Struttura di un sistema elettrico per l’energia Caratteristiche peculiari: grande estensione; stretta integrazione; impossibilità di accumulo di energia elettrica in forma diretta. Conseguenze (valide a livello europeo): elevato coordinamento tra produzione e carico; necessità di una gestione coordinata.
Specifiche di base Sistema trifase Tensione costante (valore efficace) Frequenza costante (rete sincrona a 50 Hz) ed uguale in tutta l’Europa Occidentale
Caratteristiche particolari Distanza tra centri di produzione e centri di carico, Necessità di trasportare potenza attiva. Necessità di trasportare potenza reattiva. Impossibilità di trasferire potenza lungo un percorso assegnato.
Il sistema elettrico italiano
Funzioni di un sistema elettrico Produzione Trasmissione Distribuzione
Potenza installata (2004) [MW] Termoelettrica Idroelettrica Geotermo Eolico e fotovoltaico Totale 62.432 17.055 778 1.138 81.403
Vincoli per la gestione degli impianti di produzione Impianti termoelettrici: minimi tecnici elevati, difficoltà di modulazione, numero limitato di cicli di start up e shut down con elevati tempi di ciclo, tempi di avviamento elevati, indisponibilità programmata e accidentale, ecc.; problemi particolari per gruppi geotermici. Impianti idroelettrici: energia primaria limitata, alcune difficoltà di modulazione (Francis, Kaplan), piccola potenza unitaria dei gruppi, vincoli idrogeologici e ambientali, ecc.; problemi particolari per gruppi di pompaggio (presa di carico). Fonti rinnovabili: aleatorietà della disponibilità, disponibilità di energia limitata.
Trasmissione e subtrasmissione Caratteristiche delle reti di trasmissione: Tensione 380 e 220 kV Stazioni di trasfomazione 380-220/150-132 kV Struttura magliata Raggio d’azione inter-regionale o regionale Caratteristiche delle reti di subtrasmissione: Tensione 132 e 150 kV Stazioni di trasformazione 150-132/10-15-20 kV Raggio d’azione provinciale (1 MW/km2) o comunale (10 MW/km2)
Distribuzione Caratteristiche delle reti di distribuzione in MT: Tensione 10, 15 e 20 kV Stazioni di trasfomazione AT/MT 150-132/10-15-20 kV Struttura radiale Raggio d’azione da 1 a 30 km Caratteristiche delle reti di distribuzione in BT: Tensione 380 V Cabine di trasformazione MT/BT 10-15-20/0.380 kV Raggio d’azione da 0.1 a 1 km
Carico La richiesta di potenza (e quindi di energia) varia continuamente nel tempo con andamenti di tipo ciclico che sono strettamente legati alle attività umane. Si possono identificare: andamenti giornalieri della richiesta di potenza attiva andamenti stagionali della richiesta di potenza attiva variazione negli anni della richiesta di energia
Carico: andamento giornaliero La richiesta di potenza nel giorno è del tipo (18/06/02: Italia-Corea)
Carico: andamento stagionale La richiesta di potenza durante l’anno è del tipo (2001):