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progetti - Ricerca di Sistema - 6° periodo (2015-2017/2018)

Sicurezza e vulnerabilità del sistema elettrico

In un contesto energetico in profonda trasformazione, assicurare una adeguata resilienza del sistema elettrico nei riguardi di eventi meteorologici estremi, cambiamenti climatici, rischi ambientali e antropici è un requisito chiave per raggiungere gli obiettivi europei in materia di clima ed energia garantendo la continuità e qualità della fornitura di energia agli utenti finali (Attività anno 2015).

Le politiche energetiche e climatiche, che la Commissione Europea sta promuovendo nell’Integrated Strategic Energy Technology (SET) Plan e nell’Energy Union Package, hanno favorito la crescita progressiva della quota di domanda di carico soddisfatta dalla generazione rinnovabile non programmabile, a scapito della produzione delle unità termoelettriche, che forniscono servizi di regolazione alla rete. La resilienza del sistema elettrico pan-europeo a fronte di fenomeni endogeni ed esogeni risulta fortemente minata essendo sempre più difficoltosa ed economicamente onerosa la fornitura dei servizi di sistema, a scapito dell’utente finale. Tra le maggiori vulnerabilità rientrano le criticità connesse alle interdipendenze tra aree di rete dei vari Paesi, la maggiore variabilità delle condizioni operative, l’incertezza previsionale della produzione e dei carichi e l’intensificarsi dei fenomeni meteorologici e ambientali dovuti ai cambiamenti climatici, ai quali si devono imputare ogni anno ingenti danni economici.

Le politiche energetiche e climatiche, promosse dalla Commissione Europea nell’ambito dell’Integrated Strategic Energy Technology (SET) Plan e dell’Energy Union Package, stanno favorendo la crescita progressiva della quota di domanda di carico soddisfatta dalla generazione rinnovabile non programmabile, con priorità di dispacciamento, a scapito della produzione delle unità termoelettriche. In tale contesto, la fornitura dei servizi di sistema risulta sempre più difficoltosa ed onerosa e aumenta, di conseguenza, il rischio che si possano verificare e propagare contingenze in rete. La resilienza del sistema elettrico pan-europeo inoltre è fortemente minata da fenomeni endogeni ed esogeni  che provocano ogni anno impatti sociali e ingenti danni economici. Tra le maggiori vulnerabilità rientrano le criticità connesse alle interdipendenze tra aree di rete dei vari Paesi, la maggiore variabilità delle condizioni operative, l’incertezza previsionale della produzione e dei carichi e l’intensificarsi dei fenomeni meteorologici, dovuti ai cambiamenti climatici, e dei rischi ambientali, ai quali si devono imputare ogni anno ingenti danni economici.

In risposta a queste criticità nel Progetto sono stati avviati, e proseguiranno fino al 2018, studi e sviluppi di metodi e strumenti in grado di fornire un valido supporto agli operatori del settore.

Per valutare la sicurezza dinamica di grandi reti elettriche online, in sinergia con il Progetto Europeo iTESLA, si è sviluppata una metodologia di security assessment implementata in una piattaforma software basata sull’High Performance Computing, che coniuga gli aspetti di simulazione dinamica del sistema con quelli stocastici delle incertezze previsionali.

Per caratterizzare situazioni di perturbazione del sistema interconnesso sono stati analizzati gli eventi riportati in un database ENTSO-E, rilevando localmente il loro impatto sulla frequenza attraverso un sistema di misura messo a punto da RSE; per sintetizzare algoritmi di rilevamento delle contingenze, è stato inoltre proposto un metodo di stima del Rate Of Change Of Frequency.

Per contribuire a migliorare la capacità di regolazione del sistema, si sta valutando come gli impianti termoelettrici possano fornire servizi ancillari adottando soluzioni tecnologiche che consentano un esercizio flessibile senza danneggiare precocemente i materiali.

Con riferimento alle criticità legate ai fenomeni meteorologici, è stato affiancato allo sviluppo del sistema di monitoraggio, previsione e allerta WILD-WOLF lo studio dei forti venti.

In risposta alle criticità legate ai grandi rischi ambientali da un lato si sono proposti criteri per classificare preliminarmente la vulnerabilità sismica delle dighe ad arco esistenti per individuare le priorità con cui sottoporle alle verifiche richieste dalla nuova normativa, dall’altro lato continua lo sviluppo di FloodRisk per valutare le conseguenze causate dalle inondazioni in termini di danni economici e perdite di vite umane e di SPHERA v.8.0 (RSE S.p.A.) per la simulazione di inondazioni e fenomeni di liquefazione con la tecnica SPH.

Infine sono in fase di valutazione nuove metodologie di prova in relazione ad alcuni effetti endogeni del calcestruzzo, in particolare il fenomeno di rigonfiamento nel tempo del calcestruzzo dovuto alla reazione alcali-aggregato, che potrebbe compromettere il sicuro esercizio delle dighe.