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«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Le funzioni di aggregazioneper l’integrazione della generazione distribuitanel sistema elettrico italianoC. Arrigoni, M. Bigoloni, F. Corti, F. Zanellini
Carlo ArrigoniDivisione Energy Management –Siemens SpA
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Agenda
π Aggregazione per Osservabilità1. Quadro regolatorio2. Soluzioni tecniche3. Il progetto europeo SmartNet
π Aggregazione per partecipazione al Mercato per i Servizi di Dispacciamento1. Quadro regolatorio2. Caratteristiche principali dei progetti pilota UVAC/UVAP3. Modalità di partecipazione al Mercato dei Servizi di Dispacciamento
π Telegestione Sistemi Distribuzione Chiusi1. Quadro regolatorio2. La telegestione nei SDC
π Conclusioni
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Introduzione
Perché l’aggregazione?
NB: la generazione rilevante (connessa in AAT/AT) non prevede l’aggregazione
La funzione di aggregazione consiste in una equivalentazione dellagenerazione distribuita e del carico connessi alle reti di distribuzione
Implementazione dell’Osservabilità della rete a valle del TR AT/MT
Abilitazione all’offerta di Servizi in MSD dei soggetti non abilitati
Introduzione della Telegestione nei Sistemi di Distribuzione Chiusi (SDC)
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Delibera ARG/elt39/10• Lancio dei primi progetti
pilota in campo Smart Gridcon l’obiettivo di introdurretecnologie innovative sullereti di distribuzione pergarantire:• maggiore protezione• migliore controllo• completo monitoraggio
Delibera483/2014/R/eel• Avvio procedimento
per la formazione diprovvedimenti per ilperiodo di regolazionedecorrente da gennaio2016 sulla base deiprogetti pilota suddettiche include:
• qualità dei servizi ditrasmissione edistribuzione
• misura dell'energiaelettrica
DCO 255/15/R/eel• Smart Distribution System
Promozione selettiva degliinvestimenti nei sistemiinnovativi di distribuzione dienergia elettrica
• A partire dalle risultanze deiprogetti pilota avviati con ladeliberazione 39/10, illustragli orientamenti iniziali inmerito a possibili meccanismidi regolazione incentivanterivolti alle imprese didistribuzione per latrasformazione delle reti didistribuzione in SmartDistribution System.
Delibera646/2015/R/eel• Approvazione della
regolazione output-based della qualità deiservizi di distribuzione emisura e di altrimeccanismi diincentivazione delservizio di distribuzione
• Allegato A – TIQE 2016-2023: testo integratodella regolazione output-based dei servizi didistribuzione e misuradell’energia elettrica peril periodo di regolazione2016-2023
Verso gli Smart DistributionSystems
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Smart Distribution System(SDS)
Delibera ARG/elt 39/10↓
Delibera 483/2014/R/eel↓
DCO 255/15/R/eel
Smart Distribution SystemPromozione selettiva degli
investimenti nei sistemiinnovativi di distribuzione di
energia elettrica
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Le aggregazioni sono suddivise in:
Le aggregazioni sono distinte per:
L’aggregazione si effettua a livello di TR AT/MT
Le stime sono aggiornate con frequenza 20 sec
Aggregazione perOsservabilità 1/3
Generazione da fontesolare
Generazione da altrefonti Carico
potenza attiva (P) potenza reattiva (Q)
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
