Newton-Krylov-Schwarz method for distributed power flow modelling and related applications

European Electricity grid is one of the most complex grids in the world. The increasing penetration of REnewable Energy Sources (RES) sets new challenges in grid management, stressing Transmission System Operators (TSOs) to increase collaboration so as to ensure high quality and reliable transportation of electricity. Cross-border flows are nearly fixed and only allow limited flexibility for grid management. Data privacy among TSOs is still an issue. The purpose of this work has been to build a Distributed Load Flow solver for better cross-border flow management while allowing for data privacy. The model exploits an Inexact Newton Method, the Newton-Krylov-Schwarz method, available in PETSc libraries.

La rete elettrica Europea è una delle più complesse al mondo. La sempre maggiore penetrazione delle energie rinnovabili stabilisce nuove sfide nella gestione delle reti elettriche, incentivando gli operatori di rete (TSOs) ad aumentare la collaborazione al fine di garantire il trasporto efficiente e affidabile di energia elettrica. I flussi inter-zonali sono perlopiù fissati e permettono solamente una limitata flessibilità nella gestione della rete. La condivisione delle informazioni tra TSOs è ancora un problema. Lo scopo di questo lavoro è stato di costruire un tool di calcolo distribuito per la risoluzione del problema di load flow, al fine di migliorare la gestione dei flussi interzonali e allo stesso tempo garantire privacy nelle informazioni. Il modello sfrutta un metodo di Newton inesatto, noto come Newton-Krylov-Schwarz, disponibile in una libreria di calcolo, PETSc.