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Evoluzione della piattaforma per le analisi integrate di sicurezza del sistema elettrico

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Evoluzione della piattaforma per le analisi integrate di sicurezza del sistema elettrico

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 12:14 pm

Il presente documento è stato redatto nell’ambito del progetto “Studi sullo Sviluppo del Sistema Elettrico e della Rete Elettrica Nazionale – Sicurezza delle infrastrutture del sistema elettrico” definito nell’Accordo Triennale tra il Ministero dello Sviluppo Economico e E.R.S.E. S.p.A. firmato il 29 Luglio 2009. Il rapporto presenta alcune attività di sviluppo e potenziamento di metodologie e strumenti per la valutazione di sicurezza e rischio di esercizio del sistema elettrico, in particolare riguardo alla piattaforma integrata per gli strumenti di valutazione della sicurezza ISAP (Integrated Security Assessment Platform), e all’estensione dell’applicativo di valutazione del rischio di esercizio PRASEL (PRA Sistema ELettrico) per includere un modello probabilistico delle variazioni di potenza eolica. I prototipi di ISAP e PRASEL sono stati realizzati in precedenti fasi di RdS. Data la crescente penetrazione di generazione eolica, un aspetto importante nelle metodologie di valutazione del rischio di esercizio dei sistemi elettrici è quello di integrare le incertezze dovute a tale fonte di generazione. Il rapporto descrive un modello probabilistico di breve termine delle variazioni di generazione eolica da utilizzare nelle valutazioni di sicurezza e, in particolare, nelle valutazioni di rischio di esercizio. L’obiettivo è di estendere le analisi di contingenze, del tipo N-1 o N-k di generazione o di collegamenti, combinandole con “contingenze eoliche” realistiche, espresse in termini di variazioni di potenza prodotta da tali tipologie di impianti e caratterizzate da una probabilità di accadimento. Il contesto ipotizzato è quello delle analisi di sicurezza in linea del sistema elettrico, in cui interessa valutare le potenziali evoluzioni del punto di lavoro in un intervallo di breve termine, indicativamente compreso fra 10 minuti e 1-2 ore. Poiché l’orizzonte temporale di indagine è così limitato, è stato possibile sviluppare un modello di tipo statistico, a partire da archivi di dati misurati (utilizzati in altre attività RdS per realizzare l’Atlante Eolico). La metodologia si articola nelle seguenti fasi: (1) modello probabilistico per stimare l’entità e la probabilità delle variazioni di vento previste per un dato istante di tempo futuro, a partire dallo stato attuale di velocità del vento; (2) conversione in un modello probabilistico della potenza elettrica generata da un impianto eolico, che considera sia le variazioni di vento entro l’intervallo di normale funzionamento degli aerogeneratori, sia quelle che comportano il cut-out, il rientro da cut-out, il cut-in e l’uscita da cut-in; (3) estensione del modello precedente, per considerare non solo una singola wind farm, ma le variazioni di potenza di più wind farm fra loro correlate. L’approccio sviluppato è semplice, ma focalizzato e adeguato all’obiettivo di fornire input significativi per dimostrare le metodologie di valutazione del rischio di esercizio in presenza di impianti eolici. Il modello probabilistico di breve termine delle variazioni di generazione eolica è stato infine integrato nello strumento PRASEL, per valutare il rischio di esercizio considerando congiuntamente sia le contingenze sia le variazioni di potenza eolica, con le relative probabilità. Gli esempi applicativi presentati hanno mostrato l’influenza sugli indici di rischio da parte delle condizioni eoliche previste e suggeriscono alcune direzioni per ulteriori evoluzioni della metodologia di valutazione del rischio in presenza di generazione eolica. La piattaforma ISAP si propone di dimostrare come si possano integrare, sotto un unico ambiente, strumenti di analisi con caratteristiche differenti, per realizzare valutazioni di sicurezza fra loro coerenti e complementari. Gli sviluppi realizzati nel periodo di riferimento hanno riguardato vari aspetti: anzitutto un nuovo approccio per la gestione unificata delle contingenze, specificato tenendo conto di differenti esigenze di indagine da parte dell’utente-operatore. Correlati a questo sviluppo sono altri interventi, fra cui l’estensione della struttura del database interno di ISAP, che ora permette di rappresentare i nodi fisici e gli elementi fuori servizio; e la revisione dell’interfaccia grafica in accordo a una struttura più razionale e funzionale. Ulteriori evoluzioni hanno riguardato la realizzazione delle interfacce di comunicazione per gli applicativi, in particolare dal database di ISAP ai formati dati “80 colonne” e “PST” per consentirne la lettura da parte rispettivamente del programma ingegneristico di load flow FLOWAC e del pacchetto PST per analisi statiche e dinamiche in ambiente Matlab.

Gli sviluppi realizzati nel periodo di riferimento rappresentano un’importante evoluzione della piattaforma e garantiscono i requisiti necessari in vista di ulteriori integrazioni, in particolare di funzioni per la creazione automatica di situazioni di rete, con l’obiettivo di rendere più completa e fruibile la piattaforma sotto i punti di vista metodologico e operativo.

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