I dati aggregati sulla generazione (potenza attiva e reattiva) sono resi disponibili alTSO, sfruttando:
I dati aggregati sul carico sono ricavati per differenza fra la misura della potenzaattiva del trasformatore e la stima della generazione complessiva
Aggregazione perOsservabilità 2/3
ForecastForecast NowcastNowcast
Misure dal Campo
Controllore Centraled’Impianto (CCI)
Registrazioni del GME
Letture «near real time»
Centraline Meteo
Dati di irraggiamento etemperatura
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Aggregazione perOsservabilità 3/3
Temperatura eIrraggiamento
Previsione PV cielo tersoPrevisione PVNowcast PV
Misura GMENowcast Idro
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
ArchitetturaOsservabilità
Centralinameteo
Centralinameteo
Centralinameteo
Sito RilevazioniMeteo
Sito RilevazioniMeteo
Sito RilevazioniMeteo
GMEGMEGMEGEN MTGEN MTGEN MT
DatiMeteoDati
MeteoDati
Meteo
CCICCICCI
DatiMeteo
RegistrazioniGME
Misure daCampo
GEN MTGEN MTGEN MT
EMS
TSO
GME
Dati Meteo
Misure Campo
Stime Aggregate
Osservabilità
SCADA
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Il progetto
Realizzazione di 3 progetti pilota (Italia, Danimarca eSpagna) per valutare le interazioni tra TSO e DSO
La zona è caratterizzata da una elevata concentrazione digenerazione distribuita, soprattutto idroelettrica
La SE di Molini di Tures di TERNA RETE ITALIA eroga laconnessione, tra l’altro, a due impianti idroelettrici rilevantie alla Cabina Primaria (CP) di Edyna
Simulazione delle possibilità offerte dallatecnologia Smart Grid
Facilitare l’ingresso delle risorse diffuse nelmercato dei Servizi di Dispacciamento
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
SMARTNET: Pilota italiano
La Valle Aurina è caratterizzata da una elevataconcentrazione di generazione distribuita,
soprattutto idroelettrica
La massiccia presenza di GD produce unaconsistente inversione del flusso
Idroelettrico29,2 MW
Solare0,7 MW
Termica1,3 MW
Altro1,6 MW
Impianti BT:75 (875 kW)
Impianti MT:22 (32,1 MW)
Sbarra AT 132 kV dellaStazione Elettrica di TERNARETE ITALIA
• 2 Centrali idroelettricherilevanti
• Una ulteriore CP del DSOlocale AEC Campo Tures (noncoinvolta nel progetto)
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Architettura progettopilota italiano
Load &Generationreal-time /
forecast
AGGREGATOR V-regulation
Capability(Algorithms )S
EORP
F OPFLoad & Generationreal-time / forecast
AGGREGATOR
V-regulationCapability
(Algorithms )
SE ORPF OPF
104
TSOSCADA
DCS RESHVRS(Algorithm)SAS
TSO OC HS RESHV SetPoint
RTU
HV SetPoint
Res S&MRes S&M
LocalSCADAPSDSO OC SS
RTU Measurements
DER
Protezioni
RTU-GW
MV S&M (SS) (not real time)
OLTCMV S&M
(DER)MVSetPoint
(DER)
MV S&M (SS) (real time, always-on)
DERCT/VT
MVSetPoint(OLTC)
MV S&M(PS)
Res SetPointRes SetPoint
MV SetPoint(DER)
SPCC
61850
104
104101
6185
0104104
104 /Web
HV S&M
HS S&M HS S&M
Modbus / I/O
PCR
SN-RTU-GW
Metering
HIGH VOLTAGEREGULATION SYSTEM
MEDIUM VOLTAGEREGULATION SYSTEM
MVRSPLANT CENTRAL
REGULATOR
61850
DSOSCADA
MV S&M(DER)
Weather(real time / forecast)
Forecast (aggregation)
MV SetPoint
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Aggregazione perOsservabilità (Smartnet)
Inoltre, attraverso l’interfacciamento con le risorse distribuite, il progetto pilotaprevede sviluppi per:
I servizi di rete considerati nel progetto sono la regolazione di tensione mediante scambio di potenzareattiva e la regolazione secondaria di frequenza
