Il controllo delle reti attive di distribuzione

All’interno del panorama energetico nazionale e internazionale è in corso un graduale mutamento della strategia di gestione del sistema elettrico. La tendenza avviata conduce ad una progressiva decentralizzazione della produzione, che tende ad essere allocata in impianti di taglia medio-piccola posti in prossimità dei carichi e allacciati alle reti di distribuzione in Media Tensione (MT) e Bassa Tensione (BT). In questo contesto, la Generazione Distribuita (GD) è una delle realtà impiantistiche emergenti, in quanto prospetta notevoli vantaggi e possibilità, legati in particolare alla capacità di sfruttamento di risorse sparse sul territorio, sia di tipo rinnovabile che a fonte tradizionale (a limitato impatto ambientale), per lo più realizzate in assetto cogenerativo. Tuttavia, l’aumento della penetrazione di GD nelle attuali reti di distribuzione introduce alcune inevitabili implicazioni nelle modalità di esercizio delle reti stesse. L’attuale criterio di allacciamento e gestione, infatti, comporterebbe necessariamente pesanti limitazioni alla potenza iniettabile oppure ingenti investimenti per un completo ammodernamento della rete. Si rende dunque necessaria l’adozione di nuove tecniche di controllo e gestione della rete di distribuzione finalizzate a massimizzare la penetrazione di GD garantendo contestualmente standard adeguati in termini di affidabilità, sicurezza e qualità del servizio di connessione e di fornitura dell’energia elettrica. La rete di distribuzione, inizialmente pensata e attualmente esercita per un esercizio puramente passivo, dovrà quindi trasformarsi gradualmente in un sistema intelligente (smart), affidabile, sostenibile ed economico. Le principali problematiche che si riscontrano nella realizzazione di una gestione attiva della rete di distribuzione in presenza di GD sono rappresentate dalla necessità di controllare la tensione ad ogni nodo, di verificare il funzionamento degli impianti di rete e di utenza, di adottare nuove modalità di protezione operanti anche in presenza di bidirezionalità nei flussi di potenza e nei contributi alle correnti di guasto e infine di monitorare gli impianti connessi al sistema di distribuzione, in particolar modo le unità GD. Per raggiungere tali obiettivi sono necessarie strategie di monitoraggio e gestione delle risorse distribuite, al fine di massimizzare i benefici al sistema introdotti dall’allacciamento di impianti GD e allo stesso tempo minimizzare le problematiche conseguenti alla aleatorietà del comportamento delle utenza attive e passive connesse. Poiché il corretto monitoraggio delle condizioni operative della rete sarà probabilmente onere del distributore, tale soggetto dovrà adottare strumenti in grado di garantire un maggiore livello di accuratezza nella stima dei parametri fondamentali associati ai diversi impianti del sistema. Sono proposte due soluzioni, sviluppabili in modo alternativo o integrato, basate sull’utilizzo di tecniche di modellazione del carico, di comunicazioni discrete da parte delle unità di produzione e di misurazioni on-line ottimamente allocate provenienti dal campo. Al contempo, sono state sviluppate due strategie per la supervisione e la gestione delle reti: la prima, applicabile sul medio-breve periodo, si basa sull’invio di set-point agli impianti al fine di massimizzare la produzione iniettabile in rete e ottimizzare al contempo la regolazione della tensione e la compensazione locale degli scambi reattivi; la seconda, incentrata in un’ottica di medio-lungo periodo, basata sull’ottimizzazione del comportamento delle utenze attive e passive che vengono rese sensibili ad un segnale di prezzo nodale a mezzo di meccanismi di mercato locale, con la possibilità di esercire e auto sostenere in isola porzioni del sistema di distribuzione.