SISTEMI ELETTRICI PER L’ENERGIA

• gestione di sistemi elettrici liberalizzati (analisi e simulazione dei mercati dell’energia e dei servizi di dispacciamento, tariffe e aspetti regolatori, aggregazione della domanda e public procurement dell’energia)
• affidabilità di grandi sistemi elettrici (simulazione dell’esercizio di vasti sistemi interconnessi, approccio probabilistico al Reliability Assessment, supporto decisionale per Transmission System Operators, gestione dell’emergenza e piani di riaccensione, resilienza, Net Transfer Capability di reti, dimensionamento ottimo della riserva operativa di generazione, advance dispatching, impatto di risorse di generazione non programmabili e della ricarica di vaste flotte di auto elettriche)
• trasmissione dell’energia elettrica (Dynamic Thermal Rating, schermatura attiva di elettrodotti, impatto visivo ed elettromagnetico, HVDC, reti in corrente continua)
• modellazione di impianti termoelettrici di grande taglia e loro simulazione per studi di incremento delle prestazioni dinamiche, ampliamento dei limiti di capability, simulazione della partecipazione a procedure di ripristino del sistema dopo blackout, flessibilizzazione degli impianti
• Smart Grids e Generazione Distribuita (ottimizzazione di Large Scale Virtual Power Plants elettrici e termici, gestione ottima di sistemi di accumulo abbinati a generazione rinnovabile, convenzionale e carico, Power Quality e apparecchiature di compensazione per sistemi di generazione e carico sbilanciati, Demand Response, Energy Management Systems e Power Management Systems, modellazione e test di sistemi cogenerativi a combustione esterna alimentati a gas e a biomassa, implementazione e validazione di schemi di controllo su impianti reali a scala industriale)
• elettrificazione rurale di Paesi in via di sviluppo (criteri ottimali di dimensionamento e di esercizio di minigrid ibride, pianificazione di medio e lungo termine delle logiche di elettrificazione, identificazione tecnica e socio-economica dei diagrammi di carico e della loro evoluzione nel tempo)
• Smart Yard (analisi e ideazione di sistemi ibridi di alimentazione dei cantieri, di gestione intelligente e a sicurezza aumentata)

Energy Storage

• modellazione e simulazione di sistemi di accumulo e ibridi (batterie, supercondensatori, accumulo in aria compressa e liquida, Power to Gas)
• prove di laboratorio su batterie e supercondensatori (prove di prestazione e di invecchiamento)
• ottimizzazione del dimensionamento e dell’esercizio di sistemi di accumulo integrati sia in sistemi stazionari che mobili, mediante criteri deterministici e probabilistici

Sistemi elettrici mobili

• modellazione, simulazione e progettazione di veicoli elettrici e ibridi (ideazione e analisi di powertrain ibridi innovativi, modellazione e simulazione object-oriented, identificazione delle logiche ottimali di gestione energetica, dimensionamento ottimo dei componenti, sviluppo e test di prototipi e dimostratori, con vasta esperienza sul campo maturata in materia di autobus urbani e macchine operatrici ibride)
• trasporti urbani elettrificati (modellazione e simulazione, dimensionamento e criteri di impiego di accumuli stazionari e di bordo, campagne sperimentali di misura su tramvie, funivie, funicolari, Demand Response)

Sistemi di simulazione

il gruppo di ricerca collabora con la Modelica Association a l'OpenModelica Consortium nell'affinamento e lo sviluppo di sistemi di simulazione basati sull'uso del linguaggio di simulazione Modelica, di tipo Multi-Physics, Object-Oriented e Cyber-Physical;

è stata sviluppata una libreria specifica per la simulazione di power train di veicoli a propulsione elettrica e ibrida, e simulatori per l'analisi del funzionamento di sistemi di trasporto guidato ad alimentazione elettrica.

Le attività di ricerca più recenti sono state svolte in collaborazione con:

• Enel Ricerca, Enel Produzione, Enel Green Power, Enel Distribuzione
• TERNA, ENEA, CESI/RSE, ABB, Siemens, General Electric, Toyota Handling, Newton, Pramac
• AEEGSI (poi ARERA), Regione Toscana, Autorità Portuale di Livorno, OTC della Corsica, CCI Var
• Massachusetts Institute of Technology, Università di Groningen, Saragozza e Nottingham
• ENSIEL (Consorzio di 25 università italiane nel settore dei sistemi elettrici per l’energia e delle macchine, azionamenti e convertitori elettrici)
• Res4MED/Africa

Le attività di ricerca sono finanziate da fondi istituzionali, da contratti stipulati con aziende private italiane ed estere, oppure da progetti europei (7° e 8°FP, Horizon 2020), INTERREG, italiani (MiUR, MiSE, MATTM) e regionali (POR, FAR FAS) prevalentemente di natura competitiva.