Una rete energetica sempre più efficiente con FlexPlan

La trasmissione dell’energia è un elemento che è diventato sempre più complesso nel tempo. Non si tratta più del solo passaggio di corrente da una centrale alla rete, oggi l’energia può essere prodotta da diversi punti, in diversi modi e riversarsi sulla rete in diversi orari e flussi. Un percorso che vista la transizione energetica in atto andrà solo che ad aumentare sempre di più.

Quindi come fare a regolare il sistema evitando, per  dare una immagine che semplifichi la situazione, ingorghi o strade deserte? Una risposta l’ha provata a dare il progetto europeo FlexPlan i cui risultati sono stati presentati da pochi giorni dall’RSE, coordinatore del progetto, a Milano lo scorso 25 gennaio.

Canale Energia ha intervistato Gianluigi Migliavacca, coordinatore per RSE del progetto europeo.

A quali esigenze risponde il progetto FlexPlan?

L’obiettivo di FlexPlan e’ di concepire una nuova metodologia di pianificazione della rete in grado di analizzare contemporaneamente un alto numero di interventi

Il nuovo contesto energetico vede un notevole incremento della generazione da fonti rinnovabili non programmabili e, conseguentemente, la necessità di ottenere servizi di sistema (risoluzione delle congestioni, bilanciamento, ecc). Contemporaneamente, si ha una progressiva riduzione del numero di impianti a combustibile fossile, che tradizionalmente fornivano servizi ancillari di sistema e si rende necessario ricercare nuove fonti in grado di fornire “flessibilità”. Sistemi di accumulo e carichi flessibili sono senz’altro buoni candidati. Di questi è necessario tener conto anche in fase di pianificazione di rete, in quanto la generazione da fonti rinnovabili non programmabili dà luogo ad un nuovo tipo di congestione concentrata nei momenti di picco della produzione rinnovabile. Tale tipo di congestione, frequente ma di relativamente breve durata, può essere più vantaggiosamente compensata localmente da sistemi d’accumulo e carichi flessibili: una nuova linea non sarebbe giustificata economicamente. Da qui l’idea del progetto FlexPlan di concepire una nuova metodologia di pianificazione della rete in grado di analizzare contemporaneamente un alto numero di interventi, includendo tra questi non solo nuove linee e rinforzo di linee esistenti ma anche installazione di nuovi sistemi di accumulo e flessibilizzazione di grandi carichi industriali e del terziario. Questo riflette anche quanto richiesto dalla direttiva europea sull’Internal Energy Market, parte del pacchetto Clean Energy for All Europeans, che richiede ai gestori di sistema (trasmissione e distribuzione) di considerare accumuli e carico flessibile tra gli interventi indicati nei piani di sviluppo, come sinergici allo sviluppo di rete tradizionale.

Quali sono state le difficoltà più grandi che avete incontrato?

Una volta delineata la metodologia, era necessario provare che questa fosse applicabile a sistemi della dimensione di quelli analizzati dai gestori di sistema in fase di pianificazione di rete. Abbiamo dunque creato sei casi regionali che complessivamente abbracciano la maggior parte del continente europeo, ciascuno dei quali include una o più nazioni trattate con dettaglio nodale. Giusto come esempio, il caso regionale italiano include 5654 nodi, 5906 linee e 672 trasformatori. Sicuramente, reperire dati con questo livello di dettaglio è stato un primo grande problema. Alcuni dati (reti ad altissima tensione) sono stati reperiti con l’aiuto dei gestori di sistema, altri (reti a 130-150 kV) mediante dati pubblici (open street map) che però non avevano il livello di affidabilità richiesto e hanno richiesto un delicato lavoro di validazione. Altri (reti di distribuzione) hanno richiesto di elaborare reti sintetiche a partire da statistiche estratte dalle reti reali. Una volta elaborato il modello, per poterlo rendere numericamente trattabile, è stato indispensabile applicare tecniche matematiche avanzate (decomposizione di Benders) atte a rendere possibile la decomposizione del problema di ottimizzazione in più problemi di dimensione inferiore e la parallelizzazione del calcolo su diversi processori e macchine. Abbiamo anche messo a punto un meccanismo di coordinamento tra pianificazione della rete di trasmissione reti di distribuzione basato sullo scambio di dati all’interfaccia tra i sistemi. In questo modo la distribuzione, dove è connessa buona parte dei sistemi “flessibili”, può fornire servizi alla trasmissione.

FlexPlan è facilmente replicabile?

A valle della validazione dei casi regionali, ci sentiamo di dire che i tool elaborati da FlexPlan potrebbero essere usati dai gestori di sistema per svolgere i loro studi di pianificazione. Su richiesta, è disponibile un kit di valutazione. Rispetto alla metodologia tradizionale, i tool di FlexPlan offrono diversi vantaggi, tra cui: covalutazione di un basket di interventi, includendo tra i candidati anche elementi di accumulo e flessibilizzazione di carichi esistenti, analisi in contemporanea di orizzonti temporali di medio e lungo termine, coordinamento tra planning di trasmissione e distribuzione, analisi in contemporanea di diversi scenari climatici. L’interfaccia del tool di pianificazione di FlexPlan è stata messa a punto con l’aiuto dei gestori di rete presenti nel consorzio in modo tale da evidenziare i risultati nella forma in cui di solito si richiede di visualizzarli. In più, sono state messe a punto librerie scaricabili gratuitamente da GitHub, che rendono comunque possibile applicare la metodologia di FlexPlan per svolgere studi di medio-grande dimensione e costituiscono la soluzione ideale per università e centri di ricerca.

Pensate ci saranno ulteriori sviluppi?

Un’estensione dei tool al caso multi-energy in cui si possano considerare sinergie tra diversi carrier energetici sarebbe molto interessante e potrebbe costituire un ulteriore sviluppo per il futuro.