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rapporti - Deliverable

Implementazione e applicazioni di strumento per generare serie temporali di grandezze stocastiche

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Implementazione e applicazioni di strumento per generare serie temporali di grandezze stocastiche

Si descrive lo strumento SPOPSI – Stochastic POwer Profile SImulation, che analizza serie storiche di potenza eolica, fotovoltaica e di carico, aggregate in regioni/zone di mercato, e genera nuove serie stocastiche orarie zonali su un orizzonte temporale annuale, con profili e proprietà statistiche confrontabili con le serie storiche. Si valutano le prestazioni dello strumento confrontando le serie storiche con quelle nuove generate, e si propone una valutazione del carico netto ottenuto dalle serie generate con SPOPSI.

Il sistema elettrico è sempre più soggetto a incertezze e variabilità dipendenti dalle condizioni meteorologiche, a causa della penetrazione delle fonti rinnovabili non programmabili e dell’elettrificazione dei consumi. Per valutare gli indici di adeguatezza del sistema elettrico e pianificare gli sviluppi della rete da diversi punti di vista, si rendono necessari strumenti che tengano conto di queste caratteristiche. Una delle soluzioni utilizzate per fare analisi probabilistiche di pianificazione è la simulazione Monte Carlo, che necessita di una serie temporale oraria in ingresso per ogni variabile stocastica per ogni iterazione. Lo strumento SPOPSI – Stochastic POwer Profile SImulation – è deputato a generare realizzazioni di tali variabili stocastiche. Esso analizza separatamente le serie storiche zonali della produzione fotovoltaica, eolica e dell’assorbimento di carico: ne estrae la parte deterministica (trend annuale e stagionalità giornaliere), ne identifica la parte stocastica attraverso modelli di tipo VAR, ARMA, regressioni, e utilizza tali modelli per generare un numero di serie orarie annuali deciso a priori. Tali serie sono ricombinate con la parte deterministica estratta inizialmente dalle serie storiche, quindi le nuove serie generate dai modelli hanno profili e caratteristiche statistiche paragonabili a quelle delle serie originali. Dato che la potenza prodotta da fonti rinnovabili ed il carico assorbito dipendono dalle condizioni meteorologiche, si sono prese in considerazione le previsioni climatiche, laddove esistono e sono definite univocamente sull’area su cui sono misurate le serie di potenza. Si è considerata la temperatura dell’aria, le cui serie storiche sono state utilizzate per individuare una relazione con le serie storiche del carico. Dal confronto fra serie di potenza storiche e simulate, si osserva che queste ultime hanno un andamento plausibile perché rispecchiano i profili storici e conservano le proprietà statistiche; esse sono anche abbastanza diverse l’una dall’altra in modo da fornire, alle iterazioni Monte Carlo che le riceveranno in input, variabilità tale da ricoprire le possibili realizzazioni delle serie di potenza generata o assorbita nella realtà. Le serie simulate contengono anche eventi estremi, con frequenza paragonabile a quella delle serie storiche. Infine, si è applicato SPOPSI per analizzare una specifica realizzazione di serie di carico netto, le cui caratteristiche sono state valutate calcolando indici di flessibilità.

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