Nome progetto

Metodologie per il coordinamento delle risorse flessibili e distribuite dei sistemi elettrici per l’energia nel nuovo scenario regolatorio

Methodologies for the coordination of power system flexible and distributed resources in the new regulatory framework

Idea Progettuale

Il progetto prevede lo sviluppo di studi e ricerche nell’ambito del coordinamento di reti elettriche gestite da diversi operatori, della gestione delle risorse di flessibilità e della integrazione delle risorse energetiche distribuite. Il progetto si inserisce negli attuali quadri regolatori sulla apertura dei servizi ausiliari di rete alle risorse distribuite, proiettandone gli impatti nello scenario di decarbonizzazione previsto dal Piano Nazionale Energia e Clima 2030. Le risorse distribuite, che comprendono accumulo, demand response e generazione distribuita, oltre a modificare la modalità di esercizio e gestione delle reti di distribuzione, possono garantire funzioni di flessibilità che si aggiungono alle risorse di rete già a disposizione degli operatori di sistema. La disponibilità di molteplici servizi di flessibilità che possono essere applicati ai diversi problemi di sicurezza e gestione operativa delle reti (congestione di linee e corridoi energetici, problemi di tensione, dinamiche di frequenza, etc.), sia a livello locale nelle reti di distribuzione che a livello di trasmissione/bulk power system, richiede lo sviluppo di strategie e metodologie di coordinamento che tengano conto anche della diversa natura degli strumenti e dei sistemi di automazione delle reti, e un approfondimento della problematica della osservabilità e controllabilità delle reti ai più bassi livelli di tensione.

The project is aimed at developing studies and research for the coordination of electrical networks managed by different operators, the management of flexibility resources nad the integration of distributed energy resources. The project is developed within the present regulatory framework that enable distributed resources to provide ancillary services for power grids. Results are expected to projected in the contest of the decarbonisation objectives set by the National Plan on Energy and Climate 2030. Although distributed resources, which might include storage, demand response and distributed generation, impact the way distribution network are operated and managed, they can provide extra flexibility resources available to the system operators. Due to the wide diversity of flexibility resources, which can be exploited for several security and operative problems (such as line and energy corridor congestions, voltage issues, frequency dynamics, etc.) at local level for distribution or transmission/bulk power system, the development of suitable coordination strategies and methodologies is required. These methodologies must take into account the different nature of the tools and the automation systems used for power grids, and require a deeper study of the issues of distribution network observability and controllability.

Campo principale di ricerca (coincidente con l’idea progettuale assegnata)

PE7 Ingegneria dei sistemi e delle comunicazioni: ingegneria elettrica, elettronica, delle comunicazioni, ottica e dei sistemi

PE7 Systems and communication engineering : Engineering Electrical, electronic, communication, optical and systems engineering.

Sottocampo di ricerca

PE7.2 Ingegneria elettrica: componenti e/o sistemi di potenza

PE7.2 Electrical Engineering: power components and/or  systems

Dettagli dell’impegno di ricerca (obiettivi della produttività scientifica e relative caratteristiche qualitative)

Il ricercatore svilupperà metodologie e strumenti per l’analisi, il controllo e l’ottimizzazione delle reti elettriche, con particolare riferimento alla interazione e al coordinamento delle reti gestite dai diversi operatori (ad esempio trasmissione e distribuzione), nella integrazione delle risorse energetiche distribuite e dei servizi di flessibilità forniti da quest’ultime. Ci si attende, in particolare, un contributo nella individuazione di metodologie e tecnologie che garantiscano l’osservabilità delle reti anche ai livelli più bassi di tensione e permettano il controllo delle risorse distribuite quali demand response, accumulo e generazione distribuita. Metodi e strumenti per l’integrazione dei servizi di flessibilità e per il coordinamento tra le reti saranno risolti anche per mezzo di metodologie di co-simulazione e di simulazione real-time power hardware-in-the-loop.

I risultati della ricerca saranno presentati in lavori scientifici di livello adeguato per la pubblicazione su prestigiose riviste internazionali e atti di conferenze, come riviste e conferenze delle collane IEEE, IET, Elsevier.

The researcher will develop tools and methodologies for power system analysis, optimization and control, within the specific framework of coordination of multiple system operators (e.g. transmission and distribution), in the integration of distributed energy resources and of the offered flexibility services. In particular, it is expected a specific contribution in the setting up of methodologies and technologies that can guarantee the observability of power grids, even at lower voltage levels, and permit the exploitation of distributed resources such as demand response, storage and distributed generation. Methods and tools for the integration of flexibility services and for power grids coordination can be solved also by means of co-simulation techniques, real-time simulation and power hardware-in-the-loop tests.

