SISTEMI ELETTRICI PER L’ENERGIA

Sistemi elettrici stazionari

• 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 assesment, supporto decisionale per Transmission System Operators (TSO), 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 - DTR, schermatura attiva di elettrodotti, impatto visivo ed elettromagnetico, HVDC, reti in corrente continua
• Impianti termoelettrici di grande taglia. Modellazione, e relative simulazioni, per studi di incremento delle prestazioni dinamiche, ampliamento dei limiti di capability, partecipazione a procedure di ripristino del sistema dopo blackout, flessibilizzazione degli impianti
• Smart grids e Generazione distribuita. Ottimizzazione di large-scale Virtual Power Plants - VPP 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 (EMS) e Power Management Systems (PMS), 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 yards. Analisi e ideazione di sistemi ibridi di alimentazione dei cantieri, di gestione intelligente e a sicurezza aumentata

   

Sistemi di accumulo dell’energia

• Sistemi di accumulo elettrici e ibridi. Modellazione e simulazione di batterie, supercondensatori, ibridi, accumulo in aria compressa e liquida, power to gas
• Dimensionamento e gestione. Dimensionamento e ottimizzazione dell’esercizio di sistemi di accumulo integrati sia in sistemi stazionari che mobili, mediante criteri deterministici e probabilistici
• Prove di laboratorio. Prove di prestazione e di invecchiamento su batterie elettrochimiche e supercondensatori

Sistemi elettrici mobili

• Veicoli elettrici e ibridi. Ideazione e analisi di powertrain ibridi innovativi, loro modellazione e simulazione object-oriented, identificazione delle logiche ottimali di gestione energetica, dimensionamento ottimo dei componenti, sviluppo e test di prototipi e dimostratori. 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.

   

Sistemi di simulazione

• Il gruppo di ricerca collabora con la Modelica Association e l'Open Source Modelica Consortium (OSMC) 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.

   

Collaborazioni

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

Finanziamento

• 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.