La transizione verso un sistema energetico “carbon-free” implicherà un uso sempre più massiccio di generazione da fonti rinnovabili non programmabili, con i relativi problemi di bilanciamento e di regolazione. In questo contesto, un ruolo importante può essere svolto dagli impianti di pompaggio idroelettrico, sia per l’elevata capacità di accumulo sia per la velocità di risposta, specialmente se opportunamente ibridati con tecnologie ultra-rapide.
Il presente rapporto illustra i manuali d’uso dell’eseguibile e del sorgente relativi ad un modello personalizzabile di simulazione e ottimizzazione, per analizzare la capacità di regolazione di un impianto di pompaggio ibrido e identificare la configurazione economicamente ottimale (in termini di parametri della strategia di controllo e di tecnologia e taglia dei componenti ibridanti). Il modello è in grado di simulare servizi di dispacciamento quali la regolazione primaria e secondaria di frequenza; nelle valutazioni economiche, è possibile tenere conto anche dell’eventuale fornitura di regolazione primaria ultra-rapida (assumendo come riferimento il progetto pilota Terna di Fast Reserve).
Come caso di studio, si considera un potenziale impianto idroelettrico reversibile di pompaggio marino (Pumped Storage Hydro Power – PSHP), ipotizzato in Sardegna nella località di Foxi Murdegu (NU) e ibridato con sistemi di accumulo elettrochimico (Battery Energy Storage System – BESS) e flywheel (Flywheel Energy Storage System – FESS).
Il modello per la simulazione dinamica dell’impianto ibrido, parzialmente sviluppato in passato, è completato con curve caratteristiche generalizzate della pompa-turbina e di due strategie di controllo: Frequency Split e Hydro Recharge. Esso è completo, inoltre, in termini di insieme delle configurazioni: oltre al PSHP da solo, sono simulabili PSHP+FESS, PSHP+BESS e PSHP+BESS+FESS.
Partendo da un elenco di configurazioni di ibridazione candidate, si è sviluppata ed implementata una procedura di ottimizzazione articolata su due livelli:

i) ottimizzazione dei parametri di controllo di ogni configurazione di ibridazione candidata, mediante un algoritmo Particle Swarm Optimization (PSO), e

ii) scelta della configurazione ibridante che massimizza il Valore Attuale Netto (VAN).

A partire da questo codice sono risultati due eseguibili: uno, denominato “Simulazione.exe”, simula l’impianto con o senza ibridazione (e con/senza l’integrazione in un modello di rete), mentre il secondo, denominato “Ottimizzazione.exe”, effettua la procedura di ottimizzazione.