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Tecnologie innovative per l'utilizzo del nuovo tunnel di base del Brennero per il trasporto dell'energia elettrica
No full textDal 1 gennaio 2003 il Dipartimento di Ingegneria Elettrica dell'Università di Padova collabora con il Gestore della Rete di Trasmissione Nazionale (GRTN, società nata dal vecchio ENEL) e con il gestore della rete austriaca del Sud-Tirolo (TIWAG) per valutare la fattibilità tecnico-economica ed ambientale di una nuova linea di trasmissione (a 400 kV) che interconnetta l'Italia e l'Austria.
La Comunità Europea ha deciso di co-finanziare tale studio di fattibilità con 964.000 € (altrettanti ne verranno corrisposti dai tre enti interessati).
Un comunicato stampa nazionale (scaricabile dal sito www.grt.it) ha portato l'opinione pubblica a conoscenza dell'assegnazione di tale finanziamento enfatizzandone l'importanza: "Si tratta di un progetto altamente innovativo, sia dal punto di vista tecnologico sia per il limitato impatto ambientale, che potrà rappresentare un ulteriore passo avanti dell’interconnessione della rete italiana, con ovvi vantaggi in termini di sicurezza ed economia per le imprese e i consumatori. Lo studio di fattibilità individuerà la capacità ottimale di trasmissione di elettricità del collegamento, anche con l’obiettivo di razionalizzare le porzioni di rete di trasmissione italiana e austriaca interessate dal progetto, con conseguenti vantaggi tecnici, economici ed ambientali. Per il sistema elettrico italiano ed europeo il potenziamento delle linee di interconnessione internazionali è una delle esigenze prioritarie - hanno dichiarato il Presidente Machì e l’Amministratore Delegato Parcu. In Italia i consumi di energia elettrica sono in costante crescita, ed è risaputo che il costo di questa energia all’estero è, in questa fase, notevolmente inferiore a quello italiano, così da costituire un’opportunità di risparmio per le imprese e i cittadini. Per questo il Gestore della rete intende favorire, con questa iniziativa, un’occasione di sviluppo per il sistema elettrico italiano, e il finanziamento della Commissione Europea premia i nostri sforzi".
Lo studio di fattibilità analizzerà tutti gli aspetti ingegneristici dell'inserimento di una nuova tipologia di linea elettrica all'interno della galleria di prospezione (galleria ulteriore rispetto alle due mono-binario previste per i treni che viene utilizzata come galleria di soccorso). Si tratta dei cosiddetti GIL ovvero linee di trasmissione isolate in gas: la linea è essenzialmente costituita, per ognuna delle tre fasi, da due conduttori concentrici tubolari (in alluminio). Nel "tubo" più interno viene trasmessa la potenza elettrica mentre quello esterno, oltre che da contenitore del gas (una miscela di aria con bassa percentuale di esafloruro di zolfo), funge da ritorno della corrente di fase. Questa caratteristica consente di avere un sistema altamente eco-compatibile: i campi elettro-magnetici esterni sono infatti quasi totalmente annullati e non c'è alcun impatto visivo. Inoltre queste "linee elettriche" del futuro, costante oggetto di studio nell'ambito del Dipartimento di Ingegneria Elettrica dell'Università di Padova, presentano ingombri molto contenuti, campo magnetico esterno trascurabile ed eccellenti prestazioni (ridotte perdite pur con elevate potenze trasmissibili); esse costituiscono una soluzione compatibile con le gallerie e consentirebbero una forte interconnessione elettrica paneuropea auspicabile per l'imminente operatività del mercato elettrico. Infatti, per quanto riguarda le possibilità e le esigenze attuali di scambi di energia elettrica della rete italiana con quella europea, va sottolineato come "l'energia a buon mercato può venire praticamente solo dall'estero e, per contro, non sono facili le prospettive di ampliamento delle interconnessioni". In particolare sono evidenti le modeste potenze di scambio oggi attuabili con la rete austriaca a fronte di quelle molto più consistenti con la rete francese e svizzera. Ad esempio gli scambi di energia elettrica della rete italiana realizzati nell'anno 2000, subordinati anche a vincoli introdotti da margini operativi riguardanti la sicurezza dell'esercizio, confermano le ridotte possibilità del collegamento a 220 kV Soverzene - Lienz fra Italia e Austria. Manca, infatti, un qualsiasi collegamento a 400 kV tra le due nazioni.
