Questo documento illustra le attività di ricerca e sviluppo svolte presso la Distributed Energy Resources Test Facility (DER-TF) di RSE, con l’obiettivo di progettare e gestire sistemi multienergetici e sviluppare architetture di controllo avanzate. Le attività sono orientate a supportare la transizione verso un sistema energetico europeo decarbonizzato, favorendo l’integrazione di diverse fonti energetiche, come elettricità, calore e gas, per migliorarne flessibilità, efficienza e capacità di stoccaggio.

I sistemi multienergetici rappresentano infatti una soluzione fondamentale per garantire un sistema energetico affidabile, resiliente e a basse emissioni di carbonio. Per perseguire questi obiettivi, durante il triennio è stata sviluppata la DER-TF, una microrete sperimentale che consente di testare tecnologie innovative e soluzioni di controllo avanzate per i sistemi multienergetici.

Durante l’annualità sono stati sviluppati e validati controllori di basso livello per la gestione di valvole e pompe, garantendo un funzionamento efficiente delle infrastrutture. Inoltre, è stato progettato un sistema di controllo delle utenze termiche per regolare la potenza termica assorbita, integrando al contempo una macchina virtuale OpenStack per gestire la raccolta dei dati e inviare segnali ai dispositivi.

Sono stati inoltre condotti test su un sistema di controllo decentralizzato per la gestione delle utenze, migliorando il sistema SCADA con nuove funzionalità e sviluppando un’interfaccia HMI per il monitoraggio e il controllo. La libreria di simulazione MultiEnergySystem è stata aggiornata per includere modelli multi-dominio (elettrico, termico e gas), mentre sperimentazioni specifiche hanno permesso di valutare la flessibilità dei generatori termici e dei sistemi di accumulo termico, analizzando parametri come la variazione di potenza elettrica, l’intervallo temporale e l’effetto rebound.

I modelli multi-dominio implementati nella libreria di simulazione sono stati validati attraverso sperimentazioni concrete, dimostrando le potenzialità dei generatori termici e dei sistemi di accumulo. Un controllo centralizzato basato su modello predittivo è stato implementato e si è dimostrato efficace nella gestione della DER-TF.

Parallelamente, è stata sviluppata un’architettura di controllo distribuito, che combina controllori decentralizzati con un controllore di alto livello. L’architettura di controllo distribuito si è rivelata particolarmente efficace nel risolvere problemi di scalabilità e nella gestione dei diversi tempi di risposta tipici dei sistemi multienergetici.

La combinazione tra controlli locali e coordinamento a livello superiore, basata su un modello energetico unificato e convesso, ha offerto risultati promettenti. È comunque evidente la necessità di continuare a sviluppare e ottimizzare gli algoritmi di controllo, con particolare attenzione alla sperimentazione in contesti reali, per migliorare ulteriormente le prestazioni e la flessibilità dei sistemi multienergetici.