Il crescente apporto della generazione diffusa 1 (GD) nelle reti elettriche di distribuzione richiede approfondimenti finalizzati ad individuare gli effetti tecnici ed economici che la GD può portare all’intero sistema elettrico. Soffermandosi specificamente sugli impatti tecnici sulle reti, questo studio 2 ha lo scopo di valutare, in modo quantitativo, il massimo livello di penetrazione della GD (inteso come massima potenza installabile) compatibile con le attuali reti di distribuzione MT. L’analisi sulla quantità massima GD installabile sulla rete viene svolta su una porzione significativa dell’attuale della rete di distribuzione MT italiana. Il campione, disponibile all’Autorità ai fini di un’indagine sulla potenza di cortocircuito, consiste in 260 reti 3 e 43.305 nodi e rappresenta circa l’6,69% della complessiva consistenza delle reti MT su scala nazionale. L’ampiezza e la distribuzione del campione portano a ritenere di poter estendere gli esiti dello studio all’intera rete di distribuzione MT. Dopo una specifica elaborazione del campione di rete, nella quale sono state introdotte alcune ipotesi di carattere conservativo, si svolge l’analisi di penetrazione della GD tramite algoritmi basati su calcoli di load flow. In linea con le criticità sottolineate nella delibera AEEG 160/06, è stata determinata la potenza massima installabile in funzione di una serie di vincoli tecnici che tengono conto delle attuali strategie di gestione di rete e dell’attuale situazione normativa: 1. Corrente di cortocircuito: l’incremento dato dalla GD non deve superare il potere di interruzione delle apparecchiature MT (a livello di complessiva rete) e non deve provocare interventi intempestivi delle protezioni (a livello di singola linea). 2. Variazioni rapide di tensione: la variazione della tensione nei nodi di rete in fase di transitorio non deve superare una soglia prefissata. 3. Portata a regime delle linee MT: su nessun tratto di linea deve essere superato il limite massimo di corrente (limite termico delle condutture). 4. Variazioni lente di tensione: il valore della tensione a regime nei nodi di rete deve essere compreso entro un intervallo predefinito. 5. Inversione del flusso di potenza sul trasformatore AT/MT, che si ammette per un numero limitato di ore annue, ritenuto accettabile dal punto di vista dell’esercizio. 1 Detta comunemente anche “Generazione Distribuita”. 2 I contenuti di questo rapporto sono stati alla base di un’attività di ricerca condotta congiuntamente dal Politecnico di Milano e da CESI Ricerca su impulso dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas, i cui risultati sono riportati nell’allegato 2 della Delibera ARG/elt 25/09. 3 Per rete si intende l’insieme di linee e nodi sottesi a una semisbarra di cabina primaria.

6. Perdite Joule nelle reti MT e MT+AT: la GD non deve aumentare le perdite nelle reti rispetto al caso base in cui non sono presenti impianti di produzione. In primo luogo è stata condotta un’analisi su tutte le reti, in cui si è valutata la massima potenza globalmente installabile per ciascuna rete, simulando la presenza di un generatore equivalente collegato direttamente alla sbarra MT di cabina primaria. Si è così determinata la massima GD collegabile sulla rete nel rispetto dei vincoli di inversione del flusso sul trasformatore AT/MT e di potenza di cortocircuito. Successivamente è stata svolta un’indagine a livello di ciascuna linea di ogni rete, per determinare la massima GD che si può connettere a ciascun nodo della linea, compatibilmente con i vincoli di variazioni lente e rapide di tensione, e con il limite sul transito di potenza sulle linee 4 . Infine, è stata condotta un’analisi con riferimento a quattro reti ritenute rappresentative dell’intero campione considerato. Tale studio ha lo scopo di identificare la massima potenza installabile in ogni nodo della linea in modo tale da non aumentare le perdite nelle reti rispetto al caso senza GD. I risultati dell’indagine possono essere sintetizzati come segue. • Per quanto riguarda i vincoli sulle correnti di cortocircuito, essi non costituiscono, in primis, il limite più stringente per l’installazione di GD in rete, quanto meno nei casi in cui la taglia del trasformatore non supera i 40 MVA. Nel caso più sfavorevole, costituito dalle reti con tensione nominale di 15 kV, la potenza massima di GD installabile sulla rete è di circa 7.5 MVA per generatori connessi alla rete tramite inverter e circa 5 MVA per generatori rotanti collegati alla rete senza l’interposizione di convertitori statici. • Per quanto riguarda il vincolo sulle variazioni rapide di tensione, la potenza massima installabile dipende fortemente dal valore della variazione ammissibile. Assumendo un valore pari al 4% della tensione nominale, il vincolo che ne deriva risulta comunque il più stringente tra quelli considerati nello studio, ed ha influenza in particolare sui nodi più distanti dalla sbarra MT. • Il vincolo sulla portata a regime delle linee MT risulta più limitante nel caso di reti con un basso valore di tensione nominale oppure per le sezioni di linea più vicine alle sbarre primarie; in entrambi i casi il valore limite di GD installabile risulta comunque elevato. • Il vincolo sulle variazioni lente di tensione, in generale, è il meno stringente. Infatti, solo i nodi con tensione più elevata (normalmente quelli prossimi alle sbarre MT) possono presentare problemi di variazioni lente di tensione. • La condizione di inversione di flusso di potenza sul trasformatore AT/MT si traduce in un limite al valore massimo di GD da connettere a ciascuna rete nel suo complesso. I problemi posti da tale vincolo possono essere ovviati rivedendo i sistemi di protezione/automazione della sezione AT delle cabine primarie, e rendendo più selettive ed efficaci le protezioni per la disconnessione degli impianti di GD dalla rete, in caso di perdita della rete. 4 Maggiori dettagli sulle metodologie impiegate sono disponibili in: “Limits to dispersed generation on Italian MV networks”, M. Delfanti, M. S. Pasquadibisceglie, M. Pozzi, M. Gallanti, R. Vailati, proceedings of cired 2009 Conference.

• Il vincolo sulle perdite è molto stringente quando si fa riferimento solamente alle reti MT, e risulta attivo anche per valori modesti di potenza installabile (1MW) in circa il 35% dei nodi. Se si considera il sistema complessivo MT+AT, la GD installabile aumenta significativamente fino ad arrivare a valori simili agli altri vincoli nodali.