PROSPETTIVE DI UTILIZZO DEI RISULTATI DEL MONITORAGGIO DI QUALITA’ DELLA TENSIONE

1. PROSPETTIVE DI UTILIZZO DEI RISULTATI DEL MONITORAGGIO DI QUALITA’ DELLA TENSIONE Luca Lo Schiavo lloschiavo@autorita.energia.it Autorità per l’energia elettrica e il gas Direzione consumatori e qualità del servizio, vicedirettore CEER EWG EQS TF, delegate for power quality Milano, Auditorium CESI 3 luglio 2006 Questa presentazione non costituisce un documento ufficiale dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas. Tutti i documenti ufficiali possono essere scaricati dal sito internet www.autorita.energia.it Autorità per l'energia elettrica e il gas

2. Ringraziamenti SOMMARIO • Il monitoraggio della qualità della tensione nel quadro della regolazione della qualità • Iniziative già assunte: contratti per la qualità • Iniziative in corso: assessment della potenza di corto circuito sulle reti di distribuzione • Iniziative in corso: ricerca sui costi dei clienti per effetto delle microinterruzioni • Iniziativa CEER per la revisione della norma EN 50160 • Conclusioni Autorità per l'energia elettrica e il gas

3. SOMMARIO • Il monitoraggio della qualità della tensione nel quadro della regolazione della qualità • Iniziative già assunte: contratti per la qualità • Iniziative in corso: assessment della potenza di corto circuito sulle reti di distribuzione • Iniziative in corso: ricerca sui costi dei clienti per effetto delle microinterruzioni • Iniziativa CEER per la revisione della norma EN 50160 • Conclusioni Autorità per l'energia elettrica e il gas

4. UN BILANCIO DI SINTESI • Continuità del servizio • Continua la riduzione dei minuti persi per cliente • Numero di interruzioni lunghe e brevi: in miglioramento ma ritardo nei confronti internazionali • Nuovi standard individuali per clienti MT in vigore dal 2006 • Nuova norma CEI sulla manutenzione cabine di utenza MT • Qualità della tensione • Avviato il sistema di monitoraggio CESI/RdS sulla MT • Partecipazione dei clienti e delle imprese distributrici • Installato il sistema di monitoraggio AT TERNA e imprese • Trasmissione • Pubblicati i livelli attesi di qualità sulla RTN • Pubblicati i livelli minimi convenzionali potenza di c.to c.to • Regole tecniche di connessione utenza MT • Gruppo di lavoro 136 presso il CEI Autorità per l'energia elettrica e il gas

5. Miglioramenti della continuità del servizio: minuti persi Autorità per l'energia elettrica e il gas

6. Miglioramenti della continuità del servizio: convergenza territoriale Autorità per l'energia elettrica e il gas

7. Miglioramenti della continuità del servizio: num. interruzioni lunghe Autorità per l'energia elettrica e il gas

8. Campagna di monitoraggio sulle reti di distribuzione MT: obiettivi • Sensibilizzare i clienti sulle opportunità offerte dai contratti per la qualità e misurazione individuale • Raccogliere elementi conoscitivi sulle reali performances delle reti di distribuzione • Correlare i dati raccolti alle caratteristiche costruttive e di esercizio delle reti di distribuzione • Riconsiderare i valori di riferimento internazionali di qualità della tensione affinchè siano rappresentativi dei sistemi elettrici europei • Valutare l’introduzione di nuovi obblighi di misurazione della QT e, in seguito, forme di regolazione economica Autorità per l'energia elettrica e il gas

9. SOMMARIO • Il monitoraggio della qualità della tensione nel quadro della regolazione della qualità • Iniziative già assunte: contratti per la qualità • Iniziative in corso: assessment della potenza di corto circuito sulle reti di distribuzione • Iniziative in corso: ricerca sui costi dei clienti per effetto delle microinterruzioni • Iniziativa CEER per la revisione della norma EN 50160 • Conclusioni Autorità per l'energia elettrica e il gas

10. Contratti per la qualità Caratteristiche • Livello concordatodi qualità • Premio annuo pagato dal cliente(escluso dal vincolo ai ricavi del distributore) • Rimborso al clientenel caso di mancato rispetto del livello concordato di qualità Introduzione di elementi di mercato nel rapporto tra imprese distributrici e clienti sia del mercato libero che del mercato vincolato. Strumento volontario concordato tra imprese distributrici e clienti finali, con possibile ruolo di aggregazione anche per i venditori Necessaria misurazione individuale della qualità della tensione per almeno un anno prima della definizione Autorità per l'energia elettrica e il gas