The results of the research will be presented in scientific works of suitable level for publication on prestigious international journals and on proceedings of international conferences such as IEEE, IET, Elsevier journals and conferences.

Dettagli dell’impegno didattico

Assegnazione al minimo di 6 CFU, nell’ambito di insegnamenti afferenti al SSD ING-IND/33

The researcher is required to teach a minimum of 6 ECTS. Subjects will belong to the sector SSD ING-IND/33 (Electric Power System)

Attività di didattica e di didattica integrativa:

Il Ricercatore dovrà svolgere attività didattica per le discipline afferenti al settore oggetto della selezione, relativamente ai corsi di studio triennali, magistrale e di dottorato.

The selected candidate will be involved in teaching activities on subjects related to Electric Power Systems, in Undergraduate, Master of Science, and PhD courses in the framework of the Department course plan.

Competenze richieste

Comprovata esperienza di ricerca e lavorativa nel campo delle monitoraggio, l’analisi, il controllo e l’ottimizzazione dei sistemi di trasmissione, di distribuzione e smart grids. Il candidato deve avere una ottima conoscenza delle metodologie e delle tecnologie per il monitoraggio e il controllo dei sistemi elettrici, delle funzioni di automazione tipiche del energy management systems (EMS) e distribution management system (DMS), degli algoritmi di analisi e controllo delle reti (load flow, continuation load flow, optimal power flow, security constrained optimal power flow, state estimation, etc.). Il candidato deve conoscere le principali architetture e strumenti per l’integrazione delle risorse energetiche distribuite  e della demand response nella gestione operativa dei sistemi elettrici e nei servizi ancillari di rete (ad es. regolazione di tensione e frequenza, bilanciamento, inerzia virtuale). È considerato rilevante il possesso di esperienza nella conduzione di prove di laboratorio nell’ambito della automazione dei sistemi elettrici e una esperienza di simulazione real-time, co-simulazione e test power hardware-in-the-loop.

È desiderabile inoltre che il candidato possa dimostrare una buona esperienza, possibilmente continuativa, nell’insegnamento delle discipline afferenti al settore SSD ING-IND/33.

The candidate should demonstrate proof of research and working experience in the fields of monitoring, analysis, control and optimization, of transmission systems, distribution systems and smart grids. The candidate must possess excellent knowledge of the methodologies and techniques adopted for power system monitoring and control, of the typical automation functions employed in energy management system (EMS) and distribution management system (DMS), of the algorithms used for analysis and control of power grids (load flow, continuation load flow, optimal power flow, security constrained optimal power flow, state estimation, etc.). The candidate must have knowledge of the main architectures and tools adopted for the integration of distributed energy resource and demand response in power system operation and ancillary services (for example for regulating voltage and frequency, power balancing, virtual inertia, etc.). Experience in the carrying out of laboratory activities in the framework of power system automation, real-time simulation and co-simulation, power hardware-in-the-loop tests, will be considered relevant to the position.

It is desirable that the candidate demonstrates a good, and possibly continuous, track of teaching in the disciplines related to the Electrical Power System field (ING-IND/33).

Competenze informatiche richieste

Conoscenza dei principali linguaggi di programmazione e software di calcolo e simulativi per l’analisi dei sistemi elettrici e l’ottimizzazione, e simulazione real-time (ad es. Matlab, Simulink, Fortran, OpenDSS, Gurobi, RT Lab).

Knowledge and expertise of main languages, softwares, simulation tools for power system analysis and optimization, and real-time simulation (e.g. Matlab, Simulink, Fortran, Matpower, OpenDSS, Gurobi, RT Lab).

Servizio agli studenti

Assistenza didattica e tesi di laurea e tirocini

Teaching assistance and thesis projects

Requisiti specifici di ammissione

Titolo di dottore di ricerca o titolo equivalente, conseguito in Italia o all’estero, in tematiche inerenti al s.s.d. ING-IND/33 “Sistemi Elettrici per l’Energia”, nonché fruizione dei contratti di cui all’art. 24, co. 3, lett. a), L. n. 240/2010, ovvero possesso di abilitazione scientifica nazionale alle funzioni di professore di prima o di seconda fascia di cui all’articolo 16 della legge 240/2010, ovvero fruizione, per almeno tre anni anche non consecutivi, di assegni di ricerca ai sensi dell’articolo 51, comma 6, della legge 27 dicembre 1997, n. 449, o di assegni di ricerca di cui all’articolo 22 della presente legge, o di borse post-dottorato ai sensi dell’articolo 4 della legge 30 novembre 1989, n. 398, o di analoghi contratti, assegni o borse in atenei stranieri. Ai fini della maturazione del periodo minimo triennale, sono cumulabili le attività svolte nelle tipologie sopra descritte.