SmartGen ha sviluppato una piattaforma che consente di monitorare e ottimizzare le reti elettriche di distribuzione attive, quelle cioè che integrano anche accumulo e sistemi di generazione distribuita (fonti rinnovabili). Finanziato nell’ambito della Ricerca di Sistema, Smartgen ha avviato una sperimentazione in tre siti. Ce ne parla Stefano Massucco, docente dell’Università di Genova, e coordinatore scientifico del progetto

Il progetto SmartGen – Studio, sviluppo e validazione di metodi e strumenti innovativi per la gestione di reti di distribuzione attive con generazione da fonte rinnovabile – fornisce soluzioni di gestione intelligente di reti di distribuzione attive, cioè con presenza di risorse di generazione distribuita e accumulo, con la possibilità di controllare il carico nel rispetto dei vincoli tecnici ed economici, che possono essere validamente utilizzate anche in realtà di medio-piccole dimensioni. Responsabile del progetto è stato l’ingegner Gianni Viano di Softeco con il professor Stefano Massucco dell’Università di Genova come coordinatore scientifico; è lui a parlarci delle linee guida di SmartGen: “Lo sviluppo delle smartcities passa attraverso un fattore abilitante che sono le smartgrid, in grado di coordinare la produzione da fonti rinnovabili locali con le sorgenti tradizionali e i consumi, consentendo di migliorare il risparmio energetico, i sistemi di trasporto e la qualità dei servizi”.

In questo contesto, nell’ambito della Ricerca di Sistema, finanziata dal decreto ministeriale dell’8 marzo 2006, è stato sviluppato il progetto SmartGen, conclusosi nel giugno 2014. È un progetto triennale che ha avuto una coda di sei mesi per completare la parte sperimentale ed è stato finanziato nell’ambito dei Progetti di Ricerca e Sviluppo di interesse generale per il Sistema Elettrico di cui D.M. 8 MARZO 2006. Il valore del progetto è di 2,8 milioni di euro ed è stato finanziato al 50% per un totale di quasi 1,2 milioni.

Il consorzio che ha gestito e sviluppato il progetto ha visto in veste di capofila Softeco, una media impresa Ict (Information and Communication Technology), leader nel campo delle soluzioni gestionali per trader, grossisti e aziende multiutility operanti sul mercato libero. Con la Softeco hanno collaborato ENEL Ingegneria e Ricerca, ente di ricerca con grande esperienza nel settore delle energie rinnovabili e delle reti elettriche e una società industriale, la SDI Spa, con un background nella produzione, installazione e ricerca nell’ambito dell’automazione industriale. A questi si sono aggiunti due partner universitari qualificatissimi come gli atenei di Genova e Bologna. Il consorzio si è mosso molto bene, con uno spirito davvero collaborativo, si è lavorato affrontando e risolvendo insieme i problemi. L’obiettivo del progetto era far sì che le reti specialmente di media e bassa tensione dotate di generazione distribuita prevalentemente di tipo rinnovabile e quindi con un comportamento aleatorio potessero essere gestite in modo ottimale. Il progetto ha avuto un grande apprezzamento: su oltre 50 progetti di livello europeo è nei quattro in Italia che hanno ricevuto il goldlabel dall’EEGI (European Electricity Grid Initiative).

Il cuore del progetto è una piattaforma tecnologica che in gergo tecnico si chiama DMS (Distribution Management System>), capace di gestire problemi di ottimizzazione e controllo dei flussi di potenza, la regolazione della tensione, la fornitura di servizi ausiliari dalla generazione con potenziale coinvolgimento del mercato elettrico. Oltre alla parte di sviluppo e metodologia degli algoritmi che sono stati realizzati per il funzionamento del DMS, sono stati realizzati tre siti sperimentali che sono tra loro complementari: l’area Sperimentale ENEL di Livorno, la VPP – Virtual Power Plant comprendente le installazioni di fotovoltaico, un sistema di accumulo e sistemi di monitoraggio e controllo del carico in tempo reale presso l’Università di Genova e un altro sito di grande interesse, la rete di distribuzione di AMAIE Spa a Sanremo. Questa rete elettrica ha all’incirca 30.000 utenze (27.000 delle quali domestiche) e ha installato oltre 100 impianti fotovoltaici, alcuni anche di dimensioni rilevanti, uno dei quali da 500 kW”.

Distribuzione geografica cabine MT/BT di Sanremo

Distribuzione geografica cabine MT/BT di Sanremo

La sperimentazione del progetto SmartGen interessa una porzione rilevante della rete che è stata dotata di sensori e collegata ad un sistema di gestione centrale. Il sistema consente di conoscere istantaneamente i flussi dei energia in ogni ramo monitorato, stimare i consumi previsti nel breve e medio periodo, stimare il contributo dei sistemi di generazione distribuita (sfruttando al meglio l’energia prodotta da fonti rinnovabili), effettuare un bilanciamento ottimale dei flussi di energia, regolare la rete in modo da ridurre le perdite e migliorare le procedure di individuazione di eventuali guasti. La combinazione di queste funzioni consente di raggiungere due obiettivi: da un lato una migliore efficienza e dall’altro un incremento della qualità del servizio agli utenti.
Schema dell’architettura di comunicazione del DMS nel sito pilota AMAIE

Schema dell’architettura di comunicazione del DMS nel sito pilota AMAIE

“Con il DMS di SmartGen è stato possibile avere un quadro molto più completo del funzionamento della rete elettrica – conclude Massucco – e avere una previsione del carico molto accurata. Sono stati anche sviluppati algoritmi con strumenti dell’intelligenza artificiale quali reti neurali o sistemi statistici ed è stato possibile definire scenari di funzionamento della rete in termine di profili di tensione, di flussi di potenza attiva e reattiva praticamente in tempo reale contribuendo alla riduzione delle perdite sul sistema elettrico oltre a poter rilevare malfunzionamenti delle apparecchiature. Per esempio, ora a Sanremo la piattaforma tecnologica di tipo informatico DMS lavora in parallelo al sistema di automazione della rete e fornisce all’operatore una serie di informazioni supplementari che sono utili per la gestione ottima della rete”.

Referenti del progetto SmartGen sono: gli ingegneri Gianni Viano e Stefano Bianchi (Softeco); l’ingegnere Massimo Pentolini (SDI Spa); i professori Stefano Massucco e Federico Silvestro (Università di Genova); i professori Carlo Alberto Nucci e Alberto Borghetti (Università di Bologna); gli ingegneri Sandra Scalari e Giacomo Petretto (ENEL Ingegneria e Ricerca).

A cura di Marco D’Amato