Appunti di Sistemi elettrici 1

Name: Appunti di Sistemi elettrici 1
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Author: andreaturno

Revisionato il 14/07/2026

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Gli appunti di Sistemi elettrici 1 contengono:1) I componenti dei sistemi elettrici;2) La trasmissione dell'energia elettrica;3) La trasmissione in corrente continua HVDC;4) Load Flow;5) …

Esame Sistemi elettrici 1

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. Fenu Gianni

Università Università degli Studi di Cagliari

A.A. 2019-2020

88 pagine

Appunti esame

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Estratto del documento

I componenti dei sistemi elettrici

Il sistema elettrico

L'energia elettrica può essere facilmente trasformata in altre forme di energia, poiché è un’infrastruttura critica, il sistema elettrico deve essere affidabile. A seguito di perturbazioni si disconnettono dei generatori, finché il sistema non riesce più a trovare l’equilibrio e si spegne (BLACK-OUT). La riattivazione o riaccensione del sistema è molto complicata poiché molti macchinari non funzionano se non c'è tensione in rete. La rete di trasmissione è il primo livello, se avviene un guasto viene sentito su tutto il resto della linea, quindi deve essere il più affidabile possibile. Il sistema elettrico è magliato, perciò deve essere in grado di stare in piedi alla N-1, cioè qualunque elemento viene tolto, il sistema deve stare in piedi.

Nel sistema elettrico si ha una riserva calda e una riserva fredda. La riserva calda sono le centrali che l’anno producendo ma possono produrre di più. La riserva fredda sono le centrali spente che si devono portare in servizio. In una situazione nella quale si distaccano le linee si ha il fenomeno del collasso di tensione, cioè si abbassa la tensione e la frequenza. Se la frequenza scende sotto i 47,5 Hz si staccano le centrali.

Struttura del sistema elettrico

Il Sistema Elettrico Europeo è magliato, il grosso vantaggio è che se tutto è interconnesso ho il supporto anche degli altri sistemi che interagiscono se si verifica un problema. È sempre necessario avere un equilibrio tra richiesta e generazione di energia, la generazione tende a seguire il carico (load following). Molta generazione è da fonte rinnovabile, difficilmente controllabile.

Affinché il sistema funzioni correttamente si ha la necessità del controllo continuo della regolazione della frequenza e potenza attiva, regolazione della tensione e della potenza reattiva, infine, il monitoraggio per garantire la sicurezza statica e dinamica (load flow). La maggior parte del controllo è eseguito nelle centrali di produzione.

Il sistema elettrico italiano

Il sistema elettrico è articolato in tre fasi: produzione, trasmissione e distribuzione. Con la trasmissione di energia elettrica ad alta tensione (380 kV - 220 kV AAT / 150 kV - 132 kV AT) l'energia, prodotta dai centri di produzione, viene trasportata alle zone di consumo. La Rete di Trasmissione Nazionale (RTN) in Italia è composta da oltre 73000 km di linee (in AC e DC), più di 800 stazioni elettriche e circa 1800 cabine elettriche di distribuzione primaria (AT/MT).

Il sistema di trasmissione deve presentare affidabilità della fornitura di energia, una riserva di generazione, reti magliate per percorsi alternativi ed un alto livello di sicurezza. Si hanno quindi una serie di magliature che consentono robustezza e ridondanza che permettono di sopportare un guasto e che il sistema non vada fuori servizio. La magliatura del sistema al centro e al sud è più debole a causa degli Appennini ed è difficile aggiungere altre linee oltre due direttrici fondamentali. Nelle isole (Sardegna e Sicilia) si ha pochissima connessione a 380 kV ed è maggiormente presente la rete a 220 kV. Per la 220 bisogna fare attenzione perché se si ha un grosso flusso di potenza su 380 visto interrotto, esso passa sulla 220 che deve essere robusta per poter sopportare quel passaggio di corrente. Il limite massimo di una linea elettrica in corrente alternata è di 1500 km (limite teorico), il limite pratico è di 500 km, ottimetti per la trasmissione per le lunghe distanze si utilizzza la corrente continua, per camensini oltre i 500 km.

Definizioni

Potenza efficiente: potenza attiva massima di un impianto di produzione che può venire erogata con continuità o per un determinato numero di ore.
Produzione lorda di energia elettrica: somma delle quantità di energia elettrica prodotte, misurate ai morsetti dei generatori elettrici.
Produzione netta di energia elettrica: somma delle quantità di energia elettrica prodotte, misurate in uscita degli impianti di produzione.

Terna sviluppa e pianifica la rete, la gestisce in tempo reale, ovvero ha la necessità di far incontrare sempre la domanda con l'offerta, quindi gestire la potenza attiva richiesta, frequenza e tensione del sistema. Queste operazioni riguardano il dispacciamento del sistema, inteso come il modo di trovare il punto di ottimo ed economico funzionamento di tutte le centrali presenti nel sistema elettrico per soddisfare il carico.

Gestione della rete: Attività e procedure per il funzionamento e la previsione del funzionamento di una rete elettrica; tali attività e procedure comprendono la gestione dei flussi di energia e le decisioni degli interventi di manutenzione e sviluppo.
Dispacciamento: L'energia elettrica non si può immagazzinare. È necessario produrre, istante per istante, la quantità di energia richiesta dall'insieme dei consumatori e gestirne la trasmissione in modo che domanda e offerta siano sempre in equilibrio. In Italia, il sistema elettrico è gestito dal Centro Nazionale di Controllo (CNC) che ha il compito di assicurare il funzionamento del sistema elettrico.

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