Le centrali elettriche virtuali e i mercati della flessibilità dirigono la transizione verso una gestione della produzione, della domanda e dello stoccaggio basata sulla consapevolezza della rete
Il numero di risorse energetiche flessibili industriali, commerciali e residenziali rivolte alla generazione, allo stoccaggio e alla domanda sta crescendo, supportando la crescente penetrazione delle fonti di energia rinnovabile intermittenti nelle moderne reti di energia. Al tempo stesso, a causa della crescente elettrificazione di molti settori, la domanda di elettricità è in aumento. Un migliore impiego di queste risorse energetiche flessibili consentirà ai gestori del sistema di distribuzione (DSO, distribution system operator) di bilanciare in modo migliore le fluttuanti domande e offerte della rete a livello locale. Il progetto FEVER, finanziato dall’UE, ha sviluppato soluzioni che sono state successivamente convalidate con successo in contesti reali. Strada facendo, FEVER si è unito ai progetti edgeFLEX e Platone, svolti nell’ambito del programma Orizzonte 2020, per formare FlexCommunity, una piattaforma che facilita il networking, la collaborazione, la sensibilizzazione, la standardizzazione e il sostegno alle politiche e vanta oggi più di 250 membri provenienti dal mondo accademico, dagli istituti di ricerca e dall’industria, destinata a garantire la sostenibilità al di là della durata delle iniziative d’origine.
Sfruttare la flessibilità mediante una gestione attiva della rete utilizzando l’apprendimento profondo
Le soluzioni di FEVER riguardano tre temi principali, ovvero il monitoraggio avanzato della rete e il controllo automatizzato, l’aggregazione e la gestione della flessibilità e, infine, i meccanismi di mercato della flessibilità. Secondo Isidoros Kokos, coordinatore del progetto e ingegnere presso Intracom Telecom: «Il kit di strumenti per DSO di FEVER si avvale di modelli basati sull’apprendimento profondo e sulla statistica multivariata al fine di analizzare lo stato attuale e futuro della rete di distribuzione. La previsione di problemi come la congestione o le violazioni della tensione consente di effettuare una gestione proattiva per assicurare un funzionamento più efficiente, affidabile e resiliente.» I piani di mitigazione presentati dal kit di strumenti per DSO sfruttano le risorse energetiche flessibili, in particolare per la gestione delle congestioni, come alternativa agli interventi tradizionali, quali il blocco all’alimentazione fornita alle risorse o la distribuzione di risorse per la generazione costose. Tra i servizi aggiuntivi figurano la regolazione della tensione attraverso il controllo della potenza reattiva per migliorare la qualità dell’energia e la riconfigurazione della rete per consentire un funzionamento più resiliente.
Aggregazione e scambio di risorse energetiche flessibili
«FEVER ha inoltre fornito un sistema di gestione della flessibilità e una piattaforma di scambio della flessibilità per garantire l’aggregazione delle risorse energetiche flessibili e il loro scambio automatizzato», aggiunge Kokos. Gli avanzati sistemi di gestione dell’energia di FEVER monitorano e controllano in tempo reale risorse quali carichi industriali, asset energetici distribuiti all’interno di una microrete, batterie stazionarie e stazioni di ricarica bidirezionali, mentre i meccanismi di mercato sostengono e incentivano i servizi di flessibilità. I servizi day-ahead (basati sui prezzi giornalieri) utilizzano mercati di flessibilità locale day-ahead basati su aste, il meccanismo infragiornaliero esegue le transazioni attraverso una struttura di corrispondenza parziale delle offerte e il sistema del mercato in tempo reale distribuisce le risorse flessibili secondo le necessità in tempo reale. Infine, «è stato implementato un kit di strumenti per lo scambio di flessibilità peer-to-peer (P2P) che impiega la tecnologia del registro distribuito e la pseudo-valuta FlexCoin, consentendo alle comunità energetiche di gestire un mercato locale della flessibilità senza affidarsi a un intermediario di fiducia», spiega Kokos.
Soluzioni per garantire la continuità della flessibilità al di là della conclusione del progetto
Le soluzioni di FEVER sono state dimostrate in tre prove pilota in Germania, Spagna e Cipro. Tra i punti salienti raggiunti, il DSO spagnolo Anel ha attivato circa 3,2 MWh di flessibilità da parte dei consumatori industriali attraverso operazioni di scambio automatizzato per un periodo di 3 mesi e mezzo, mentre quello tedesco ha realizzato scambi virtuali automatizzati nell’ambito di un meccanismo di scambio della flessibilità P2P e ha implementato un sistema di scambio della flessibilità regionale tra comunità energetiche di diverse regioni. È possibile consultare l’animazione sulla flessibilità interattiva per osservare in tempo reale gli effetti positivi generati dalla digitalizzazione del sistema energetico e dalla flessibilità. Diversi fornitori di tecnologia del progetto hanno stipulato accordi con gli utenti finali delle prove pilota per continuare a supportare l’utilizzo delle soluzioni. Inoltre, EWII, un grande fornitore di energia danese, ha acquisito il 50% di FlexShape, una start-up creata dai ricercatori dell’Università di Aalborg, ovvero uno dei principali fornitori di tecnologie di flessibilità di FEVER. Infine, FlexCommunity è pronta ad attirare l’attenzione nel prossimo futuro, essendo determinata ad «affrontare tutti gli ostacoli che impediscono una diffusione completa delle applicazioni di flessibilità».
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