PROGETTO G.R.E.A.T.

Getra Research for Energy And Tecnology

Tecnologie Innovative per Smart Grid

(stabilimento Getra Distribution – Pignataro Maggiore – CE)

Ing. Marco Zigon (presidente Gruppo Getra)

Prof. Amedeo Andreotti (Università di Napoli Federico II)

• Gruppo leader nella produzione di trasformatori elettrici, componenti e sistemi per l’interconnessione delle reti elettriche • Partner dei principali contractor e utility operanti nel campo della produzione e distribuzione di energia elettrica • 5 società, 2 stabilimenti in Italia, 15000 MVA di capacità produttiva annua, 70% export • 4% del fatturato in attività di ricerca e sviluppo in collaborazione con centri di ricerca e Università italiane ed estere

GETRA Connecting Grids

GETRA Connecting Grids

GETRA: il gruppo

GETRA POWER

Trasformatori per centrali elettriche,

autostrasformatori, sistemi di interconnessione e

conversione per reti elettriche di trasmissione.

(Plant: Marcianise – CE – Italy)

GETRA: il gruppo

GETRA SERVICE

Commissioning, maintenance e revamping dei trasformatori.

Gestione globale.

Presente in Europa, Africa, Medio Oriente e Sud America

GETRA: il gruppo

GETRA ENGINEERING &

CONSULTING

Servizi di ricerca e sviluppo, ingegneria, qualità

e sicurezza per il Gruppo.

GETRA: il gruppo

GETRA: il gruppo

GETRA ECOPOWER

Produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili,

efficienza energetica.

GETRA: il gruppo

GETRA: il gruppo

GETRA DISTRIBUTION

Trasformatori per la distribuzione elettrica.

Tecnologie per le smart grid.

(Plant: Pignataro Maggiore – CE)

L’Università di Napoli è la più antica università statale del mondo fondata da Federico II di Svevia nel 1224. Vi hanno studiato e insegnato alcuni illustri protagonisti della cultura e della storia italiana: Tommaso d’Aquino, Enrico De Nicola, Giorgio Napolitano, Ettore Maiorana. Il Dipartimento di Ingegneria elettrica, nato nel 1936 come istituto di Elettrotecnica, è sede di attività di ricerca di eccellenza nelle aree dell’elettrotecnica di base e delle sue applicazioni, delle macchine elettriche e sistemi elettrici per l’energia.

L’Università di Napoli Federico II Il Dipartimento di Ingegneria Elettrica

L’Università di Napoli Federico II DIEL: Laboratorio di Alta Tensione

GETRA - DIEL

7 Dicembre 2011

Nasce una partnership impresa-università

per la ricerca e l'innovazione

con la firma di un accordo quadro della durata di 3 anni

GETRA – DIEL La convenzione quadro

• Attività di ricerca finalizzata allo sviluppo di impianti da fonti rinnovabili • Formazione nel settore dell’innovazione tecnologica dei componenti e dei sistemi elettrici per l’energia • Creazione di laboratori condivisi, finalizzati alla certificazione di componenti e sistemi elettrici …

GETRA - DIEL

E soprattutto

Tecnologie innovative per le Smart Grid …

GETRA – DIEL Il PROGETTO G.R.E.A.T.

Lo stabilimento Getra Distribution di Pignataro

Maggiore diventa un “laboratorio di ricerca”

dove viene sperimentata l’integrazione

funzionale di differenti tecnologie

all’avanguardia nelle Smart Grid:

GETRA – DIEL Il PROGETTO G.R.E.A.T.

• Produzioni di energia da fonti rinnovabili

• Sistemi di accumulo

• Aggregatori di veicoli “plug in”

• Trasformatori elettronici

Il Prototipo di SMART GRID Il comitato di valutazione

Mauro Carpita Ecole d’ingénieurs du Canton de Vaud, Yverdon-les-Bains, Svizzera Fabrizio Pilo Università degli Studi di Cagliari, Cagliari, Italia Paulo Ribeiro Calvin College, Grand Rapids, Michigan, USA

Il Progetto G.R.E.A.T.

Getra Research for Energy And Technology

Progetto G.R.E.A.T.

