Negli ultimi dieci anni il settore dell’energia elettrica in Italia è stato soggetto a profondi cambiamenti nella struttura e nell’organizzazione. In particolare sono stati attuati tutta una serie di provvedimenti per mettere fine al regime di monopolio nel settore della generazione. Il processo di liberalizzazione del mercato sta quindi producendo una crescente competitività tra i vari produttori e questo rende sempre più importante ottimizzare le strategie di gestione e controllo degli impianti in modo da ridurre i costi della produzione. Tale ottimizzazione deve anche tenere conto delle leggi ambientali sempre più severe che restringono i margini operativi delle centrali. L’economia di esercizio degli impianti di generazione è dunque obbiettivo irrinunciabile per tutti gli operatori elettrici poiché è il presupposto per la sopravvivenza delle power company nel mercato dell’energia. Tale obbiettivo è conseguibile attraverso un’ottimizzazione sistematica delle prestazioni e delle modalità di gestione degli impianti. La variabilità del costo dei combustibili, le nuove e più efficienti tecnologie impiantistiche e la variabilità quotidiana della richiesta di energia elettrica pongono problematiche complesse al gestore di impianti che è chiamato sempre più a sviluppare modelli operativi orientati a migliorare l’esercizio in termini di efficienza, flessibilità ed affidabilità. Caratteristiche essenziali per il corretto esercizio del sistema elettrico sono infatti la capacità delle unità di generazione di soddisfare con dinamica adeguata le variazioni di carico richieste dal sistema (soprattutto la richiesta di breve periodo che è maggiormente remunerata) e di funzionare a valori minimi di carico durante i periodi non di punta del diagramma giornaliero di carico. Pertanto ogni unità dovrebbe avere caratteristiche di progetto che la renda atta a funzionare alternativamente a carichi elevati ed al minimo tecnico, ad effettuare lo spegnimento notturno e di fine settimana con tempi brevi per la successiva ripartenza. Le esigenze di funzionamento ciclico dipendono dal profilo del diagramma giornaliero di carico, che è variabile in funzione dell’andamento climatico stagionale, ed in funzione della dinamica dei consumi di energia elettrica. A questo proposito la tendenza di lungo periodo mostra che i consumi del settore domestico, del commercio e dei servizi si espandono a ritmi più elevati della media dei consumi in altri settori, in particolare di quelli dell’industria che registrano anzi un decremento. E’ perciò probabile che la richiesta di energia elettrica presenti andamenti giornalieri e stagionali con variazioni più frequenti ed ampie rispetto al passato. Ne consegue la necessità di ottimizzare la manovra di avviamento dei gruppi di produzione, di garantirne la ripetitività ed il tempo di esecuzione in modo da assicurare l’immissione in rete dei corretti livelli di potenza nei tempi concordati. Lo scopo di questo lavoro, che si avvale della collaborazione dell’Università degli Studi di Pavia, è l’analisi di prodotti di mercato che si occupano di queste problematiche e delle metodologie da essi adottate. A valle di questa analisi si sono definite le linee guida per la realizzazione di un sistema di guida operatore, basato sull’ottimizzazione dei tempi di avviamento di un tipico di impianto con caldaia tradizionale e di uno a ciclo combinato. In sintesi l’organizzazione del rapporto è la seguente:

null vengono presentate alcune soluzioni di mercato proposte da fari fornitori per la gestione ottimizzata dell’avviamento e delle variazioni di carico di caldaie a vapore di tipo tradizionale e a ciclo combinato. null si affronta poi un primo caso di studio relativo ad un impianto termoelettrico con caldaia tradizionale analizzando le procedure di avviamento del gruppo ed evidenziando le fasi adatte ad essere ottimizzate attraverso strategie di controllo ottimizzate. In particolare per questa tipologia di impianti viene proposta una metodologia di ottimizzazione della manovra di avviamento basata su tecniche di tipo NMPC (non- linear model predictive control). successivamente si prende in esame come secondo caso di studio un tipico impianto termoelettrico a ciclo combinato. Anche in questo caso si analizzano le procedure di avviamento del gruppo evidenziando le fasi adatte ad essere ottimizzate. Infine si propone una strategia di controllo ottimo per la riduzione del tempo di avviamento basta sull’implementazione di regole empiriche tramite logica fuzzy. Si segnalano in appendice 1 e 2 gli approfondimenti su modelli ibridi di simulazione e fuzzy logic che trovano in questo ambito la loro naturale collocazione.