nnovazione tecnologica a supporto della Trasmissione dell

ENEA, 5 Luglio 2016
TERNA
Innovazione tecnologica a supporto della
Trasmissione dell’Energia Elettrica
Convegno ENEA
Roma, 5 luglio 2016
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
Sistema elettrico italiano
ENEA, 5 Luglio 2016
Principali cambiamenti negli ultimi anni
CRESCITA RES
IMPIANTI CCGT
4,520
GW
760
2.940
2.460
+ 21.760 MW
(circa 38% al Nord)
(circa 43% al Sud )
150
540
190
800
750
2.700
750
1.300
3.200
700
Dopo il black-out del 2003 e con l’avvio del
Mercato elettrico nel 2004, è stata emanata
una nuova legge per la procedura di
autorizzazione di nuove centrali, aumentando
gli investimenti nella generazione
− CCGT: 22 GW
Un favorevole programma di incentivazione
definito dal governo italiano ha incrementato
gli investimenti nella produzione di RES
- Eolico: 9 GW
- Fotovoltaico: 19 GW
Investimenti pricincipalmente nel Sud (lontano dalle aree di carico) …
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
Sistema elettrico italiano
ENEA, 5 Luglio 2016
Principali cambiamenti negli ultimi anni
TREND DELLA DOMANDA
ALTA VARIABILITA’ DELLA DOMANDA
TWh
MWh
30000
Domanda
20000
10000
Domanda – Generazione Fotovolatica
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
DISMISSIONI
GW
h
La bassa domanda insieme al boom delle RES
provocano problemi di bilanciamento
- per controllare la bassa domanda nelle ore
con alta produzione da fonte solare
- per coprire il picco serale elevato
... sono necessarie risorse di generazione più
flessibili
... Meno risorse per il controllo sono disponibili
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
Il nuovo ruolo per il TSO
ENEA, 5 Luglio 2016
Flessibilità della rete
Nuovo
Modello
Generazione
Distribuita
Prosumers
Decommissioning
Generazione
termica
Crescita
Rinnovabile
Generazione
Vecchio Tradizionale
Modello
2007
2014
oggi
T
S
O
Soluzioni Hardware
Sviluppo della rete
Apparecchiature speciali
Soluzioni Software
WAMS
WOLF
DYNAMIC RATING
Maggiore coordinamento dei TSO Europei per la sicurezza del servizio
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
La nuova linea 380 kV Sorgente Rizziconi
ENEA, 5 Luglio 2016
Descrizione dell’opera
HW
Nuova interconnessione tra Sicilia e Calabria entrata in servizio il 28 Maggio 2016.
La linea si compone di:
due tratti aerei sul territorio di Calabria (43 km) e Sicilia (24 km);
il cavo sottomarino (38 km);
4 stazioni elettriche: Sorgente e Villafranca in Sicilia; Scilla e Rizziconi in Calabria.
Il più lungo cavo al mondo A.C. 400 kV (43 km)
Il ponte elettrico dello
Stretto di Messina riveste
una
rilevanza
decisiva
anche in relazione alla
strategica
collocazione
geografica
della
nostra
penisola, che rappresenta
una corsia preferenziale per
il collegamento tra le reti del
Nord
Africa
e
quelle
dell’Europa centrale.
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
La nuova linea 380 kV Sorgente Rizziconi
L’approdo in Calabria: ingegneria al servizio dell’ambiente
ENEA, 5 Luglio 2016
HW
Un’imponente opera di ingegneria: il più profondo pozzo e il più lungo tunnel mai realizzati in Italia
per cavi ad altissima tensione.
Il corridoio creato da tunnel e pozzo ospita i cavi del doppio collegamento che, completamente sotterranei,
arrivano dal mare direttamente alla stazione elettrica di Scilla a circa 600 metri, senza impatto esterno né
sulla spiaggia né sulla zona a protezione speciale per l’avifauna.
Il pozzo è profondo 288,5 m con 7 m di
diametro. E’ il più profondo scavato con
metodo
manuale (dinamite) e non
meccanico in Italia.
Il tunnel si estende per 2,8 km, circa 4 m di
diametro, sotto 600 m di montagna. Gli
scavi hanno proceduto al ritmo di circa 15
metri al giorno con una Tunnel Boring
Machine (TBM), una potente macchina
simile a una talpa gigante.
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
La nuova linea 380 kV Sorgente Rizziconi
ENEA, 5 Luglio 2016
Il cavo sottomarino: record mondiale
HW
Il collegamento in cavo sottomarino di 38 km sotto lo stretto rappresenta il record mondiale di
lunghezza per cavi ad altissima tensione in corrente alternata.
