Modelli e strategie per la definizione di strumenti software per la simulazione integrata di distretti energetici in ambiente dedicato

Abstract

Il presente Rapporto, strutturato in due parti (Parte Prima: “Modelli e strategie per la simulazione di distretti energetici” e Parte Seconda: Definizione e sviluppo di strumenti software per la simulazione integrata di distretti energetici in ambiente dedicato), descrive le attività svolte dal personale del DIEETCAM dell’Università degli Studi Palermo nell’ambito della prima fase delle attività di ricerca dal titolo: “MODELLI E STRATEGIE PER LA DEFINIZIONE DI STRUMENTI SOFTWARE PER LA SIMULAZIONE INTEGRATA DI DISTRETTI ENERGETICI IN AMBIENTE DEDICATO”, oggetto dell’Accordo di Collaborazione tra ENEA e DIEETCAM sottoscritto in data 27 gennaio 2012. Scopo del presente accordo di collaborazione è la definizione di un tool informatico per la modellazione della parte elettrica di una piattaforma integrata che rappresenta il comportamento elettrico e termico del sistema di approvvigionamento energetico di un sistema multi-edificio. Poiché si è reso necessario integrare elementi di modellazione dei sistemi elettrici nell’ambito di quanto sviluppato, nella stessa annualità, presso i laboratori ENEA, in fase di avvio delle attività, la fase operativa è stata caratterizzata da un azione di continua collaborazione tra il personale ENEA e DIEETCAM, utilizzando prevalentemente lo strumento della videoconferenza via web, ma anche incontri e riunioni fra quanti partecipavano alle attività. Il punto di partenza delle attività è stata la piattaforma ODESSE sviluppata presso i laboratori ENEA nelle passate annualità. Nel corso delle attività dell’annualità corrente, essa è stata opportunamente modificata al fine di rendere coerenti le scale di precisione del modello del sottosistema elettrico e del modello del sottosistema termico. Il lavoro è stato svolto con l’obiettivo di rendere lo strumento di simulazione un oggetto utilizzabile anche da un utente non esperto, nonché di sviluppare un modello integrato utile anche alla risoluzione di problemi più complessi di gestione ottimizzata di tipo integrato. Le attività sono state condotte in forte sinergia con il personale tecnico designato da ENEA e svolte prevalentemente all’interno dei locali e dei laboratori del DIEETCAM di Palermo. Nel corso delle attività, sono stati, infatti, svolti diversi incontri di confronto e coordinamento con il personale ENEA. L’oggetto dell’accordo di collaborazione è quindi stato sviluppato in due fasi. Nella prima fase si è sviluppata l’analisi di modelli elettrici e delle strategie per sistemi elettrici che alimentano distretti energetici. In particolare, sono stati analizzati i modelli di linee elettriche aeree ed in cavo esistenti in letteratura e le possibili semplificazioni idonee all’applicazione oggetto del presente contratto. E’ illustrata, anche, una rassegna degli algoritmi di calcolo dei flussi di potenza e viene analizzato il problema della modellazione di sorgenti e carichi. Successivamente viene esaminato in dettaglio uno strumento per la modellazione probabilistica dei carichi elettrici e per la rappresentazione della interazione con i carichi di tipo termico eventualmente presenti. Vengono, inoltre, rappresentate tecniche di demand-response che potrebbero condizionare la modellazione dei carichi ed in un successivo capitolo sono descritti i servizi ancillari che il distretto energetico potrebbe offrire alla rete. Infine, poiché le interazioni fra i vari nodi della rete sono per lo più di tipo economico, si è ritenuto interessante rappresentare un ulteriore strumento di analisi di tali sistemi complessi: un algoritmo per il tracciamento dei flussi di potenza. Tale strumento potrebbe infatti consentire di valutare il costo di trasporto dell’energia da un punto di alimentazione al carico consentendo così di imputare in modo preciso il costo di trasporto della stessa energia (Report Parte Prima). La seconda parte delle attività è invece dedicata all’i