11. Misurazione individuale della continuità e della qualità della tensione • Le imprese distributrici, su richiesta dei clienti, hanno l’obbligo di installare un registratore individuale di interruzioni conforme alle norme tecniche vigenti CEI EN 50160 e CEI EN 61000-4-30 (con costi a carico del cliente). • I clienti hanno facoltà di installare un proprio registratore purchè conforme alle norme tecniche vigenti. • Possibile utilizzare schede sulle protezioni per la registrazione anche solo di alcune caratteristiche purchè conformi alle norme tecniche vigenti. Possibile adeguamento del Testo Integrato per tenere conto dei limiti di incertezza della misura se effettuata con trasduttori in esercizio Autorità per l'energia elettrica e il gas

12. SOMMARIO • Il monitoraggio della qualità della tensione nel quadro della regolazione della qualità • Iniziative già assunte: contratti per la qualità • Iniziative in corso: assessment della potenza di corto circuito sulle reti di distribuzione • Iniziative in corso: ricerca sui costi dei clienti per effetto delle microinterruzioni • Iniziativa CEER per la revisione della norma EN 50160 • Conclusioni Autorità per l'energia elettrica e il gas

13. Tipologie di potenza di cortocircuito Fonte: GdL CEI 136 Autorità per l'energia elettrica e il gas

14. Livello minimo di potenza di corto circuito Motivi di interesse del regolatore • Forte correlazione con qualità della tensione • Richiede investimenti strutturali • Vantaggi indiretti anche su altri aspetti di performance delle reti (es. perdite) • Semplicità relativa (rispetto al monitoraggio QT) • In logica evoluzione dopo: • Regolazione della durata per ambiti territoriali  effetti prevalenti: telecontrollo e automazione • Regolazione del numero di interruzioni per clienti  passaggio a neutro compensato • Monitoraggio qualità della tensione su reti AT e MT  disponibilità di misure di QT Autorità per l'energia elettrica e il gas

15. Potenza di cortocicuito Neutro compensato Telecontr. eautomazione Evoluzione regolatoria e stimolo agli investimenti Oggetto della regolazione Qualità tensione Numero interruzioni Durata interruzioni Tipologia di investimenti Non strutturali Strutturali Autorità per l'energia elettrica e il gas

16. Complessità della relazione tra potenza c.to c.to (SCC) e variaz. tens. (Du) Trasmissione Cliente Variazione di richiesta di potenza Distributore Progetto di rete Scc Variazione di tensione Esercizio e gestione della della rete Caratteristiche impianto utenza Generazione distribuita Altri clienti Autorità per l'energia elettrica e il gas

17. Valutazione semplificata delle variazioni rapide di tensione S utente A B Punto di Consegna Zcc , monte Un MT , , sono coefficienti dipendenti dal rapporto Xcc/Rcc e dal cos relativo alla Sutente AT Autorità per l'energia elettrica e il gas

18. Valutazione semplificata delle V rapide su MT Con g =1 si commette un errore di tipo conservativo Autorità per l'energia elettrica e il gas

19. Caratterizzazione degli utenti mediante parametro Ktai fini delle U rapide La variazione di potenza Sutente che l’utente richiede nel funzionamento ordinario è in generale funzione della tipologia specifica di utente e può essere correlata alla potenza nominale Sn dell’utente stesso Autorità per l'energia elettrica e il gas

20. Possibili valori delparametro Kt Verifica sperimentale di queste ipotesi attraverso il monitoraggio delle variaz.rapide Autorità per l'energia elettrica e il gas

21. Ipotesi di relazione semplificata tra SCC e variazione rapida di tensione (Du) Trasmissione Cliente Variazione di richiesta di potenza Distributore Progetto di rete Scc Variazione di tensione Esercizio e gestione della della rete Caratteristiche impianto utenza Generazione distribuita Altri clienti Autorità per l'energia elettrica e il gas

22. Analisi su RTN - Utenti Analisi su RTN - Utenti Autorità per l'energia elettrica e il gas

23. Analisi su RTN - Utenti Analisi su RTN - Utenti Autorità per l'energia elettrica e il gas

24. Impatto della Scc,AT e della taglia del trasformatore AT/MT sulla Scc,MT 250 225 200 AT 500 MVA con trasformatori < 40 MVA AT 2000 MVA con trasformatori < 40 MVA 175 AT 500 MVA con trasformatori 63 MVA 150 Scc [MVA] 125 100 75 50 25 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Nodi MT di una rete test Per i nodi con le Scc più basse l’impatto della Scc,AT risulta trascurabile così come la taglia dei trasformatori. AEEG ha richiesto ai distributori informazioni sulla Scc e Sn di tutti i nodi MT sottesi alle sbarre soggette al monitoraggio di qualità della tensione Autorità per l'energia elettrica e il gas