Per la posa del cavo è stata utilizzata una delle nave posacavi più grandi del mondo, una delle poche con
le necessarie tecnologie avanzate per operare fino a una profondità di 2.000 m in qualsiasi tipo di
condizioni ambientali. Il cavo è stato posato fino a una profondità massima di 376 metri.
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
La nuova linea 380 kV Villanova - Gissi
ENEA, 5 Luglio 2016
Descrizione dell’opera
HW
Nuova linea aerea in Abruzzo entrata in servizio il 31 Gennaio 2016.
La linea si compone di:
Elettrodotto 380 kV in doppia
terna “Villanova – Gissi”: 69,3 km e
140 sostegni (135 DT e 5 ST)
LEGENDA:
nuovo elettrodotto 380 kV
16 Comuni interessati: Filetto,
Orsogna, Guardiagrele, S. Eusanio del
Sangro, Castel Frentano, Lanciano,
Paglieta, Atessa, Gissi,
Casalincontrada, Chieti,
Casalincontrada, Bucchianico, Fara
Filiorum Petri, Casacanditella in
provincia di Chieti e Cepagatti in
provincia di Pescara.
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
La nuova linea 380 kV Villanova - Gissi
ENEA, 5 Luglio 2016
Utilizzo di sostegni innovativi
HW
Impiegati in:
aree
ad
elevata
visibilità
(affiancamento con Autostrada A25)
aree in cui è necessario compattare
la fondazione
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
Le “isole minori” non interconnesse
ENEA, 5 Luglio 2016
La situazione attuale
HW
La generazione elettrica attraverso motori diesel
Le imprese elettriche minori
I costi energetici sono gestiti in regime di
integrazione
tariffaria
(riconosciuta
per
compensare la differenza tra i costi sostenuti ed i
ricavi derivanti dalle bollette)
La totale integrazione tariffaria è dell’ordine dei
60 mln€ per circa 200 GWh di consumi.
•
•
•
•
•
SW
Bassa efficienza
Elevato costo di generazione
Variazioni di prezzo della commodity
Elevato costo per il trasporto
Difficoltà di approvvigionamento
Siglati Protocolli
d’Intesa con
Isole del Giglio e
Pantelleria
L’impatto della generazione da fonte fossile
•
•
•
•
Inquinamento locale (NOX, SOX, PM10)
Emissioni di CO2
Impatto acustico
Impatto paesaggistico
Caratteristiche del carico
•
•
•
Alta variabilità stagionale della domanda
elettrica
Carico minimo estremamente basso
Sistemi gestiti senza ridondanza
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
Il progetto
ENEA, 5 Luglio 2016
Integrazione tra impianti esistenti e nuovi
HW
SW
Risparmi di combustibile (e inquinanti)
Gli impianti a fonte rinnovabile
affiancheranno i generatori diesel
producendo almeno il 30% dell’energia.
I costi di combustibile e l’inquinamento
locale saranno proporzionalmente ridotti
Parimenti verranno ridotte le emissioni di
CO2
Ulteriori benefici saranno generati dalle
altre componenti di progetto
Storage
systems
Un sistema di accumulo compenserà le
fluttuazioni tipiche della generazione a fonte
rinnovabile (ad es.: “effetto ombreggiamento”
degli impianti fotovoltaici)
L’impianto di accumulo fornirà inoltre riserva al
sistema e contribuirà ad ottimizzare la
generazione degli impianti Diesel migliorandone
l’efficienza
e-mobility
Verranno installate stazioni di ricarica per
veicoli elettrici nei principali parcheggi
dell’isola.
I veicoli elettrici collegati potranno essere
contribuire al bilanciamento ed alla stabilità
della rete.
-30%
-10%
100%
Attuale
Impianti
FER
Storage
+
altro
Full
Potential
Quando la generazione da fonte rinnovabile è
maggiore del carico elettrico, il surplus potrà
essere utilizzato per produrre ed accumulare
acqua attraverso l’impianto di desalinizzazione.