Visto il livello di innovazione di queste nuove linee di trasmissione dell'energia elettrica (ce ne sono solo 100 km in tutto il mondo) lo studio coinvolge oltre agli aspetti ingegneristici anche molti aspetti di ricerca vera e propria: per questo la presenza dell'Università di Padova riveste un ruolo strategico. Sono ormai più di quattro anni che l'unità "Sistemi elettrici per l'energia" del Dipartimento di Ingegneria Elettrica studia le linee blindate isolate in gas: sono apparse più di venti pubblicazione in prestigiose riviste e conferenze italiane e straniere.
Il gruppo di studio può avvalersi di uno staff consolidato nell'ambito dei Sistemi Elettrici composto da ricercatori e docenti.
Il responsabile di questo studio è il nuovo pro-rettore prof. Lorenzo Fellin affiancato dal vice-responsabile ing. Roberto Benato; collaboreranno inoltre ing. Matteo Pittarello, prof. Antonio Paolucci, prof. Roberto Turri, prof. Fabrizio Dughiero, ing. Arturo Lorenzoni.
L'idea di "corridoio multiservizio" è stata ripetutamente proposta e sostenuta dai ricercatori dell'Università Patavina anche per altre realtà oltre a quella della futura linea ferroviaria Fortezza-Innsbruck ed ora che la Comunità Europea ha premiato l'idea con questo finanziamento ci si augura che non venga tralasciata tale irripetibile possibilità per conciliare nello stesso "corridoio" più servizi tecnologici basilari per l'attività umana
Elettrodotti blindati in galleria
No full textDal 1484, anno in cui fu ultimato il "buco di Viso", primo traforo alpino, migliaia di chilometri di gallerie stradali e ferroviarie sono state realizzate "intersecando" le Alpi e la dorsale appenninica. Oggi, sul finire del secondo millennio, Francia/Italia (Moncenisio), Germania/Austria/Italia (Brennero), Svizzera (Gottardo e Lötschberg) progettano nuove gallerie ferroviarie di base lungo le quattro grandi vie di transito. A parte le gallerie di base del Lötschberg e del Gottardo, i cui lavori sono in corso e saranno completati nel 2008 e 2013 rispettivamente, per le altre due direttrici si sta lavorando agli studi di fattibilità. Tali progetti offrono una possibilità unica e irripetibile per conciliare nello stesso "corridoio" più servizi tecnologici basilari per l'attività umana. In questa memoria verrà focalizzata l'attenzione soprattutto sulla coesistenza galleria ferroviaria-trasmissione di energia elettrica tramite la nuova tecnologia degli elettrodotti blindati (Gas insulated transmission lines-GIL).
Queste "linee elettriche" del futuro, costante oggetto di studio nell'ambito del Dipartimento di ingegneria elettrica dell'Università di Padova, presentano ingombri molto contenuti, campo magnetico esterno trascurabile ed eccellenti prestazioni (ridotte perdite pur con elevate potenze trasmissibili); esse costituiscono una soluzione compatibile con le gallerie e consentirebbero una forte interconnessione elettrica paneuropea auspicabile per l'operatività del mercato elettrico.
L’idea di sfruttare sinergie che consentano di recuperare gli alti costi che queste grandi opere comportano, si inquadra nel tentativo di realizzare in maniera ben coordinata "corridoi comuni" allo scopo di soddisfare le molteplici e crescenti esigenze di scambi fra aree di grandi sistemi industrializzati. In questo contesto, merita grande attenzione soprattutto l’opportunità offerta dalle grandi infrastrutture ferroviarie e autostradali future ed esistenti.
In particolare tale concetto sta trovando applicazione anche in occasione dei vari progetti per la costruzione di gallerie ferroviarie (o stradali) paneuropee, che devono essere programmate e coordinate in maniera razionale, allo scopo di configurare, per quanto possibile, ciascuna galleria come "vettore multiservizio".
