (in linea e fuori linea) per individuare contingenze critiche e verificare l’adeguatezza dei Sistemi di Difesa
o conformità ai nuovi codici di rete europei (valutazioni real-time sull’inerzia del sistema previste dalle System OperationGuidelines)
o accesso all’introduzione delle regolazioni
o progettazione di nuovi schemi di difesa adattativi tra TSO e DSO
Osservabilità
Controllabilità
Prevedibilità
Adeguatezza ai transitori di
frequenza
Regolazioni
Sostegno al c.to c.to
Inerzia
Riferimenti: Paragrafo 6 , Allegato 70 del Codice di Rete
Focus Osservabilità
8
Verso uno «smart system» integrato – modulazione della potenza
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Considerazioni sull’abilitazione delle FRNP/GD ai servizi di dispacciamento
Per garantire la sicurezza del sistema elettrico bisogna tener conto preliminarmente 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 stessodelle conseguenze per la mancata o non corretta prestazione del servizio;
• rispetto di tutti gli obblighi in materia di controlli, certificazioni, verifiche e misure previstioggi per gli impianti che partecipano al MSD.
L’introduzione di un modello di dispacciamento della GD è opportuno avvenga tenendo contodei seguenti elementi:
• partecipazione mediante opportune modalità di aggregazione degli impianti inferiori ai 10MVA;
• definizione della volontarietà/obbligatorietà di adesione;
• facilità di implementazione dei sistemi a supporto.
9
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Considerazioni sull’abilitazione delle FRNP/GD ai servizi di dispacciamento
L’estensione dei servizi di dispacciamento alle FRNP e alla GD consentirebbe una più ampiaplatea di soggetti abilitati ai servizi di dispacciamento:
• le attivazioni potrebbero avvenire immediatamente a ridosso del tempo reale
• la generazione distribuita sarebbe abilitata in forma aggregata
E’ necessario approfondire:
• la fattibilità tecnica e l’efficacia per singolo servizio e singola tecnologia
• I servizi potenzialmente fornibili, per i quali si può prevedere un’introduzionegraduale sono i servizi in potenza attiva (riserva primaria, secondaria, terziaria ebilanciamento), di regolazione della tensione, telescatto, inerzia sintetica
• la modalità di partecipazione al mercato dei servizi di dispacciamento
Verso uno «smart system» integrato – modulazione della potenza
10
SmartNet
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Pilot Italiano
In questo scenario si inseriesce
il progetto pilota italiano di
SmartNet, consorzio costituito
tra TERNA, RSE, EDYNA,
SIEMENS e SELTA
L’interazione tra TSO e DSO nel
testare sul campo la gestione della
generazione distribuita porta ad
acquisire esperienza in un settore
del tutto innovativo e dalle grandi
potenzialità
11
Obiettivi del progetto italiano
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Obiettivi e soluzioni
Il progetto pilota italiano vorrebbe implementare nuove funzioni per una
innovativa sperimentazione in campo.
Aggregazione delle
informazioni
in real time al punto di
connessione tra TSO e
DSO* (trasformatore
HV/MV). *in questo pilota il DSO “ospita” le
infrastrutture dell’aggregatore
Regolazione di tensione
Sviluppo dell’architettura e
implementazione sul
campo di sistemi per la
regolazione di tensione di
generatori connessi alla
rete di alta e media
tensione.
Regolazione
Potenza/Frequenza
Sviluppo dell’architettura e
implementazione sul campo di
sistemi per la regolazione
potenza/frequenza per mezzo
di generatori connessi alla rete
di media tensione.
12
Progetto pilota italiano
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Dettagli sull’implementazione in campo
La parte della rete di distribuzione coinvolta, sottostazioni e unità di generazione sono state
selezionate in modo da avere un sistema completo per testare varie funzionalità con
diversi dispositivi per garantire l'interoperabilità utilizzando il protocollo standard IEC 61850.
Valle di Ahrntal, in South-Tyrol, Italy
Molini di Tures Sottostazione primaria
1 HV generatore idraulico e alcuni MV generatori
(Hydro, thermo and PV)
13
Progetto pilota italiano
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Rete AT attorno a Molini di Tures
• Generazione AT :2 Turbine idrauliche da 20 MVciascuna.
• Generazione MT e BT :Più di 30 impianti con più di 40 MW di Potenza istallata (Idroelettrico, termico e termico e altri)
PV
Hydro
Termic Other
Rotbach (1968 kW)Mairhofer (2100 kW)
Selva dei Molini (5425 kW)
14
SmartNet e Osservabilità
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Pilot Italiano
Al fine di controllare il sistema in tempo reale è necessario avere una elevata ACCURATEZZA in
termini di osservabilità. Questo è fondamentale per migliorare
alcuni algoritmi importanti per le attività di TSO (stima dello stato,
dei flussi di carico, valutazioni dinamiche di stabilità).
