Studio di soluzioni per il miglioramento della stabilità d’angolo e di frequenza in sistemi di potenza con generazione rinnovabile non programmabile.

The global electricity system is, to date, based on the use of primary energy sources of fossil origin: since the second half of the twentieth century, global consumption of primary energy has grown exponentially, as a result of economic growth through an energy system mainly based on these types of fuels. The production of energy from fossil sources is among the main causes of greenhouse gas emissions of anthropogenic origin, including CO2, recognized as the cause of significant environmental and climatic impacts, including the increase in the global average temperature and the intensification of catastrophic natural events. The increasingly pressing recommendations of the scientific community are arousing in public opinion a growing sensitivity and awareness of the relevance of the issue. This context has favored the stipulation of international agreements and the definition of concrete policies and measures to combat climate change. For example, during the last edition of COP26 (climate conference organized by the United Nations, as part of the Framework Conference on Climate Change) concluded on November 12, 2021, it was based on four objectives identified by the Presidency: - Mitigation, zero net emissions by 2050 and contain the temperature increase by no more than 1.5 degrees by accelerating the elimination of coal, reducing deforestation and increasing the use of renewable energy; - Adaptation, supporting the most vulnerable countries to mitigate the impacts of climate change, to safeguard communities and natural habitats; - Finance for the climate, mobilizing financing to developing countries, reaching the goal of 100 billion USD per year; - Finalization of the "Paris Rulebook", make the Paris Agreement operational. The electricity sector plays a central role in achieving the decarbonisation objectives, thanks to the intrinsic efficiency of the electricity vector and the technological maturity of renewable energy sources, RES. In fact, the greater penetration of the electricity carrier in the industrial and mobility sectors, together with the increase in the RES share in the energy production mix are decisive tools for changing the energy paradigm and improving the quality of life in large cities. The complete phase-out of coal from the generation park of the national electricity system poses significant impacts and problems for the future safe management of the entire network. In this regard, the objective of the report is to verify, through transient stability studies, what the impacts may be linked to an increase in the share of RES generation within an electricity system, evaluating various solutions aimed at solving these problems.

Il sistema elettrico globale è, ad oggi, basato sull’utilizzo di fonti energetiche primarie di derivazione fossile: fin dalla seconda metà del Novecento, i consumi globali di energia primaria sono cresciuti esponenzialmente, a seguito di una crescita economica tramite un sistema energetico basato principalmente su tali tipi di combustibili. La produzione di energia da fonti fossili è tra i principali responsabili delle emissioni di gas a effetto serra di origine antropica, tra cui CO2, riconosciute come causa di significativi impatti ambientali e climatici, tra cui l’incremento della temperatura media globale e l’intensificarsi di eventi naturali catastrofici. Le raccomandazioni sempre più pressanti della comunità scientifica stanno suscitando nell’opinione pubblica una crescente sensibilità e consapevolezza della rilevanza del tema. Tale contesto ha favorito la stipula di accordi internazionali e la definizione di politiche e misure concrete per la lotta ai cambiamenti climatici. Ad esempio, durante l’ultima edizione della COP26 (conferenza sul clima organizzata dalle Nazioni Unite, nell’ambito della Conferenza Quadro sui Cambiamenti Climatici) conclusa il 12 novembre 2021, si basava su quattro obiettivi individuati dalla Presidenza: - Mitigazione, azzerare le emissioni nette entro il 2050 e contenere l’aumento di temperatura non oltre 1.5 gradi accelerando l’eliminazione del carbone, riducendo la deforestazione ed incrementando l’utilizzo di energie rinnovabili; - Adattamento, supportare i paesi più vulnerabili per mitigare gli impatti dei cambiamenti climatici, per la salvaguardia delle comunità e degli habitat naturali; - Finanza per il clima, mobilizzare i finanziamenti ai paesi in via di sviluppo, raggiungendo l’obiettivo di 100 miliardi USD annui; - Finalizzazione del “Paris Rulebook”, rendere operativo l’Accordo di Parigi. Il settore elettrico riveste un ruolo centrale per il raggiungimento degli obiettivi di decarbonizzazione, grazie all’efficienza intrinseca del vettore elettrico e alla maturità tecnologica delle fonti energetiche rinnovabili, FER. Infatti, la maggiore penetrazione del vettore elettrico nel settore industriale e della mobilità, insieme all’incremento della quota FER nel mix di produzione di energia sono strumenti decisivi per modificare il paradigma energetico e migliorare la qualità della vita nelle grandi metropoli. Il phase-out completo del carbone dal parco di generazione del sistema elettrico nazionale pone impatti e problematiche non trascurabili per la futura gestione in sicurezza dell’intera rete. Al riguardo, l’obiettivo dell’elaborato è quello di verificare, attraverso studi di stabilità transitoria, quali possano essere gli impatti legati ad un aumento della quota di generazione FER all’interno di un sistema elettrico, valutando diverse soluzioni atte a risolvere tali problematiche.