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

L'insegnamento si propone di presentare gli aspetti metodologici e tecnologici per la gestione e il controllo 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 della frequenza e della potenza attiva 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).

Contributo agli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda ONU 2030:

• Obiettivo 7. Assicurare a tutti l’accesso a sistemi di energia economici, affidabili, sostenibili e moderni
• Obiettivo 9. Costruire un'infrastruttura resiliente e promuovere l'innovazione ed una industrializzazione equa, responsabile e sostenibile
• Obiettivo 11. Città e comunità sostenibili - Rendere le città e gli insediamenti umani inclusivi, sicuri, duraturi e sostenibili
• Obiettivo 12. Garantire modelli sostenibili di produzione e di consumo   

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) Lucidi di interventi ad hoc sul Mercato Elettrico distribuiti agli studenti

 4) altro materiale fornito dal Docente

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/8731/p/studenti-orario

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Orale.

Gli studenti con disabilità o con DSA possono fare richiesta di misure compensative/dispensative per l'esame. Le modalità saranno definite caso per caso insieme al Referente per Ingegneria del Comitato di Ateneo per il supporto agli studenti disabili e con DSA. Gli studenti che volessero farne richiesta sono invitati a contattare il docente dell'insegnamento con congruo anticipo mettendo in copia il Referente per Ingegneria (https://unige.it/commissioni/comitatoperlinclusionedeglistudenticondisabilita.html), senza inviare documenti in merito alla propria disabilità.

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.