Servizi ancillari, come garantire sicurezza e affidabilità al sistema elettrico

Articolo a cura di Giulio Italo RODIO

La rete del sistema elettrico si basa sul fondamentale principio di equilibrio tra produzione e domanda e si basa su corrente alternata con frequenza nominale di 50 Hz. Quest’ultima può variare +/-0.05 Hz, dopodiché l’operatore di rete è tenuto a intervenire. I servizi ancillari sono il metodo di intervento e vengono acquistati nel mercato del bilanciamento.

Servizi ancillari e mercato del bilanciamento

I servizi ancillari, di cui una lista in Figura, sono di primaria importanza in quanto garantisco sicurezza e affidabilità al sistema elettrico. Sono caratterizzati da una pronta risposta all’ordine di dispaccio che può arrivare fino a 15 minuti. L’operatore di mercato compensa il fornitore del servizio con un pagamento diretto all’interno del mercato del bilanciamento (MB).

I servizi di maggiore interesse riguardano:

• la risoluzione di congestioni,
• il controllo automatico di tensione,
• il controllo di frequenza.

La congestione avviene quando la capacità di trasmissione di una linea viene raggiunta o superata e deve essere risolta, a seconda della gravità, in un tempo che varia tra millisecondi e alcuni minuti. La tensione è una quantità locale e varia in base alla topologia della rete. La mancanza di tensione si controlla con iniezioni di potenza reattiva e, viceversa, l’eccesso si risolve con l’assorbimento di essa.

Controllo di frequenza

La frequenza riflette in tempo reale l’equilibrio della rete ed una variazione oltre i limiti può provocare danni e blackout di rete. Come servizio ancillare il controllo di frequenza si distingue in tre tipologie.

• Frequenza primaria: è una risposta automatica e consiste nell’iniezione di potenza attiva tramite generatori di riserva con il fine di contenere la deviazione di frequenza. Ha un tempo di attivazione di meno di 30 secondi.
• Frequenza secondaria: consiste in riserve di recupero e potenza attiva che, quando il disturbo avviene nel sistema, sono capaci di riportare la frequenza al livello nominale. Ha inoltre la funzione di ristabilire il programma di potenza nell’area di controllo. Può essere attivata in maniera automatica o manuale ed ha un tempo di attivazione nel range di alcuni minuti.
• Frequenza terziaria: è una risposta manuale capace di iniettare potenza attiva per supportare il livello richiesto dalla secondaria. Di solito viene gestita dall’operatore di sistema per ottimizzare il processo. Ha un tempo di attivazione di alcuni minuti.

Con il controllo di frequenza si ha un’iniezione positiva di potenza attiva ogniqualvolta la frequenza scende sotto il livello nominale. Viceversa, se la frequenza supera il valore imposto si ha un’iniezione negative di potenza attiva.