Procedure innovative per la riconfigurazione delle reti di distribuzione in Valle d'Aosta

Distribution network reconfiguration could be defined as a management of the distribution feeders topological structures by changing the open/closed states of switches. Distribution System Operators (DSOs) can use this tool in order to guarantee high levels of power quality, low real power losses and maximum penetration of Distributed Generation (DG). This thesis describes the activity dedicated to develop new methodologies of analysis about distribution network reconfiguration with the aims to increase energy efficiency and to maximize the capacity of the network to accept DG (Hosting Capacity, HC). The proposed algorithms have been used to evaluate the impact of reconfiguration on two real distribution networks, the activity has been developed with the collaboration of the DSO Deval, owner of the distribution electric networks in Valle d’Aosta; the two test systems have very different features because one is located in a mountain area, the Rhêmes valley, and the other one in a town, the Aosta city. The developed algorithms worked in the right way, giving results which can be directly used by Deval in “real life” operation of the grid. Focusing on the targets, results show that losses are not far from those get by standard network configurations used by Deval; on the other hand, the HC maximization results to be much more complex to be managed adopting procedures based on experience and knowledge of the grid, so the developed algorithms are very useful tools for performance evaluation. In practice, it is reasonable to use the network reconfiguration tool with a multi-objective logic.

La riconfigurazione di una rete di distribuzione è il processo attraverso il quale si interviene sulla topologia della rete mediante la variazione dello stato dei dispositivi di automazione presenti lungo le diverse linee. Le società di distribuzione (Distribution System Operators, DSO) possono utilizzare questo strumento al fine di garantire elevati livelli di qualità del servizio, perdite ridotte o per migliorare la capacità del sistema di integrare Generazione Diffusa (GD). L’attività descritta nella presente tesi consiste nello sviluppo di nuove metodologie di analisi per la riconfigurazione delle reti di distribuzione in Media Tensione con gli intenti di aumentarne l’efficienza energetica e di massimizzare la capacità di accoglimento (Hosting Capacity, HC) di produzione da GD. Gli algoritmi sviluppati sono stati utilizzati per analizzare l’impatto della riconfigurazione su due reti di media tensione corrispondenti a sistemi reali, l’attività di tesi è infatti stata sviluppata in forte collaborazione con la società Deval, concessionaria del servizio di distribuzione dell’energia elettrica per la Valle d’Aosta; i due sistemi test presentano caratteristiche fortemente diversificate riferendosi l’una ad un contesto montano, la val di Rhêmes, e l’altra ad un contesto cittadino, la città di Aosta. Le procedure di analisi sviluppate hanno dimostrato di operare correttamente, fornendo risultati interessanti, tanto da consentire una diretta applicazione sul campo. Considerando singolarmente le funzioni obiettivo analizzate, si è rilevato come la riduzione delle perdite permetta miglioramenti marginali rispetto agli assetti standard, selezionati da Deval per merito dell’esperienza; contrariamente, la massimizzazione della HC in base alle pratiche di esercizio risulta tipicamente di difficile attuazione, per cui le procedure sviluppate si configurano come strumento quasi indispensabile per un’effettiva quantificazione delle performance associate ad ogni possibile assetto di esercizio. In termini pratici, è ragionevole ritenere che lo strumento riconfigurazione di rete debba essere usato rispetto ad una logica multi-obiettivo.