Permettere al DSO di interfacciarsi al Controllore Centrale di Impianto (CCI)installato presso i singoli impianti della rete
Permettere agli utenti MT di fornire Servizi di Rete• al DSO in forma puntale• al TSO attraverso la equivalentazione delle risorse a livello nodale (TR AT/MT)
L’equivalentazione nodale permette al TSO di “osservare” le risorse sottostanti edi “coinvolgerle” nella gestione del sistema elettrico nazionale
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Verso la Riforma delDispacciamento Elettrico
DCO354/2013/R/eel•Avvio del dibattito perla riforma del serviziodi dispacciamento
•Focus su GenerazioneDistribuita (GD) eFonte Rinnovabile NonProgrammabile(FRNP)
Delibera393/2015/R/eel•Avvio procedimentofinalizzato allaformazione diprovvedimenti perlariforma organica dellaregolazione delservizio didispacciamento
•Nasce il progettointerdirezionaleRiforma delDispacciamentoElettrico (RDE)
DCO298/2016/R/eel•Prima fase dellariforma del mercatoper il servizio didispacciamento
•Apertura a:•Domanda•FRNP•GD
Delibera300/2017/R/eel•Prima apertura delmercato per il serviziodi dispacciamento(MSD) alla domandaelettrica ed alle unitàanche da fonterinnovabile non giàabilitate nonché aisistemi di accumulo
•Istituzione di progettipilota in vista dellacostituzione del TestoIntegratoDispacciamentoElettrico (TIDE)coerente con ilBalancing Europeo
Delibera372/2017/R/eel•Progetto pilota per lapartecipazione delladomanda al mercatoper il servizio didispacciamento (MSD)
•Introduzione delregolamentopredisposto da Ternaper la partecipazionedella domanda alMSD, apportandoalcune integrazioni eprecisazioni alladeliberazione300/2017/R/eel
Delibera583/2017/R/eel•Progetto pilota per lapartecipazione dellagenerazionedistribuita, comeUVAP, al Mercato peril servizio didispacciamento (MSD)
•Introduzione dellagenerazione distribuitanel mercato per ilservizio didispacciamento (MSD)
Situazione Attuale(Del. 111/06)
Riforma transitoria(progetti pilota Del. 300/17)
Situazione a regime(TIDE)
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Apertura MSD a nuove unità diproduzione e consumo 1/2
I servizi di dispacciamento «aperti» alle nuove unità di produzione econsumo:
Risoluzione dellecongestioni aprogramma
Riserva terziaria dipotenza Bilanciamento
Oltre che dalle UP Abilitate, le suddette risorse per il dispacciamentopossono essere fornite da:
FRNPconnesse alla
RTN
GD (FRNP enon) connessa
alle reti didistribuzione
Carico AAT/AT,MT e BT
Sistemi diaccumulo
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Apertura MSD a nuove unità diproduzione e consumo 2/2
Cosa prevede la fase RDE-1 ?
Introduzione in MSD delleUP rilevanti da fonte
rinnovabile
Unità Virtuali Abilitate:Abilitazione per insiemi diunità di produzione (UP)
non rilevanti o diconsumo (UC) cherispettino criteri di
localizzazione geografica
Introduzione di un doppioregime di abilitazione:
regime di partecipazioneobbligatoria e di
partecipazione volontaria
Permane per tutte leUP rilevanti Abilitatesulla base deirequisiti oggi vigenti
Obbligo dipresentazione diofferte su MSDR
egim
eO
bblig
ator
io Si applica alle UPrilevanti FRNP
Si applica alle UPnon rilevanti (GD)
Si applica alle Unitàdi Consumo (UC)R
egim
eVo
lont
ario Devono essere
telecontrollabili tramitepunto di controllo fisicodal TSO (ricezione edattuazione ordini didispacciamento)
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Aggregazioniper MSD