25. SOMMARIO • Il monitoraggio della qualità della tensione nel quadro della regolazione della qualità • Iniziative già assunte: contratti per la qualità • Iniziative in corso: assessment della potenza di corto circuito sulle reti di distribuzione • Iniziative in corso: ricerca sui costi dei clienti per effetto delle microinterruzioni • Iniziativa CEER per la revisione della norma EN 50160 • Conclusioni Autorità per l'energia elettrica e il gas

26. Costi delle microinterruzioni Un’idea nata dalla consultazione • Dotare i clienti partecipanti di un diario di bordo per la registrazione degli effetti delle “microinterruzioni” (buchi e transitorie) • Permette analisi ex-post grazie all’incrocio con le registrazioni di qualità della tensione Un progetto assegnato al Dip. Ing. Gestionale • Prevalenza degli aspetti di economia industriale sugli aspetti tecnici (elettrotecnici) • Dialogo con imprese clienti e analisi dei costi • Interviste approfondite prima del lancio del “diario di bordo” • Collaborazione delle associazioni imprenditoriali Autorità per l'energia elettrica e il gas

27. Costi delle microinterruzioni Per ogni fermata del processo dovuta a microinterr. • Nell'istante di fermata: si avranno probabilmente dei semilavorati da scartare ed eventualmente il danneggiamento di utensili e macchinari; • Durante la fermata: si avrà una parte del personale inattivo. Ovvero, probabilmente impegnato nella riparazione di macchinari e componenti danneggiati e nel riavvio del processo invece di essere impegnato in attività produttive; • Durante il riavvio: in questa fase la produzione potrebbe avvenire a intensità ridotta e/o potrebbe aversi una produzione difettosa; • Dopo l’evento: sarà eventualmente necessario recuperare la produzione mancata Possibilità di incrociare i dati sui costi con i dati sugli eventi di microinterruzioni rilevati dal monitoraggio di qualità della tensione Autorità per l'energia elettrica e il gas

28. Costi delle microinterruzioni Risultati attesi • Valutare i costi sostenuti dai clienti industriali per le microinterruzioni • Buchi di tensione • Interruzioni transitorie • Fornire una stima dell’entità dei costi economici subiti dall’apparato produttivo italiano a seguito delle microinterruzioni • Metodologia di stima dei costi delle microinterruzioni • Strumento utile alle imprese per valutare investimenti o modifiche agli impianti • Estendibile ad altri disturbi di power quality • Indicazioni preliminari per possibili interventi regolatori Autorità per l'energia elettrica e il gas

29. SOMMARIO • Il monitoraggio della qualità della tensione nel quadro della regolazione della qualità • Iniziative già assunte: contratti per la qualità • Iniziative in corso: assessment della potenza di corto circuito sulle reti di distribuzione • Iniziative in corso: ricerca sui costi dei clienti per effetto delle microinterruzioni • Iniziativa CEER per la revisione della norma EN 50160 • Conclusioni Autorità per l'energia elettrica e il gas

30. 3° Rapporto CEER di Benchmarking sulla qualità del servizio (2005) Cap. 4: Qualità della tensione • Interesse crescente dei regolatori per la QT • In alcuni Paesi europei sono disponibili dati rilevati da sistemi di monitoraggio della QT (HU, NO, IT, CZ) • In alcuni Paesi europei esistono standard di QT più stringenti di quelli indicati dalla EN 50160: - variaz.lente - rapide - armoniche - flicker Autorità per l'energia elettrica e il gas

31. Growing importance of voltage quality issues for customers Severe costs for customers because of poor quality: • Norway: estimated annual costs for end-users related to long interruptions: 64 – 79 M€; short interruptions: 47 – 66 M€; voltage dips 21 – 41 M€ (research based on customer survey 2002) • Sweden: estimated annual costs for end-users related to long interruptions: 147 M€ (research 2003 based on customer survey); estimated annual costs for industrial customers related to short interruptions and voltage dips: 105 – 157 M€ (actual costs) • France: actual value of compensations paid to customers for damages: 36 M€ (2004, only LV-MV customers) • Italy: research on customer costs for poor voltage quality (interruptions and dips) based on a survey on a sample of 206 industrial firms (see graph, in €/kW contracted) source: Chiumeo et al, paper n.356, Proceedings CIRED 2005 Autorità per l'energia elettrica e il gas

32. Voltage quality definitions and measurements The need of consensus in improving definitions: Example 1 – interruption/dip thresholds and tables • Interruptions • According to EN 50160 when the voltage is below 1 % of the nominal or declared value. • TR/IEC 61000-2-8 recommends that the threshold for interruptions is 10 % of the nominal or declared value. • Voltage dips • According to EN 50160 when the voltage is between 1 and 90 % of the nominal or declared value. No classification of dips severity. • TR/IEC 61000-2-8 recommends a table of classifications. • IEEE P1564 proposes some voltage-sag tables for classification of dips severity according toretained voltage and duration; in one of them dip threshold is 80% source: CIGRÉ JWG C4.07 “PowerQuality Indexes and Objectives”, 2004 Autorità per l'energia elettrica e il gas

