PRESENTAZIONE

Il corso presenta aspetti metodologici e tecnologici per il controllo e la gestione dei sistemi elettrici per l'energia alla luce dei cambiamenti legati al mercato elettrico e alle risorse energetiche rinnovabili. Si ricaveranno modelli dinamici dei sistemi di produzione e trasmissione e si affronteranno problemi relativi alla: definizione economica del punto di lavoro, continuità di servizio e controllo in condizioni normali (regolazione frequenza-potenza e tensione), di allerta ed emergenza.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si propone di presentare gli aspetti metodologici e tecnologici per il controllo, la gestione e la protezione dei sistemi elettrici per l’energia. A partire dalle condizioni poste dal libero mercato dell’energia elettrica si affrontano problemi relativi alla definizione del punto di lavoro, alla continuità di funzionamento (prevenzione dei blackout) e ad aspetti di controllo in condizioni normali, di allerta ed emergenza.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso presenta con un approccio sistemistico e interdisciplinare gli aspetti metodologici e tecnologici per il controllo e la gestione dei sistemi elettrici per l'energia alla luce dei cambiamenti legati al mercato elettrico e alle risorse energetiche rinnovabili.

Al termine del corso lo studente avrà acquisito una specifica conoscenza e  sensibilità sulla struttura di un moderno sistema elettrico, su temi di modellistica della produzione dell'energia e dei sistemi di trasmissione, sugli aspetti economici per la gestione del sistema syesso inclusi i problemi del mercato elettrico.

Si individuerà il punto di lavoro economico di un sistema elettrico mediante tecniche di economic dispatching e si confronterà questa modalità con la organizzazione e la gestione del mercato elettrico dell'energia.

Si richiameranno strumenti della modellistica dei sistemi e del corso di base di Fondamenti di Controllo  per definire modelli dinamici dei sistemi di produzione e trasmissione dell'energia elettrica per la partecipazione delle centrali alla fornitura di servizi di rete al sistema elettrico nelle modalità di regolazione della frequenza e delle potenze attive e di controllo della tensione.

Si presenteranno temi relativi alla continuità di servizio e controllo in condizioni normali (regolazione frequenza-potenza e tensione), di allerta ed emergenza anche da risultati di progetti europei che hanno coinvolto il Laboratorio di riferimento DITEN-IEES (Intelligent Electric Energy Systems).

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso presenta lezioni teoriche, seminari ed esercitazioni con sviluppo di esempi applicativi. Le lezioni si complementano con esercitazioni applicative  e seminari su problemi di attualità con presentazione di “test case” (libero mercato dell’energia, valutazione della sicurezza dinamica, gestione in emergenza). Sono previste visite tecniche a Centri per la gestione e controllo di reti elettriche e a società che realizzano sistemi di controllo e protezione quali ABB, TERNA, RSE, ecc..

Le tematiche trattate sono di grande attualità e offrono signifcative  prospettive di tesi di laurea magistrale su progetti di ricerca coordinati dal Docente e in collaborazione con Aziende del settore energetico elettrico italiane e internazionali.

PROGRAMMA/CONTENUTO

(1) Generalità sui Sistemi Elettrici per l’Energia: Considerazioni generali sul controllo di processo. Il sistema elettrico come “processo” da controllare. Scelta del punto di lavoro. (2) Controllo della potenza e della frequenza: Dinamica e controllo della frequenza e della potenza attiva: regolazione primaria di un gruppo e di una rete isolati. (3) Modellistica dei gruppi per la generazione: centrali idroelettriche, termoelettriche, turbogas. Regolatori primari: schemi realizzativi e messa a punto dei parametri. Regolazione di un impianto termoelettrico: turbina segue, caldaia segue, regolazione coordinata; (4) Generazione Distribuita: Modelli dei più diffusi gruppi per la generazione con fonti rinnovabili e/o assimilabili e loro integrazione in rete; (5) Regolazione e controllo di sistemi interconnessi: regolazione secondaria: schemi: regolazione centralizzata; schemi del tipo AGC – Automatic Generation Control. (6) Regolazione primaria della tensione per gruppi di produzione: controllo dell’eccitazione degli alternatori, semplici schemi per un regolatore “brushless”; regolatori statici primari. (7) Gli EMS – “Energy Management Systems”. Funzioni tipiche di un EMS. Il dispacciamento delle potenze attive. (8) Valutazione preventiva della sicurezza. Metodi diretti per la valutazione della stabilità transitoria, funzioni energia e metodi ibridi. Esempi pratici realizzati presso centri di controllo. Simulatori per addestramento operatore. (9) Controllo in condizioni di emergenza: Il distacco del carico. Il controllo del carico in relazione al mercato. (10) Economia dei Sistemi Elettrici: la liberalizzazione del mercato dell’energia ed implicazioni sulla gestione dei produttori di energia (servizio primario e servizi ausiliari). Metodologie ed architetture per il mercato dell’energia elettrica: tipi di mercato; i mercati per il sistema italiano (mercato del giorno prima, mercati di aggiustamento, dei servizi di dispacciamento).

TESTI/BIBLIOGRAFIA

1) Saccomanno F.: “Sistemi Elettrici per l’Energia - Analisi e Controllo”, UTET 1992 o la versione in inglese  IEEE-Wiley, 2005 (ISBN: 9780471234395) i testi sono disponibili presso II Polo del CSBA);

 2) P. Kundur, “Power System Stability and Control” Mc Graw –Hill, New York, 1994

3) D. Lucarella: Lucidi del corso “Economia dei Sistemi Elettrici” distribuiti agli studenti,

 4) altro materiale fornito dal Docente

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

STEFANO MASSUCCO (Presidente)

ANDREA MORINI (Presidente)

FEDERICO SILVESTRO (Presidente)

FRANCESCO CONTE

FABIO D'AGOSTINO

MARCO INVERNIZZI

MARIO MARCHESONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Il corso si svolge nel secondo  semestre del primo anno della laurea magistrale in Ingegneria Elettrica in due giorni.

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Orale

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La verifica consiste in un colloquio orale volto ad evidenziare l'acquisizione dei contenuti fondamentali presentati durante il corso e le capacità di soluzione di problemi operativi.

Calendario appelli