Il Rapporto presenta gli sviluppi di metodologie e strumenti per la valutazione di rischio di esercizio del sistema elettrico, analizzato sotto diversi aspetti: (I) rischio alle grandi perturbazioni, (II) rischio alle piccole perturbazioni, (III) rischio per dipendenze dai sistemi ICT. Quanto descritto rappresenta gli ulteriori sviluppi dei rapporti ERSE 09004646 e 09004647. La Parte I descrive l’evoluzione dei metodi di valutazione probabilistica della sicurezza e del rischio di esercizio del sistema elettrico (metodi di Probabilistic Risk Assessment, PRA), integrati nello strumento PRACTICE (in precedenza denominato PRASEL). Gli sviluppi proposti mirano a superare alcuni limiti degli approcci precedenti e a valutare ulteriori possibili tipologie di analisi per caratterizzare le problematiche eoliche. È definito un indice di rischio di incremento di transito su corridoi che può fare riferimento alla problematica, tipica in Italia, delle congestioni causate dalla generazione eolica. La metodologia individua in modo probabilistico delle configurazioni puntuali di variazione di potenza eolica di impianti fra loro correlati, su orizzonti temporali di breve termine, a cui è associato il massimo incremento di transito atteso su un corridoio, ossia una situazione potenzialmente critica per la sicurezza. Per valutare gli indici di rischio di perdita di carico considerando le possibili variazioni eoliche correlate di breve termine, PRACTICE è applicato a un campione dello spazio delle variazioni: la procedura messa a punto è computazionalmente più onerosa, ma più completa. Sono inoltre introdotti alcuni sviluppi e analisi preliminari, orientati a valutare l’effetto delle incertezze di previsione eolica (relativa, per esempio, al giorno prima) sulla sicurezza di rete. L’approccio utilizzato è quello del Probabilistic Load Flow (PLF) realizzato mediante estrazioni Montecarlo. Attraverso correlazioni standard si tiene conto (1) dell’incertezza di previsione in funzione dell’orizzonte previsionale considerato e (2) delle correlazioni spaziali fra le incertezze. La prospettiva di realizzare, nei prossimi anni, delle reti HVDC multi-terminali (MT-HVDC, MTDC) per trasmettere la potenza prodotta da grandi impianti eolici offshore e decongestionare le reti AC continentali pone nuove problematiche di sicurezza. Nel rapporto sono presentate analisi di rischio di esercizio con PRACTICE, considerando le iniezioni di queste reti DC nella rete AC. Le applicazioni proposte permettono di caratterizzare il rischio di esercizio in funzione delle iniezioni HVDC e del carico di rete. Sono infine prosegue l’attività sui modelli di correlazione della velocità del vento, iniziata nel rapporto ERSE 09004647 con l’obiettivo della previsione dell’evoluzione eolica nel breve termine, per adottare parametri realistici negli strumenti di valutazione del rischio di esercizio. Le analisi, basate su dati sperimentali, si sono focalizzate sul sito offshore di Pianosa, piccola isola dell’Adriatico. La Parte II presenta l’applicazione dello strumento di analisi modale LINEAR a un grande sistema elettrico interconnesso, come quello sincrono afferente all’area dell’Europa continentale e comprendente anche il sistema elettrico nazionale italiano, per individuare le oscillazioni inter-area potenzialmente critiche. Gli scenari di studio considerati contemplano l’estensione del sistema sincrono continentale alla Turchia, effettivamente avvenuta nel settembre del 2010, e l’ulteriore eventuale allargamento alla rete di trasmissione afferente ai paesi dell’area ex-sovietica. L’attività è stata svolta in sinergia con il progetto europeo di ricerca FP7 “ICOEUR”. Prevalentemente sono emersi, nei vari sistemi analizzati, valori di smorzamento delle oscillazioni accettabili; ciò nonostante, opportune contromisure potrebbero rendersi necessarie per garantire sufficienti prestazioni del sistema per tutti i modi individuati e anche nel caso di degradate condizioni di esercizio della rete.

La Parte III riporta gli sviluppi dell’approccio metodologico innovativo per la valutazione e la misura dell’accoppiamento tra infrastrutture critiche a livello delle funzioni e dei servizi, sviluppato anche con il contributo dei progetti UE/EPCIP “MIA” e “ASTROM”. L’algoritmo per la valutazione analitica e l’analisi delle interdipendenze, basato sulle funzioni di trasferimento, è introdotto e applicato a casi di studio relativi alla regolazione della tensione e della potenza reattiva di una centrale elettrica e alla regolazione gerarchica della tensione primaria e secondaria in un’area di rete regionale. L’analisi delle risposte in frequenza delle funzioni di trasferimento tra i sottosistemi coinvolti, e la valutazione dei guadagni e degli sfasamenti introdotti dai diversi sottosistemi ha consentito di evidenziare alcune potenziali criticità (instabilità) al variare dei ritardi delle comunicazioni. Infine è presentata una valutazione generale dell’estendibilità della metodologia, che considera gli aspetti di applicabilità, esportabilità e scalabilità.