33. Voltage quality definitions and measurements The need of consensus in improving definitions: Example 2 – Rapid voltage changes specifications • Rapid voltage changes: are defined differently in existing standards • EN 50160: one definition A single rapid variation of the rms value of a voltage between two consecutive levels which are sustained for definite but unspecified durations • IEC 61000-4-30: describes it in an informative annex • IEC 61000-3-3: another more precise definition Voltage change characteristic,∆U(t) Maximum voltage change characteristic,∆Umax Steady-state voltage change, ∆Uc Autorità per l'energia elettrica e il gas

34. Voltage quality responsibility Consistency among technical standards • Essential to have consistency with other standards. • Consistency between what quality is supplied by the grid company and what quality the end-users equipments are designed for. • Example: voltage dipsthe Information Technology Industry Council Curve (ITIC) describes the tolerance of equipment to voltage disturbances Autorità per l'energia elettrica e il gas

35. Summing up regulators’ expectations • Avoid ambiguity in definitions and measurement • f.i.: voltage dips and swells, rapid voltage changes • international consensus for improving VQ measurement • For the sake of higher customer protection: • indicative values have too many drawbacks • required levels shall apply for 100% of normal operating time • specify emergency operating conditions (back-feed, F.M.) • Compulsory standards differentiated according to: • territory or customers’ density • network characteristics (neutral grounding; active/passive) • Consistency among all standards (responsibilities) • Balance between technical requirements and their economical consequences (cost/benefit analysis) Utilizzo dei dati del monitoraggio per proporre al Cenelec nuovi livelli di riferimento per la revisione della EN 50160 Autorità per l'energia elettrica e il gas

36. SOMMARIO • Il monitoraggio della qualità della tensione nel quadro della regolazione della qualità • Iniziative già assunte: contratti per la qualità • Iniziative in corso: assessment della potenza di corto circuito sulle reti di distribuzione • Iniziative in corso: ricerca sui costi dei clienti per effetto delle microinterruzioni • Iniziativa CEER per la revisione della norma EN 50160 • Conclusioni Autorità per l'energia elettrica e il gas

37. Il monitoraggio della QT è una piattaforma di conoscenza… Regolazione economica e meccanismi di mercato Contrattiper la qualità Potenza di corto circuito Valore per i clienti Standard di output Requisitistrutturali Monitoraggio QT Trasparenza (es. connessione) Revisione EN 50160 Regolazione tecnica e self-regulation …utile per diverse applicazioni regolatorie Autorità per l'energia elettrica e il gas

38. La qualità del servizio è un risultato di sistema Per migliorare la qualità serve il contributo attivo di tutti gli attori del sistema: • Imprese di distribuzione e trasmissione • Registrazione puntuale degli eventi • Investimenti, manutenzione e esercizio rete • Formazione del personale • Imprese di vendita • Aggregazione della domanda (es. contratti qualità) • Clienti finali • Selettività e coordinamento delle protezioni • Registrazione individuale dei disturbi di tensione • Regolatore • Proposte motivate e processi di consultazione ampi • Survey delle aspettative e della soddisfazione clienti • Mondo dell’Università, della ricerca, delle associazioni … Autorità per l'energia elettrica e il gas

39. Il dialogo possibile tra ricerca e regolazione sul tema della qualità del servizio • Ricerca di sistema: forte attenzione alle tematiche di governo del sistema e alla ricerca prenormativa • Partecipazione attiva alle consultazioni in particolare sulle materie più tecniche e nei gruppi di lavoro CEI • Progetti di ricerca multidisciplinare (Convenzioni con Università, coinvolgimento di discipline economico-tecniche) • Confronti internazionali (sede CEER, CENELEC, Cired, Cigré, IEEE, etc.) • Formazione e education(stage, corsi, master, etc.) • Divulgazione e informazione(pubblicazioni, riviste, convegni, materiali, etc.) Autorità per l'energia elettrica e il gas

40. Per saperne di più... www.autorita.energia.it > Attività istituzionale > Documenti per la consultazione > Delibere e relazioni tecniche > delibera 4/04: testo integrato qualità (2004-07) > delibera 1/06: piano triennale 2006 - 2008 > Elettricità > Qualità > dati di continuità del servizio (aggiornam. 2005) > dati di qualità tensione (link al sito RdS) … grazie per l’attenzione Autorità per l'energia elettrica e il gas