La liberalizzazione del mercato elettrico ha ormai interessato l’intera Unione Europea con l’avvio di un lento ma progressivo aumento della competizione anche a livello internazionale. In questo contesto, il sistema interconnesso europeo è in una fase di profonda riorganizzazione, con la ridefinizione dei ruoli dei diversi attori del sistema che devono poter operare in condizioni di economia e libera concorrenza, nella salvaguardia dei vincoli di esercizio. Questo scenario impone nuove sfide agli operatori responsabili della sicurezza del sistema. In particolare, l’introduzione di un ambiente competitivo implica una sempre maggior attenzione verso l’utilizzo efficiente e flessibile della rete di trasmissione: infatti, la ristrutturazione dei diversi attori in risposta alle nuove regolamentazioni del mercato fa sì che la rete di trasmissione sia soggetta ad un crescente sfruttamento, con un maggior rischio di funzionamenti al limite e possibili conseguenti blackout. Il lavoro di ricerca si è basato su diverse possibili opzioni a partire da quella basata sulla situazione attuale dei TSO (Transmission System Operator) con lo scopo di mantenere in modo rigoroso lo scambio di potenza tra aree al valore programmato. Si sono analizzati gli schemi di LFC gerarchico e pluralistico effettuando l’implementazione sistematica del criterio di autonomia. La valutazione dei possibili schemi è stata supportata da analisi basate su simulazioni effettuate su reti realistiche. La ricerca ha permesso di presentare soluzioni di regolazione secondaria frequenza/potenza coerenti con la disciplina del mercato elettrico. Il lavoro svolto si articola in sei sezioni e tre Appendici. Nella Sezione 1 vengono presentate le problematiche della regolazione della frequenza e della potenza attiva nel nuovo contesto del libero mercato; si presentano le principali strutture contrattuali per la regolazione frequenza/potenza e le relative criticità, i rischi, i benefici ed i costi del controllo di frequenza. Nel Sezione 2 si forniscono delle utili definizioni sulle aree ed i blocchi di controllo per la regolazione secondaria f/P e vengono presentati gli schemi di regolazione frequenza-potenza definiti dall’UCTE. Nella Sezione 3 vengono descritti i criteri di progettazione della regolazione frequenza-potenza, analizzando sia lo schema di controllo centralizzato sia gli schemi decentralizzati (pluralistico e gerarchico) presentando anche le relative condizioni di autonomia. Inoltre vengono eseguite con il diffuso codice MATLAB delle simulazioni di tali schemi di controllo, per verificare le condizioni di autonomia. Infine, nell’ultima parte della sezione, viene presentato lo schema di regolazione f/P ad aree virtuali. Nella Sezione 4 viene presentata la rete elettrica utilizzata per le analisi e le simulazioni. Per tutte le simulazioni che sono state effettuate nella presente ricerca si è fatto uso della rete italiana di trasmissione con equivalente estero. Nella Sezione 5 si descrive in modo più approfondito il modello di SICRE dello schema di controllo ad aree virtuali, a cui si è accennato nella Sezione 3.

Nella Sezione 6, che riporta il contenuto più innovativo, viene infine presentato uno schema di controllo ad aree virtuali per limitare i transiti di potenza su opportune sezioni della frontiera Italia-Estero. In tale sezione si è fatto uso del calcolo delle sensitivity, una peculiare funzione del codice di calcolo CRESO. Nelle Appendici sono presentate: una serie di considerazioni teoriche a supporto del modello matematico della regolazione secondaria di frequenza e potenza (APPENDICE I); una panoramica sintetica sugli strumenti di calcolo del CESI, SICRE e CRESO, di cui si è fatto uso nelle analisi riportate in questa ricerca (APPENDICE II); un elenco delle simulazioni effettuate per validare gli schemi di controllo centralizzato e decentralizzato (pluralistico e gerarchico) e lo schema di controllo ad aree virtuali per la risoluzione di congestioni su sezioni critiche detta rete elettrica nazionale (APPENDICE III).