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Modellazione delle reti energetiche per la pianificazione e la gestione delle infrastrutture

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Modellazione delle reti energetiche per la pianificazione e la gestione delle infrastrutture

Il rapporto tratta lo sviluppo di piattaforme e strumenti informatici a supporto dei processi di pianificazione e gestione delle infrastrutture energetiche. In particolare, i principali temi descritti riguardano la modellazione semantica dei dati relativi alle infrastrutture energetiche, lo studio di reti energetiche con tecniche di analisi dei grafi e la digitalizzazione dei processi per la pianificazione multienergetica del territorio.

Tra gli sforzi volti alla transizione energetica è compresa la creazione di un unico sistema energetico integrato tramite la gestione efficiente e coordinata di differenti vettori energetici.

 

In questo contesto, l’applicazione di ontologie, modelli semantici e knowledge graph offre interessanti opportunità per un utilizzo congiunto di informazioni relative a differenti settori energetici o provenienti da diversi settor informativi.

 

Il rapporto esamina lo stato dell’arte dell’utilizzo dello standard internazionale IEC CIM per la modellazione semantica dei dati relativi alle infrastrutture energetiche. L’evoluzione del modello attuale e le incompatibilità con versioni precedenti richiedono un aggiornamento delle soluzioni software basate su questo standard implementate da RSE in passato. Inoltre, soffermarsi sulle modalità di manutenzione e di sviluppo del modello permette di implementare
in maniera più semplice e coerente eventuali estensioni del modello per descrivere nuovi domini applicativi.

 

Nella prospettiva di gestione di una rete multi-energy tramite un unico modello informativo, viene introdotta la possibilità di descrivere la rete gas utilizzando un modello derivante da IEC CIM.

 

Successivamente, viene affrontata la tematica della gestione degli asset delle infrastrutture energetiche, con particolare attenzione agli aspetti informativi di tale processo. Lo standard IEC CIM comprende solo un numero limitato di classi specifiche per la pianificazione, la manutenzione e la gestione degli asset della rete fino alla loro dismissione; invece, lo standard IFC è stato appositamente concepito per la gestione degli asset tramite la metodologia Building Information Modeling (BIM). Una possibile soluzione consiste nel considerare IEC CIM come modello centrale per la creazione di un unico knowledge graph della rete e, per la gestione degli asset, stabilire relazioni verso classi esterne come quelle definite da IFC. Come esempio, questo metodo è stato applicato per la descrizione del trasformatore da alta a media tensione di cabina primaria.

 

Nell’ambito dei sistemi multi-energy si considera anche l’esame e lo studio di reti energetiche attraverso tecniche di graph analysis, graph embedding e graph machine learning, basate sulla rappresentazione delle reti energetiche come grafi. Viene descritta un’attività preliminare di analisi dello stato dell’arte di queste tecniche e di preparazione dei dati di training finalizzata allo sviluppo di un algoritmo di graph machine learning per la stima delle tensioni ai nodi di una rete elettrica senza l’utilizzo di tecniche analitiche di power flow. Infine, sono presi in considerazione processi che riguardano la pianificazione multienergetica sul territorio, a supporto delle decisioni di sviluppo del sistema energetico.

 

Sono state identificate le criticità in termini di fruibilità ed interoperabilità degli strumenti di pianificazione attualmente impiegati. Nell’ottica di un miglioramento e efficientamento di tali strumenti, sono stati indagati e descritti i flussi informativi e di elaborazione utilizzati nei modelli di pianificazione multienergetica per lo studio e la proposta di metodi di digitalizzazione.

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