L’organizzazione del sistema elettrico

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 l’Autorità per l’Energia Elettrica, il Gas e il Sistema Idrico (AEEGSI), garante della promozione della concorrenza e dell’efficienza nei settori dell’energia elettrica e del gas, con funzioni di regolazione e controllo;

 la Terna S.p.A., che gestisce la rete di trasmissione nazionale e i flussi di energia elettrica attraverso il dispacciamento, bilanciando, cioè, l’offerta e la domanda di energia 365 giorni l’anno, 24 ore al giorno;

 il Gestore dei Servizi Energetici (GSE), una holding pubblica che sostiene lo sviluppo delle fonti rinnovabili mediante la gestione e l’erogazione dei relativi meccanismi di incentivazione;

 l’Acquirente Unico (AU), a cui è affidato il ruolo di garante della fornitura dell’energia elettrica nell’ambito del servizio di maggiore tutela e di salvaguardia;

 il Gestore dei Mercati Energetici (GME), che organizza e gestisce il mercato energetico, secondo criteri di neutralità, trasparenza, obiettività, nonché di concorrenza tra produttori. Il sistema elettrico nazionale è un sistema a rete organizzato affinché l’energia elettrica richiesta da ogni utente venga fornita con tempestività e con caratteristiche di qualità standardizzate e adatte al consumo. In questo contesto devono coesistere e coordinarsi tre attività fondamentali:

 la produzione;  la trasmissione;  la distribuzione.

Queste attività sono distinte tra loro e sono svolte da soggetti diversi. La produzione di energia elettrica prevede la trasformazione nelle centrali elettriche delle fonti primarie di energia in elettricità. La trasmissione permette il trasporto dell’energia elettrica dalle centrali di produzione ai centri di consumo: la rete di interconnessione, lo scheletro del sistema elettrico, consente il trasporto fisico dell’energia a cui è associata quella attività chiamata dispacciamento che permette di ripartire correttamente l’energia tra le varie ramificazioni rispettando i vincoli di tempo, di quantità e di tenuta della struttura. L’ultima attività è rappresentata dalla distribuzione che consiste nella consegna dell’energia elettrica in media tensione e in bassa tensione agli utenti finali.

I vincoli che devono essere rispettati con l’attività di dispacciamento sono:

 la richiesta di un bilanciamento istantaneo e continuo tra la quantità di energia immessa e quella prelevata dalla rete, al netto delle perdite di trasporto e distribuzione;

 il mantenimento della frequenza e della tensione all’interno di una certa banda, per assicurare una certa qualità dell’energia elettrica e per tutelare la sicurezza degli impianti;  la necessità che i parametri di funzionamento di ogni singolo ramo della rete non superino

Il superamento dei limiti di funzionamento possono determinare degli sganci, anche temporanei, di parti della rete e quindi a una mutazione della stessa magliatura: se nella nuova configurazione si vengono a creare delle condizioni per cui non può essere garantito il bilanciamento tra la produzione e il consumo, allora si possono innescare degli stati di crisi del sistema con possibile collasso.

Per evitare il collasso si deve gestire il sistema affinché in ogni possibile condizione vengano rispettati i vincoli della rete, cioè devono essere intraprese delle attività che consentono di governare il sistema tenendo conto che:

 la domanda è variabile, inelastica e irrazionale: la richiesta di energia sulla rete esibisce una variabilità di breve periodo (oraria) e di medio periodo (settimanale e stagionale);  l’energia elettrica non può essere immagazzinata in quantità significativa e quindi deve

essere prodotta nello stesso istante in cui viene richiesta;

 i flussi di energia devono essere ripartiti tra i rami della rete per evitare congestioni e per mantenere la tensione ai nodi entro una banda stabilita;

 i rami del sistema di trasmissione devono essere eserciti entro i limiti massimi di funzionamento.

Da ciò si rileva la necessità di un coordinatore centrale in grado di garantire il funzionamento del sistema e dotato di potere di controllo su tutti gli impianti di produzione facenti parte del sistema stesso. Questi, chiamato dispacciatore, rappresenta il nucleo del sistema elettrico ed ha il compito di assicurare il funzionamento sotto ogni condizione, in modo da garantire la sicurezza, la continuità di servizio e lo standard di qualità della fornitura. Il dispacciatore deve garantire, istante per istante, l’uguaglianza tra la produzione e il consumo di energia elettrica mantenendo la frequenza e la tensione entro le loro bande di tolleranza.

Per assicurare il funzionamento del sistema elettrico in condizioni di sicurezza e garantire la continuità e la qualità del servizio, il Transmission System Operator (TSO) o dispacciatore, acquisisce, istante per istante, tutti i dati relativi allo stato del sistema e mette in atto le opportune azioni regolatrici sulla base di tre fasi di lavoro:

 fase di programmazione: elaborazione dei piani di esercizio sulla base delle previsioni della domanda di carico nazionale e della disponibilità della produzione, individuazione dei livelli di produzione, definizione della configurazione ottimale di funzionamento della rete e quantificazione della riserva di potenza;

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 fase di analisi dell’esercizio: elaborazione delle statistiche dei dati di esercizio e analisi del funzionamento del sistema di produzione e trasmissione, al fine di raccogliere utili indicazioni per l’ottimizzazione dell’esercizio stesso.

Il sistema elettrico, inoltre, è suddiviso in sottoreti di trasmissione, definite zone, per le quali esistono, ai fini della sicurezza, dei limiti fisici di transito dell’energia con le corrispondenti zone confinanti. Tali limiti di transito sono determinati sulla base di un modello di calcolo basato sul bilancio tra generazione elettrica e consumi. Il sistema elettrico è quindi articolato in zone in cui può sussistere una autonomia di funzionamento determinata dal bilancio tra produzione e consumo zonale e per le quali sono istituiti dei mercati di scambio zonali: le zone sono degli aggregati di zone geografiche e/o virtuali per le quali esiste un mercato di scambio che genera un proprio prezzo dell’energia elettrica chiamato prezzo zonale.

La rete di trasmissione nazionale è interconnessa con l’estero attraverso diverse linee: con la Francia, con la Svizzera, con l’Austria, con la Slovenia e un cavo in corrente continua con la Grecia. Altri collegamenti sono quelli in corrente continua con la Sardegna, uno dei quali tramite la Corsica, e quello in corrente alternata tra Sardegna e Corsica.

La conformazione di tali zone è funzionale alla gestione di Terna e si possono sintetizzare in (vedi Figure 1.5 e 2.5):

 6 zone geografiche: Centro – Nord, Nord, Centro – Sud, Sud, Sicilia, Sardegna;

 8 zone virtuali estere: Francia, Svizzera, Austria, Slovenia, BSP, Corsica, Corsica AC, Grecia;

 4 zone virtuali nazionali che rappresentano poli di produzione limitata, ovvero zone costituite da sole unità di produzione, la cui capacità di interconnessione con la rete è inferiore alla potenza installata delle unità stesse.

Figura 2.5. Rappresentazione delle zone geografiche del sistema di trasmissione nazionale con vincoli di trasmissione [17]