La gestione attiva della domanda contribuirà ad
Gestione
ottimizzare la generazione degli impianti Diesel
attiva della
migliorandone l’efficienza
domanda
Altre componenti di progetto
Previsioni
Energy App
Info center
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
Apparecchiature speciali per controllo tensioni
ENEA, 5 Luglio 2016
HW
COMPENSATORI SINCRONI
Miglioramento in:
stabilità del sistema (più grande inerzia in rete),
essenziale nelle isole maggiori con grandi
installazioni RES
controllo della tensione (migliore corrente di corto
circuito)
riduzione rischio commutation failure per
collegamento HVDC
REATTORI E CONDENSATORI
Miglioramento per la corretta gestione dei profili
di tensione e dei flussi di potenza reattiva sulla
rete e conseguente riduzione oneri MSD
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
Apparecchiature speciali per controllo tensioni
Compensatori Sincroni installati in Italia: Codrongianos
ENEA, 5 Luglio 2016
HW
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
Apparecchiature speciali per controllo tensioni
Compensatori Sincroni previsti in Italia: Favara e Partinico
ENEA, 5 Luglio 2016
HW
FAVARA
PARTINICO
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
Collegamenti HVDC
ENEA, 5 Luglio 2016
Nuova interconnessione Italia - Francia
HW
Caratteristiche elettriche
• Tensione: ±320 kV VSC
(Voltage Sourced
Converter)
• Potenza: 1.200 MW
• collegamento HVDC VSC più lungo al mondo
lungo su percorso autostradale (190 km)
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
Sistemi di accumulo diffuso
ENEA, 5 Luglio 2016
HW
Power Intensive
•
•
•
•
Mission: incremento sicurezza del sistema
Potenza Totale : ≈ 40 MW
Tecnologie : Li-Ion, Zebra, Flow, Supercaps
Numero di siti: 2
Energy Intensive
• Mission : Riduzione delle congestioni di rete
Potenza Totale: ≈ 35 MW
• Tecnologia: NaS Sodium Sulfur
• Numero di siti: 3
Sito 1: Ginestra (BE)
• Total Capacity: ≈ 12 MW
• Status: in servizio
FASE I: 16 MW Storage Lab
Sito 1 Codrongianos
• Total Power: ≈ 9,15 MW
Sito 2 Ciminna
• Total Power: ≈ 6,8 MW
Sito 2 Flumeri (AV)
• Total Capacity: ≈ 12 MW
• Status: in servizio
Sito 3 Scampitella (AV)
• Total Capacity: ≈ 10.8 MW
• Status: in servizio
FASE II: 24 MW
Casuzze e Codrongianos: da iniziare
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
WAMS: Wide Area Measurement System
ENEA, 5 Luglio 2016
Monitoraggio di oscillazioni angolari e stabilità di tensione
SW
Applicazioni per il monitoraggio della stabilità del sistema, che supporta sia le
operazioni in tempo reale che analisi post-evento
Obiettivi:
prevedere la possibilità che si
verifichino condizioni critiche
dare una sintetica visione del sistema
adottare possibili contromisure in
tempi brevi
PLANNING
DEPARTMENT
PERTURBATION
HISTORICAL ARCHIVES
NETWORK ANALISYS
DOCUMENTATION
PMU
Collezionare misure (V,I,f) da stazioni pilota
Rete di comunicazione privata dai PMU verso il CNC
Scambio di dati in tempo reale con partners europei
LOCAL LOGGING
AND SIGNALLING
WAM SYSTEM
CENTRAL
ELABORATION
REPORTS
REAL TIME TRENDS
ALARMS
MANAGEMENT
PERFORMANCE INDEX
RISK INDEX
ADAPTATIVE
CONTROL
(AUTOMATIC)
CORRECTIVE
ACTIONS
(MANUAL)
CONTROL ROOM
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
Realizzazione del sistema previsionale “Wolf-Trasm”
Sistema informativo in grado di prevedere sul territorio italiano il sovraccarico per neve
bagnata sulle linee elettriche aeree e la corrente minima necessaria ad un’azione di
anti-icing fornita dal sistema WOLF (Wetsnow Overload aLert and Forecasting)
emettendo allerte in diverse forme.
ENEA, 5 Luglio 2016
SW
Obiettivi:
Confrontare i dati previsionali delle correnti di anti-icing fornite da WOLF con i
dati di portata effettivamente transitante e prevista in transito sulle linee
individuare le aree della rete più critiche
pianificare in anticipo le manovre di ri-dispacciamento più opportune.
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione
Dynamic rating
ENEA, 5 Luglio 2016
SW
DYNAMIC RATING PER L’OTTIMIZZAZIONE DELLA RETE
Dynamic thermal rating applicato a linee aeree per
determinare la capacità di trasporto effettiva delle linee,
sfruttando le caratteristiche dei conduttori, in base alle
condizioni ambientali in tempo reale (cioè temperatura
dei conduttori, temperatura dell'ambiente circostante,
velocità del vento)
Obiettivi
• Superare congestioni strutturali
• Integrazione FER e riduzione del taglio di energia
rinnovabile (installazioni in prossimità di parchi eolici)
Substation
From
Weather
Sensor station
Sensor
Substation
To
PMU From
Meteo
Forecast
Point
PMU To
Direzione Strategia e Sviluppo – Pianificazione Rete e Interconnessione