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FOREWIND: previsione operativa sui parchi eolici italiani e possibili impieghi dell’ensemble forecast

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FOREWIND: previsione operativa sui parchi eolici italiani e possibili impieghi dell’ensemble forecast

Descrizione delle metodologie studiate in ambito di previsione della potenza elettrica producibile da fonte eolica: confronto tra le versioni a diversa risoluzione del modello deterministico ECMWF e applicazione dell’ensemble forecasting su un caso di studio reale, analisi di varie configurazioni previsionali e di tecniche statistiche di MOS basate su regressioni polinomiali e reti neurali ricorsive, diffusione dei dati previsionali e dei risultati analitici alle utilities tramite interfaccia web-gis.

Le attività descritte in questo rapporto hanno avuto come scopo la verifica di alcune tra le migliori tecniche applicabili alle previsioni di potenza producibile da fonte eolica, secondo lo stato dell’arte in materia. Il vento rientra nelle cosiddette fonti energetiche rinnovabili non pianificabili; di conseguenza, per poterne controllare le immissioni in rete e le priorità di dispacciamento, è necessario avere un grado di conoscenza adeguato di tale fonte. Questo vale in particolare per l’orizzonte temporale fino a 48 ore in avanti, nel quale si svolgono le operazioni di trading nei mercati elettrici. Le attuali intenzioni dell’Autorità di sgravare i consumatori degli oneri di sbilanciamento, inoltre, fanno sì che rispettare unprofilo di produzione oraria, previsto con un giorno d’anticipo, diventi sempre più un processo cruciale per i produttori. I sistemi di previsione di potenza eolica, oggetto di questo rapporto, sono basati sull’utilizzo di un modello meteorologico che fornisca le previsioni di vento in un determ’nato punto. Sono state confrontate le prestazioni del sistema di previsione basato sul modello ECMWF a maggior risoluzione rispetto a quelle ottenute con la vecchia risoluzione. A tal fine è stato utilizzato un caso di studio reale localizzato in Sicilia settentrionale. Il confronto è basato sul calcolo dei principali indici statistici di valutazione (RMSE, MAE, bias, correlazione). E’ stato riscontrato un leggero miglioramento diprestazioni sugli orizzonti previsionali fino a 72 ore. Sono state studiate alcune tipologie di Model Output Statistics (MOS) finalizzate a correggere i datigrezzi di vento in uscita da un modello meteorologico e ad implementare una curva di potenza; nello specifico, è stato approfondito il ricorso a modelli black-box (reti neurali) e a tecniche di regressione polinomiale. Dall’attività è emersa la versatilità degli algoritmi ricorsivi basati su reti neurali, risultati efficaci sia in ambito di correzione del vento sia di previsione della potenza. In ambito di previsioni probabilistiche sono state verificate le prestazioni dell’ensemble model a nuova risoluzione, in uso al Centro Europeo di Reading, rispetto al modello precedente a risoluzione inferiore. Questo tipo di previsione permette di ricavare informazioni riguardo i diversi stati assumibili nel tempo dal sistema atmosferico, affiancando alla previsione deterministica una distribuzione di probabilità. E’ stata creata una routine di valutazione delle principali proprietà del sistema, utilizzando diagrammi di vario tipo utili in ambito decisionale (rank histogram, reliability e ROC diagram) e indici statistici (Brier Score, Continuous Ranked Probability Score). L’aumento di risoluzione spaziale ha permesso di ottenere risultati migliori rispetto al modello a vecchia risoluzione. E’ stato inoltre verificato un maggior grado di correlazione tra lo spread dell’ensemble e l’errore deterministico, entrambi calcolati sulla potenza. Inoltre, in termine di diffusione dei risultati alle utilities e/o agli utenti interessati, è stato realizzato un sito web che permetta la consultazione sia dei dati previsionali, sa dei risultati derivanti dalle analisi statistiche.

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