Rete di Trasmissione Nazionale nel 2030: L'impatto della generazione Inverter Based sull'inerzia e sull'energia regolante primaria

Abstract

Con la presente Tesi di Laurea viene illustrata un’analisi della rete di trasmissione italiana nello scenario 2030. Tale progetto è stato svolto come collaborazione tra il Dipartimento di Ingegneria Navale, Elettrica, Elettronica e delle Telecomunicazioni (DITEN) dell’Università degli Studi di Genova e TERNA S.p.A. Lo studio di seguito proposto è stato reso possibile grazie ai dati forniti da TERNA S.p.A. che ha proiettato le tendenze attuali del mercato energetico italiano in un futuro prossimo, stimando un notevole incremento della produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili e sotto convertitore. Si stima che questo aumento di impiego dell’elettronica di potenza, accompagnato dalla contemporanea messa in disuso delle centrali termoelettriche tradizionali, porterà ovvi vantaggi a livello ambientale e di efficienza ma anche problemi legati alla diminuzione di energia cinetica e energia regolante. Il presente lavoro si articola in tre fasi successive. La prima fase analizza i dati forniti da TERNA S.p.A. al fine di calcolare l’energia cinetica disponibile e il gap, grandezze di seguito illustrate, in diversi casi studio, mediante l’ausilio di un codice di calcolo sviluppato in ambiente MATLAB. Successivamente, nella seconda fase, l’attenzione si sposta verso il calcolo dell’energia regolante in diversi scenari in cui si identifica, mediante un opportuno algoritmo, la contingenza che risulta essere più gravosa per la rete. Infine, la terza fase si focalizza sulla ricerca delle possibili soluzioni ai problemi individuati: storage, impianti fotovoltaici e impianti eolici devono, in accordo agli Allegati del Codice di Rete, rispondere alla mancanza di energia regolante e fornire altri servizi ausiliari alla Rete di Trasmissione Nazionale.

The present thesis provides an analysis of the Italian transmission network in the 2030 scenario. This project was carried out as a collaboration between the Department of Naval, Electrical, Electronic, and Telecommunication Engineering (DITEN) at the University of Genoa and TERNA S.p.A.

The study proposed below was made possible thanks to the data provided by TERNA S.p.A., which projected the current trends in the Italian energy market into the near future, estimating a significant increase in electricity production from renewable and converter-based sources.

It is estimated that this increased use of power electronics, coupled with the simultaneous discontinuation of traditional thermal power plants, will bring environmental and efficiency advantages but also challenges related to the decrease in kinetic energy and regulating power.

This work is divided into three successive phases. The first phase analyzes the data provided by TERNA S.p.A. in order to calculate the available kinetic energy and the gap, both of which are described below, in various case studies, using a calculation code developed in MATLAB.

Subsequently, in the second phase, the focus shifts to the calculation of regulating power in different scenarios, identifying the contingency that proves to be the most burdensome for the network through an appropriate algorithm.

Finally, the third phase focuses on the search for possible solutions to the identified problems: storage systems, photovoltaic plants, and wind power plants must, in accordance with the Annexes of the Grid Code, address the lack of regulating power and provide other ancillary services to the National Transmission Network.