Il presente Rapporto si inserisce nell’ambito della Ricerca di Sistema 2003 / 2005, Progetto RETE21, Sottoprogetto NOVARET, ed ha come oggetto l’analisi di dettaglio della soluzione di potenziamento individuata nel precedente Rapporto CESI A5052128 per lo specifico scenario di sviluppo del sistema elettrico definito nel Rapporto CESI A4514390. La soluzione di potenziamento proposta consiste nell’inserimento di un collegamento HVDC a tiristori di tipo bipolare da 1200 MW tra i nodi AT di Foggia e di Fano della rete di trasmissione nazionale a 380 kV. Il dimensionamento di massima di questo impianto è stato svolto nel precedente Rapporto CESI A5052128, mentre gli studi statici di rete (verifica dei flussi di potenza ed analisi delle contingenze) sono stati riportati nel Rapporto CESI A5045671. L’analisi di dettaglio ha riguardato lo studio del comportamento in regime dinamico del collegamento HVDC, sia per quanto riguarda la sua capacità di risolvere le contingenze critiche individuate nello studio statico (capitolo 3), sia per quanto riguarda le conseguenze sulla rete elettrica dei guasti che possono verificarsi nell’impianto HVDC stesso (capitolo 4). L’analisi è stata svolta utilizzando l’ambiente di simulazione dinamica di rete SICRE (di proprietà CESI), in cui è stata rappresentata l’intera rete di trasmissione italiana. Nel capitolo 2 sono stati dapprima descritti i modelli dinamici dei principali componenti di rete tradizionali, ossia degli elementi passivi (linee, trasformatori e carichi) e dei generatori (descritti attraverso il modello della macchina elettrica, del regolatore di tensione e sistema di eccitazione, del regolatore di carico e sistemi di adduzione). In seguito sono stati descritti due modelli dinamici del collegamento HVDC: il primo, dettagliato, utile per rappresentare il collegamento HVDC in esame; il secondo, semplificato, utile per rappresentare gli altri collegamenti in c.c. di interconnessione con l’estero. Infine sono stati descritti i principali cicli di regolazione del modello dettagliato dell’HVDC: il ciclo di regolazione del raddrizzatore, quello dell’invertitore e la logica di controllo della potenza trasmessa. Nel capitolo 3 sono stati riportati e commentati i risultati delle simulazioni finalizzate a verificare se il collegamento HVDC sia in grado di risolvere le contingenze critiche individuate nel precedente Rapporto CESI A5045671, considerando anche il comportamento dinamico dei differenti componenti della rete. Per ciascuna di queste contingenze critiche si è studiato il transitorio dovuto al corto circuito trifase franco a metà lunghezza della linea, seguito dalla successiva apertura tripolare degli interruttori di linea. L’analisi di dettaglio, che considera anche la dinamica dei principali componenti di rete, ha confermato i risultati ottenuti dallo studio statico, indicando che il collegamento HVDC proposto consente di risolvere tutte le contingenze critiche segnalate.

Nel capitolo 4 si sono prese in considerazione alcune possibili condizioni di guasto che possono interessare il collegamento HVDC, al fine di valutare il loro effetto sul funzionamento della rete di trasmissione. Le diverse condizioni di guasto sono state rappresentate in maniera semplificata attraverso la perdita di un solo polo del collegamento oppure quella dell’intero impianto. Cautelativamente, si è considerata la condizione di guasto peggiore per quanto riguarda l’impatto sulla rete, ossia quella per la quale i filtri c.a. rimangono inseriti per alcune centinaia di millisecondi dopo che è stato bloccato uno o entrambi i poli del collegamento e determinano pertanto un innalzamento transitorio della tensione c.a. nelle stazioni di conversione. Si è verificato che anche in presenza di questi guasti si ottiene un funzionamento stabile della rete di trasmissione nazionale, senza violazioni dei limiti di tensione e corrente. In conclusione l’impianto HVDC a tiristori si è rivelato essere un’ottima soluzione per il potenziamento della rete di trasmissione nazionale a 380 kV in uno scenario caratterizzato da eccesso di generazione nell’area meridionale e di carico nell’area settentrionale.