NATIONAL STAKEHOLDER LIAISON FORUM
Strategie vincenti applicate ai Progetti Europei HORIZON 2020
& Percorsi per la trasformazione sostenibile del costruito
Organizzatori
Tecnologie e infrastrutture per le Smart Grid
Ing. Emilio Ghiani/ Ing. Maurizio Murroni
Dipartimento di ingegneria Elettrica ed Elettronica Università di Cagliari
emilio.ghiani@diee.unica.it murroni@diee.unica.it
(Progetti Cluster Smartpolygen e Virtualenergy)
Cos’e’ una Smart Grid?
Smart Grid non è la creazione di una nuova rete elettrica, ma riguarda l’utilizzo l’attuale rete
opportunamente ammodernata e potenziata
Smart grid è un concetto, un paradigma, che si basa sull’utilizzo delle tecnologie informatiche e di comunicazione finalizzate al cambio di gestione e modalità di funzionamento delle attuali reti
elettriche
Sistema elettrico tradizionale
Trasmissione
Distribuzione
Usi finali
Sistema elettrico con generazione distribuita
Trasmissione
Distribuzione
Usi finali
0 0.50 1.0 1.5 2.0 2.5
PV plant power output [MW]
hours Time
PV power Output [MW]
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Time
Wind power Output [MW]
Sistema elettrico con generazione distribuita
Evoluzione Sistema Elettrico verso la Smart Grid
Ricerca nelle Smart Grid @ UNICA
• Pianificazione delle Smart Grids di distribuzione
• Sistemi di misura, monitoraggio (E-metering)
• Sistema di comunicazione a basso costo
• Sistemi di Controllo e Gestione Smart Grids
• Sistemi di previsione a breve termine GD/FER
• Mercati energia in tempo reale (15/60 minuti)
• Rete attiva: reti MT con una grande quantità di generazione
distribuita (superiore ai relativi carichi) controllata direttamente e indirettamente da Distributore in funzione del carico locale e del flusso di potenza stabilito verso la rete di trasmissione
• Micro Reti (microgrid/nanogrid): reti MT e o BT con sorgente non dispacciabile e sistemi di accumulo (storage system), isole che si creano in situazioni critiche nei sistemi a livelli gerarchici più
elevati
• Utility Virtuali: reti con un mercato dell’energia locale basato su segnali di prezzo continui tra generatori e carichi organizzati
secondo il concetto di virtual power plant
Possibili Opzioni per le Smart Grid
Virtual Power Plants
User EMS
User EMS
User EMS
DSO/TSO Prosumers &
Responsive Loads
Aggregatore/VPP
Veicoli elettrici &
Accumulo Distribuito
Impianti FER Energia
Communicazione
Transazioni Commerciali
Energia &
Servizi Ancillari
User EMS
User EMS
Virtual Power Plants
Aggregatore/VPP
Microgrids e Nanogrids
Carichi intelligenti
Carichi normali Misura Energia
acquistata/venduta Misura Energia
Autoprodotta Controllo della generazione
Controllo della generazione
Controllo dei carichi
EMS
Energy Management System
Accumulo
Ottimizzazione della gestione dei carichi Ottimizzazione
della gestione accumulo
Nanogrids (Smart Homes/Buildings)
Smartgrids: La Microrete del progetto Smartpolygen
La Microrete del progetto «Smartpolygen»
Impianto FV
Inverter
Carichi Elettrici/Elettronici
Inverte r Generatore a
biomassa
Minieolico
Micro-grid controller Gruppo
Elettrogeno
Boiler elettrico
Inverter
Rete Elettrica pubblica
Sistema di Accumulo
Progetto finanziato con fondi POR FESR 2014/2020 -
ASSE PRIORITARIO I
“RICERCA SCIENTIFICA, SVILUPPO TECNOLOGICO
E INNOVAZIONE.
PROGETTO CLUSTER TOP DOWN
SMARTPOLYGEN
▪ realizzazione di un prototipo di microrete intelligente e alla verifica delle modalità con cui il processo di produzione e utilizzo dell’energia elettrica all’interno delle aziende può essere migliorato secondo un’ottica di gestione rispondente al paradigma delle Smart Grid.
▪ trasferimento tecnologico delle competenze universitarie alle imprese del territorio che si occupano di sviluppo di microreti energetiche nei diversi aspetti che le caratterizzano, tra cui la progettazione elettrica, la gestione e il controllo, l’installazione della componentistica e quadristica elettrica, ecc.
▪ attività di trasferimento competenze alle aziende che riguarderà la progettazione elettrica, la gestione e il controllo, l’installazione della componentistica e quadristica elettrica, ecc.
Obiettivi del progetto Smartpolygen
Progetto finanziato con fondi POR FESR 2014/2020 -
ASSE PRIORITARIO I
“RICERCA SCIENTIFICA, SVILUPPO TECNOLOGICO
E INNOVAZIONE.
PROGETTO CLUSTER TOP DOWN
Virtualenergy
Il progetto «Virtualenergy»
CLOUD COMPUTING
Prosumer
Prosumer Prosumer
Prosumer Prosumer
Prosumer
• Sviluppare metodi ed algoritmi per la gestione, il controllo ed il monitoraggio di reti elettriche intelligenti di consumatori e produttori.
• Studiare e proporre nuove architetture distribuite per l’aggregazione della domanda di energia.
• Sviluppare metodi ed algoritmi per la gestione su larga scala di aggregati di impianti di produzione e carichi domestici di nuova generazione.
Obiettivi del progetto Virtualenergy 1/2
• Studiare le tecnologie abilitanti (4G/LTE, e 802.11p, Powerline Communications, trasmissione via cavo telefonico e fibra ottica) per l’acquisizione, codifica e trasmissione dei dati di monitoraggio e controllo che caratterizzano il paradigma VPP.
• Valutare l’armonizzazione dei protocolli IEC 61850 e la loro estensione per la gestione delle risorse distribuite.
• Creare un canale preferenziale tra una rete di aziende del territorio sardo e l’Università di Cagliari, che consenta di instaurare partnership attraverso cui sviluppare algoritmi, architetture e sistemi per la gestione efficiente dell’energia e lo sviluppo delle applicazioni per le Smart Grid/Smart City.
