Analisi e definizione di strategie di gestione e controllo di sistemi di accumulo elettrico per applicazioni in reti di distribuzione attive automatizzate Report 2 – Applicazioni in reti isolate e interconnesse

Abstract

Il presente Report riferisce sui contenuti e sui risultati della seconda fase delle attività svolte nell’ambito della ricerca dal titolo: “Analisi e definizione di strategie di gestione e controllo di sistemi di accumulo elettrico per applicazioni in reti di distribuzione attive automatizzate”, oggetto dell’Accordo di Collaborazione tra ENEA e DIEET sottoscritto nel corso del 2011, e in relazione agli esiti della prima fase della ricerca, di cui si riferisce nel precedente Report [1]. Le attività sono state condotte in sinergia con il personale tecnico di ENEA e sono state svolte prevalentemente all’interno dei locali e dei laboratori del DIEET di Palermo. Il Report è articolato in due parti principali. La prima propone e applica un approccio “di sistema”, basato sull’applicazione di algoritmi di ottimizzazione di tipo multi-obiettivo, come criterio metodologico attraverso cui guidare le scelte progettuali di un sistema di accumulo distribuito in un sistema isolato. Più in particolare, nel corso di tale fase di attività, sono state identificate, implementate e comparate diverse strategie di installazione e gestione di sistemi di accumulo distribuito su alcuni nodi di una rete reale in media tensione (isola di Pantelleria), al fine di valutare la valenza multi-obiettivo di tale provvedimento al variare della posizione, della taglia e delle caratteristiche della rete. Per tale applicazione sono stati valutati e confrontati i seguenti obiettivi: perdite nella rete, costo complessivo di produzione, emissioni di CO2, scostamento della potenza generata dai gruppi tradizionali dai valori di set-point; è stata inoltre indagata la variabilità del profilo delle tensioni per le diverse strategie di gestione ipotizzate e in confronto con uno scenario di riferimento caratterizzato dall’assenza di accumulo. Mentre l’applicazione presentata nella prima parte è riferita ad un sistema isolato e ha un maggiore carattere metodologico, la seconda parte del Report riferisce su un’ipotesi applicativa condotta su una rete di distribuzione interconnessa (attualmente a servizio del campus universitario di Palermo) e presenta un carattere progettuale più marcato, con scelte e valutazioni tecnico-economiche di dettaglio. Nello specifico è stata ipotizzata l’installazione di batterie di accumulo posizionate in prossimità del punto di allaccio alla rete ENEL del Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Elettronica e delle Telecomunicazioni (DIEET), dell’Università di Palermo. I sistemi di accumulo sono stati dimensionati ed eserciti, prevalentemente, per applicazioni di peak-shaving, di load-shifting e di load-levelling, producendo contemporaneamente benefici, per l’ente distributore (in termini di riduzione delle perdite, livellamento dei valori della tensione, differimento delle opere di potenziamento della linea di alimentazione, aumento della vita utile dei cavi) e per il DIEET (essenzialmente in termini di riduzione del costo dei consumi di energia elettrica). I contenuti e i risultati delle attività di progettazione, dimensionamento e valutazione tecnico/economica delle applicazioni prese in esame sono descritti e presentati nel seguito del Report.