Il presente rapporto, suddiviso in due parti, è incentrato sulla regolazione di frequenza della rete elettrica. Lo scopo del lavoro riportato nella prima parte è la valutazione dei possibili contributi al servizio di regolazione primaria da parte di carichi e di parchi eolici.

Per quanto riguarda la valutazione dell’efficacia e degli impatti di una gestione flessibile di carichi di tipo termico sulla regolazione della frequenza, il lavoro prosegue un’attività iniziata nella precedente RdS ed ha riguardato
(1) la valutazione della disponibilità della risorsa di controllo,
(2) la simulazione degli interventi di controllo del carico su diversi scenari di funzionamento e di contingenza.

In particolare, i modelli dinamici di due classi di carichi termici di tipo domestico (frigoriferi e boiler) sono stati integrati in un modello previsionale della rete della Sardegna per il 2020, sviluppato in MATLAB®/Simulink™. Queste classi di carichi sono state modellate in modo da poter valutare la loro disponibilità nel tempo su un orizzonte annuale. La stima della disponibilità, ora per ora, del carico disponibile per eventuali funzioni di regolazione e di riserva primaria è fondamentale a livello di programmazione dell’esercizio per valutare se i margini complessivi di regolazione primaria siano adeguati.

I margini infatti potrebbero diventare critici in scenari di rete caratterizzati da una forte penetrazione di rinnovabili, come mostrato in precedenti studi effettuati in RdS. La simulazione di numerose situazioni in cui interviene il controllo del carico ha consentito di caratterizzare il beneficio e gli svantaggi della soluzione adottata sotto diverse condizioni ambientali e di disturbo in rete, anche in vista di valutazioni tecnico-economiche.

Al fine di abilitare parchi eolici alla regolazione di frequenza primaria, entro certi limiti anche a salire, garantendo il pieno sfruttamento della fonte primaria, è stato sviluppato un controllo aggiuntivo che in caso di perturbazioni di sotto frequenza fa aumentare transitoriamente la potenza prodotta dall’aerogeneratore, sfruttando l’energia cinetica delle pale e del rotore. Questa capacità di risposta può essere utilizzata come riserva primaria del sistema elettrico, sebbene abbia caratteristiche differenti da quelle specificate per la regolazione primaria dai codici di rete.

Per valutare la logica di controllo è stato messo a punto, in ambiente DigSilent Power Factory©, un modello dettagliato di un parco eolico di circa 40 MW. Sono presentati e discussi diversi casi di simulazione. Nella seconda parte, usando la teoria dei sistemi lineari si riporta un’analisi del comportamento della frequenza di rete in presenza di rampe di carico elettrico netto, evidenziando la risposta delle regolazioni primaria e secondaria di frequenza.

Infine, sono discussi alcuni grafici che confrontano l’andamento della frequenza, del segnale di livello della regolazione secondaria e dell’energia movimentata per la regolazione secondaria di frequenza.