Unità Virtuali Abilitate (UVA)
Unità Virtuali diProduzione
(UVAP)
Caratterizzate dallasola presenza di
unità di produzionenon rilevanti
(programmabili enon) inclusi i
sistemi di accumulo
Unità VirtualiAbilitate di
Consumo (UVAC)
Caratterizzate dallasola presenza diunità di consumo(ad oggi tutte non
rilevanti)
Unità VirtualiAbilitate Miste
(UVAM)
Caratterizzate dallasola presenza di
unità di produzionenon rilevanti,
sistemi di accumuloe unità di consumo
Unità VirtualiAbilitate Nodali
(UVAN)
Caratterizzate dallapresenza di unità di
produzione«rilevanti conabilitazione
volontaria» e/o«non rilevanti» edunità di consumo;sottese alla stessa
rete AT
Unità Virtuali Abilitate (UVA)
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
UVAM
Le UVAM rilevano sia per la partecipazione a MSD sia per la partecipazioneai mercati dell’energia
Le UVAM includono i punti di immissione relativi a UP non rilevanti (inclusi i sistemidi accumulo assimilati ad UP) e i punti di prelievo relativi ad unità di consumo che:• siano inseriti nel medesimo contratto di dispacciamento di specifica stipula• siano localizzati in un unico perimetro geografico di aggregazione• per essi sia stata richiesta l’abilitazione alla presentazione di offerte in MSD• in relazione a essi non sia stato sottoscritto il contratto per il servizio di interrompibilità
Nel caso delle UVAM, la controparte per la fornitura delle risorse di dispacciamento è l’UdDtitolare del punto di dispacciamento sempre coincidente con il BSP
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Le UVAN includono i punti di immissione relativi a UP oggetto di abilitazionevolontaria (inclusi sistemi di accumulo assimilati a UP) e i punti di prelievorelativi ad unità di consumo:• siano inseriti nel medesimo contratto di dispacciamento di specifica stipula• siano sottesi al medesimo nodo della rete di trasmissione nazionale• per essi sia stata richiesta l’abilitazione alla presentazione di offerte in MSD• in relazione a essi non sia stato sottoscritto il contratto per il servizio di interrompibilità
UVAN
Le UVAN rilevano sia per la partecipazione a MSD sia per la partecipazioneai mercati dell’energia
Nel caso delle UVAN, la controparte per la fornitura delle risorse di dispacciamento è l’UdDtitolare del punto di dispacciamento sempre coincidente con il BSP
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Utente di Dispacciamento(UdD)
RuoliTerminologiaRegolamenti EU
Nella fase RDE-1 ogni unità di produzione e consumo può accedere a MSDesclusivamente per il tramite del proprio Utente di Dispacciamento anchenel caso di aggregati di unità
BalancingService Provider
(BSP)
BalancingResponsibleParty (BRP)
Fornitore del Serviziofornisce servizi di dispacciamento
al proprio gestore di rete
Responsabile delBilanciamento
responsabile del pagamento deicorrispettivi di sbilanciamento
Utente diDispacciamento
(UdD)*
Utente diDispacciamento
(UdD)*
*In alcuni casi UdD eBSP possono NONcoincidere
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Requisiti all’Abilitazione 1/2
Il TSO ha definito i perimetri geografici di aggregazioneper la definizione delle UVA in coerenza con il modello di rete utilizzato dall’algoritmo
per la selezione delle offerte accettate su MSD
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Requisiti all’Abilitazione 2/2
Cosa possono e devono fare le UVA e le UP rilevantioggetto di abilitazione volontaria?