• Avvolgeria: sistema integrato «Impianto Fotovoltaico – Accumulo Elettrico» per il livellamento del carico

• Lavorazioni Meccaniche: microrete in corrente continua per l’alimentazione di carichi sensibili con elevata qualità e continuità

• Assemblaggio: controllo decentralizzato di un impianto fotovoltaico o di un sistema di accumulo elettrico

• Sala Prove: trasformatore elettronico di potenza

Su ciascuna delle quattro linee (Avvolgeria, Lavorazioni

Meccaniche, Assemblaggio, Sala Prove) viene sperimentata una

differente tecnologia:

Avvolgeria: sistema integrato

<impianto fotovoltaico – Accumulo Elettrico>

per il livellamento del carico

Sistema di accumulo

Generazione fotovoltaica

Linea avvolgeria

Veicoli Plug in

Avvolgeria: sistema integrato

<impianto fotovoltaico – Accumulo Elettrico>

per il livellamento del carico

• Si livella il diagramma del carico attorno ad un valore ottimale con

conseguente contenimento dei valori di picco richiesti alla rete

• La gestione è basata su una procedura in due fasi: 1 – fase di

“scheduling” (giorno prima), 2 – fase di “operation” (tempo reale)

• In entrambe le fasi si applicano: a) tecniche di “forecasting” sul

breve e brevissimo periodo (reti neurali avanzate e/o metodi

bayesiani), b) metodi di ottimizzazione vincolata non lineare

Sistema di

controllo

Microrete in CC

Batteria Generazione

fotovoltaica Generazione

eolica

= ≈

= =

= =

= ≈

= ≈

Robot

piega

pareti

Taglio

plasma

Robot di

stampaggio

Digital

computer

Eventuali

carichi in CC

Super

condensatore

Linea Lavorazioni Meccaniche

Lavorazioni Meccaniche: microrete in corrente continua

per alimentare carichi sensibili con elevata qualità e continuità

• La rete in continua consente di integrare in maniera efficiente fonti energetiche che producono energia elettrica in corrente continua e in corrente alternata

• L’alimentazione diretta dei carichi in continua e dei carichi in alternata mediante convertitori DC/AC garantisce la continuità ed una migliore qualità della forma d’onda della tensione

• Il funzionamento della microrete è ottimizzato sia in modalità “grid connected” che in modalità “stand alone”

• La gestione (ottimale) dei carichi e dell’accumulo è effettuata sulla base delle previsioni della potenza di generazione

Lavorazioni Meccaniche: microrete in corrente continua

per alimentare carichi sensibili con elevata qualità e continuità

Assemblaggio: controllo decentralizzato

dell’impianto fotovoltaico e del sistema

di accumulo elettrico

Linea Assemblaggio

La soluzione in studio

• Utilizza le sole misure di tensione e corrente locali (nel punto di connessione della GD o del sistema di accumulo al feeder)

• Si basa su un approccio totalmente decentralizzato che non prevede comunicazioni con altri sistemi di controllo presenti nella rete di distribuzione

• Consente di identificare il passaggio da condizioni di parallelo a condizioni di funzionamento in isola.

Viene applicata una strategia di ottimazione su tre passi:

1. Si stima l’equivalente di Thevenin visto dal punto di connessione del dispositivo (GD o accumulo)

2. Si valutano le condizioni di carico ed il profilo delle tensioni del feeder

3. Si minimizzano le perdite del feeder, nel rispetto di vincoli sulle tensioni nodali.

Sala Prove: trasformatore elettronico di potenza

LV DC-linkMV DC-link

MV Grid

=

==

=3~

3~

LV Grid

X1 NL1 X2 X3 L2 L3

(3)(2)(1)

Linea Sala Prove

Sala Prove: trasformatore elettronico di potenza

• Le grandezze elettriche in ingresso ed uscita alla struttura sono regolabili, con la possibilità, quindi, in ingresso, di svolgere servizi di «supporto» alla rete in MT (ad esempio, la fornitura di potenza reattiva) e, in uscita, di garantire elevati livelli di qualità e continuità ai carichi alimentati

• Si ha una notevole flessibilità nell’alimentazione dei carichi, grazie alla presenza di una «sezione» in corrente continua, a cui è possibile collegare facilmente sistemi avanzati di accumulo

• Si ha il disaccoppiamento tra le tensioni in ingresso ed uscita, potendosi così prevenire la propagazione di guasti e disturbi tra le reti interconnesse

• È caratterizzato da un’alta densità di potenza e da dimensioni contenute.

Time Table

4 2012

5 2012

6 2012

7 2012

8 2012

9 2012

10 2012

11 2012

12 2012

1 2013

2 2013

Misure sul campo e loro analisi

Dimensionamento e simulazione su rete Getra

Analisi risultati simulazioni

Predisposizione relazione

Interazione con valutatori

Misure sul campo e prime analisi

Tempo

Potenza attiva

Grazie per

l’attenzione