Valutazione della Hosting Capacity di reti elettriche di distribuzione in presenza di generazione diffusa

Abstract

Lo sviluppo delle energie rinnovabili motivato dall’obbiettivo di raggiungere l’indipendenza energetica e dalla necessità di contrastare il cambiamento climatico sta portando ad un rinnovamento del sistema energetico nazionale e di conseguenza della rete elettrica di distribuzione. I protagonisti di questa innovazione sono gli impianti medio-piccoli rinnovabili, in particolare di tipo eolico e fotovoltaico. L’aumento della penetrazione di questi impianti sul territorio comporta un impatto significativo sulle reti di distribuzione, le quali si trovano ad affrontare problematiche legate al bilanciamento della domanda e alle fluttuazioni di produzione che gli impianti comportano. È quindi necessaria una adeguata pianificazione per garantire una efficiente integrazione di queste nuove tecnologie nella rete. Questo processo è favorito da una serie di norme e politiche riguardanti l’autoconsumo promosse dall’Unione Europea e dalla legislazione nazionale al fine di garantire una transizione energetica sostenibile. In questo elaborato di tesi verranno analizzate le tematiche appena descritte, con particolare interesse ai vantaggi e alle problematiche legati alla generazione distribuita (GD) valutando le perdite di natura attiva e reattiva, i profili di tensione e l’entità delle correnti in alcune reti di distribuzione aventi una differente penetrazione della GD. La prima analisi svolta si riferisce a 3 configurazione di rete di distribuzione a 4 nodi in bassa tensione (BT), successivamente viene analizzata una rete a 19 in media tensione (MT), al fine di valutare il valore massimo di hosting capacity che non causa una violazione dei parametri di rete.

The development of renewable energy sources, driven by the goal of achieving energy independence and the need to counter climate change, is leading to a renewal of the national energy system and, consequently, of the electricity distribution networks. The key players in this transformation are small- to medium-sized renewable plants, particularly wind and photovoltaic systems. The increasing penetration of these installations across the territory has a significant impact on distribution networks, which must cope with challenges related to demand balancing and the production fluctuations inherent to such technologies. Adequate planning is therefore essential to ensure the efficient integration of these new technologies into the grid. This process is supported by a series of regulations and policies on self-consumption promoted by the European Union and national legislation, aimed at ensuring a sustainable energy transition. This thesis addresses the issues outlined above, with a particular focus on the advantages and challenges associated with distributed generation (DG), analyzing active and reactive power losses, voltage profiles, and current magnitudes for different configurations of distribution networks. The first part of the study considers three low-voltage (LV) four-node network configurations; subsequently, attention shifts to a 19-node medium-voltage (MV) network, where the maximum hosting capacity that does not cause violations of network parameters is assessed.