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) and EMS (Energy Management) systems- Acquisizione ed elaborazione dati : 2’’-4’’- Livelli di regolazione: 8’’- Stima dello stato: 1’- Verifiche di sicurezza: 5’- Comandi di dispacciamento: 5’-15’- Analisi dinamiche: 15’
Esempi delle caratteristiche effettive dei sistemi del TSO esistenti e requisiti di precisione:
Sistemi di difesa
- Elaborazione sistema centrale (predisposizione): 4’’
- Acquisizione dati 4’’- Comandi su evento: ~200-
400 ms
Nel progetto pilota sono in corso le indagini per la definizione di algoritmi evoluti di stima grazie
ad una più facile valutazione dell’accuratezza; questo è
possibile in virtù di un perimetro di misure che copre quasi tutte le
risorse sottese alla porzione di rete Edyna.
15
Funzionalità
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Pilot Italiano
1) Aggregazione delle informazioni in tempo reale : al punto di interconnessione TSO-DSO
(trasformatore AT / MT). Scambio di dati di distribuzione con il TSO:
- Carico (carico totale, importo lordo del carico compensato dalla generazione distribuita);
- Produzione totale distribuita al punto di interconnessione, differenziata per fonte (PV, rotante,
ecc).
2) Regolazione di tensione - sviluppo di una architettura e l'implementazione di un sistema per la
regolazione della tensione AT:
o Due unità di generazione connessa alla rete AT;
o Una o più unità di generazione connesse alla rete MT;
o Un dispositivo per ciascun impianto, al fine di ricevere il comando dal TSO attraverso il DSO;
3) Regolazione di potenza/frequenza - sviluppo di una architettura e l'implementazione di un sistema per
la regolazione potenza/frequenza
o Una o più unità di generazione connesse alla rete MT;
o Un dispositivo per ciascun impianto, al fine di ricevere il comando dal TSO attraverso il DSO;
16
Architettura dei sistema
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
17
Architettura dei sistema
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
18
Virtual Capability
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Virtual capability: rappresenta i limiti operativi in termini di P e Q, aggiornati
anche considerando il punto di funzionamento in tempo reale al punto di
interconnessione. La costruzione delle Virtual capability viene effettuata dal DSO,
perché la limitazione considera anche informazioni sulla topologia della rete
19
Regolazione di tensione
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
• Sulla base delle informazioni della generazione collegata alla CP, il DSO fornisce la capability virtuale al punto di connessione AT in modo che il TSO sia in grado di fornire un set point in tensione (AT) oppure un livello di potenza reattiva, congruente con la capability disponibile
• Il set point in tensione può derivare da un calcolo di ottimo che interessa la rete AAT e AT e che vede il punto di interconnessione come una risorsa equivalente
• Il DSO riceve il set point (in V o in Q) e istruisce le risorse sottostanti, mediante la trasformazione in comandi di attuazione (ad esempio livelli di Q)
• La gestione delle risorse MT deve avere tempi compatibili con la regolazione gerarchica di tensione AAT, ossia sufficientemente lenti da essere disaccoppiata da quest’ultima (ordine di grandezza dei minuti).
20
Regolazione Frequenza/Potenza
Osservabilità della generazione distribuita TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Regolazione secondaria
• La regolazione potenza / frequenza (FRR) avviene tramite la modulazione della potenza attiva iniettata, intorno al valore programmato.
• Un nuovo dispositivo sarà sviluppato e installato presso la cabina primaria, per ricevere il set pointdel TSO e consegnarlo ai generatori MV controllabili. Una architettura IT per lo scambio di dati con la disponibilità / thoughput / latency necessaria sarà progettato di conseguenza.
• Il tempo caratteristico tipico per la regolazione di P/f è nell’ordine dei secondi
21
Conclusioni generali
LE ESIGENZE DEL SISTEMA ELETTRICO: LO STORAGE TRENTO 20 GENNAIO 2017
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
La generazione distribuita e la fornitura dei servizi
regolazione primaria di frequenza sempre attiva con risposta in statismo
regolazione veloce per i gruppi statici
regolazione secondaria di frequenza
disponibilità di banda acquisita sul mercato, attivazione tramite segnale inviato dal TSO
regolazione terziariaDisponibilità alla modulazione di potenza a salire o a scendere, attivazione tramite richiesta inviata dal TSO
modulazione in potenza comandi inviati dal TSO
regolazione di tensione regolazione locale con curva V-Q
regolazione secondaria attivata tramite il DSO (risposta disaccoppiata dai servizi in potenza attiva)
asservimento ai sistemi di difesa sempre attivo, elevata velocità di risposta
inerzia sintetica sempre attiva, elevata velocità di risposta
Osservabilità Fattibilità tecnica
Modalità di aggregazione
Servizi obbligatori Controllabilità
•Efficacia
•Regole di mercato
•Responsabilizzazione offerente
•Rispetto degli obblighi
•Gradualità di introduzione
Dispacciamento GD
Classificazione dei servizi di sistema
Osservabilità della generazione distribuita
Grazie per l’attenzione…
Luca Ortolano [email protected]
Direzione Dispacciamento Nazionale | Ingegneria di Dispacciamento
Top Related