Possono richiedere l’abilitazione anchesolamente per uno dei servizi previsti;
per i servizi articolati nelle modalità “asalire” e “a scendere”, deve essere
consentita la possibilità di abilitarsi allafornitura anche di una sola fra le due
modalità
Devono dotarsi di dispositivi idonei(Controllore Centrale di Impianto, soloper GD) a garantire l’integrazione delleunità nei sistemi di controllo del TSO
Sono sottoposte a una procedura diqualifica del TSO che consenta di
verificare l’effettiva fornitura del serviziodi dispacciamento abilitato; il TSO può
riservarsi la facoltà di effettuare unmonitoraggio della effettiva capacitàdell’UdD alla fornitura dei servizi per i
quali è abilitato
L’UdD deve dotarsi di un sistema diEnergy Management System permonitorare e controllare le risorse
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
In conclusione …
Condizione necessaria per partecipare a MSD per le UP non rilevanti e le UC èl’Aggregazione
Le Unità di Produzione Rilevanti non sono soggette all’Aggregazione
L’Aggregazione può comprendere, oltre a UP e UC, i sistemi di accumulo
L’AEEGSI individua nell’Utente di Dispacciamento o nel BSP la nuova figuradell’Aggregatore
Sia i soggetti rilevanti (in forma singola) che i soggetti non rilevanti (in formaaggregata) partecipano a MSD per mezzo dell’Utente di Dispacciamento
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Delibera 583/2017: prossimescadenze
Entro il 11 dicembre 2017 il TSO propone all’Autorità almeno un progetto pilota relativoalla partecipazione a MSD delle unità di produzione rilevanti oggetto di abilitazionevolontaria (inclusi i sistemi di accumulo)
Entro il 9 aprile 2018 il TSO propone all’Autorità almeno un progetto pilota relativo allapartecipazione a MSD di UVAM caratterizzate dalla presenza sia di unità di produzioneoggetto di abilitazione volontaria (inclusi i sistemi di accumulo) sia di unità di consumo
Entro il 31 ottobre 2017, il TSO, previa consultazione con gli operatori corredata di unarelazione tecnica che spieghi e giustifichi le scelte adottate, invia all’Autorità unaproposta di aggiornamento del Codice di rete recante almeno:• la revisione dei requisiti di performance tecnica• la revisione delle modalità per l’abilitazione alla fornitura dei servizi di dispacciamento
su MSD• i requisiti tecnici per il servizio di riserva a salire
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Struttura delle reti elettriche
Reti Elettriche
Reti Pubbliche
Reti utilizzateda Terna perl'erogazione
del servizio ditrasmissione
Rete ditrasmissione diTrasmissione
Nazionale(RTN)
Tratti di reti edi linee di
proprietà deisoggetti non
concessionari
Reti diDistribuzione
Rete diproprietà delle
impresedistributrici
Tratti di reti edi linee di
proprietà deisoggetti non
concessionari
DistribuzioneChiusi (SDC)
Reti Interned'Utenza (RIU)
Altri SDC(ASDC)
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Punti di interconnessione e relativeanagrafiche 1/2
I SDC (incluse le RIU) fino al 2017
RIU/SDC
~~
A
AT/MT
MT/BT
MT/BT
Punto di interconnessione: il confinefisico, tra due reti elettriche, attraverso cuiavviene lo scambio fisico dell’energiaelettrica.
I punti di interconnessione tra la rete delSDC e la rete pubblica sono equiparati, afini regolatori, ai punti diinterconnessione fra reti didistribuzione e/o di trasmissione.
POD associato al cliente finale RIUPOD rilasciato dall’impresa distributriceconcessionaria competente associato alcliente finale RIU
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Punti di interconnessione e relativeanagrafiche 2/2
I SDC (incluse le RIU) dal 2018
RIU/SDC
~~
A Punto interconnessione reti
AT/MT
MT/BT
MT/BT
1 2 3 4
65SEU
IT701E000000019POD rilasciato dal gestoredella RIU
IT001E00786322KPOD (POD virtuale) rilasciato dall’impresa distributrice
concessionaria competente associato ad un’utenzadella rete pubblica connessa alla RIU
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Conclusioni
1. Prospettiva dell’aggregazione:• DSO <-> TSO (Osservabilità – Smartnet) – Aggregazione “tecnica”• Avvio progetti pilota del. 300/17 – Aggregazione “di mercato”• (Tele)gestione SDC -> Energy Community?
2. Temi di discussione:• Le risorse oggi non abilitate (in particolare FRNP e UCI) sono
risorse affidabili di dispacciamento?• “Rapporti” UdD/DSO?• Definizione Energy Community (EC)
3. Evoluzione market design tra EU e riforme nazionali• Nuovi modelli di gestione del sistema elettrico (DCO 354/13)• Testo Integrato del Dispacciamento Elettrico (TIDE)
«Telecontrollo Made in Italy. Evoluzione IoT e digitalizzazione 4.0» Verona 24-25 ottobre 2017
Fabio ZanelliniDivisione Energy Management –Siemens SpA
Carlo ArrigoniDivisione Energy Management –Siemens SpA