In questa sede si ritiene doveroso segnalare le possibilità offerte dai trafori alpini, con particolare riferimento al nuovo collegamento ferroviario Bolzano-Innsbruck, essendo essi compatibili con l'installazione di elettrodotti blindati che consentirebbero un notevole incremento degli scambi di energia elettrica Italia-Austria e conseguentemente anche Italia-Nord Europa. La Comunità europea ha prontamente recepito la bontà della proposta, co-finanziando uno studio di fattibilità, durato dal 2002 al 2005, che ha visto quali partner TERNA (in qualità di project leader), il Dipartimento di ingegneria elettrica dell’Università di Padova e l’austriaca TIWAG
PFPD-MCA: A Multiconductor Power Flow
No full textIn this paper, the multiconductor extension of the previously developed three-phase power flow algorithm (named PFPD-3P) is presented. This multiconductor formulation has a general validity for both distribution and transmission networks. An iterative matrix formulation for the solution is throughout expounded. The present method allows computing the electrical quantities of all the network conductors: the active conductors and the passive ones (i. e., OHL ground wires, IC metallic screens/armours, and GIL enclosures). These electrical quantities can be evaluated both at the network busbars and also along the lines. The knowledge of these quantities can be useful to perform: safety evaluations, power quality and electromagnetic compatibility studies. The electrical substations are carefully modelled, by considering the links between the passive conductors of different busbars and the earthing resistance of the meshed earth electrode. The algorithm is implemented in Matlab environment and tested by several fictitious networks. Eventually, in order to confirm the approach accuracy, the multiconductor results are compared with the equivalent single-phase ones and the three-phase power flow commercial software DIgSILENT PowerFactory
Magnetic Field Computation For Gas Insulated Lines Installed In Gallery
No full textThe magnetic field generated by double-circuit gas insulated transmission lines (GIL) has been calculated for tunnel installation. This is not an imaginary situation, but it is the foreseeable installation inside the pilot tunnel of the planned new Bolzano-Innsbruck railway galleries between Italy and Austria. The paper analyses the generated magnetic field inside and outside the tunnel, aiming at optimising the phase sequence arrangement. Proximity effects have also been taken into consideration. Furthermore, the results have been compared with a finite element method, giving a really good agreement
A Three-Phase Power Flow Algorithm for Transmission Networks: A Hybrid Phase/Sequence Approach
No full textIn this paper, the three-phase generalization of a single-phase power flow (named PFPD) developed by the first author is presented. This three-phase formulation is chiefly conceived for HV/EHV transmission network applications, but it preserves a general validity for any power system. An iterative method for the solution achievement is throughout expounded. The algorithm quantitatively aims at investigating the impact of the asymmetrical transmission structures on power systems. This impact is evaluated in terms of voltage and current sequence components. Moreover, discussions on possible improvement actions to enhance the power quality are developed. The algorithm is implemented in Matlab environment and tested by several fictitious networks. Eventually, extensive comparisons in terms of execution time, number of iterations and solution accuracy with the software DIgSILENT PowerFactory are presented
Analisi del Comportamento di una HAWT da 1.5 kW
No full textSystem dynamic modelling and simulation is becoming a powerful and essential design tool. For this reason, this Ph.D. Thesis is devoted to analyse the transient operation conditions’ effects using power plant dynamic models.
In the first part of this dissertation, the dynamic analysis is the core of a procedure developed to predict lifetime reduction on traditional power plant devices. In particular, the plant dynamic model, and its capability of evaluating the trends of
the main thermodynamic parameters, which describe the plant operation during transient conditions, is the base point to identify the most stressed plant devices.
Being fundamental the role played by combined cycle power plants in the liberalized electricity market scenario, a combined cycle power plant is selected as test case. The dynamic model of a single pressure combined cycle power unit is built and the proposed procedure is tested. The results show that the procedure can be considered as a valuable innovative tool to assist power plant designers and operators in order to improve the plant’s flexibility without excessively compromising the integrity of devices subjected to high thermo-mechanical stresses.
The second part of this work underlines the essential role played by the dynamic analysis during the design phase of innovative small-medium size waste heat recovery units on isolated grid. In particular, after a design optimization process, the dynamic behaviour of gas turbines coupled with waste heat recovery units
(ORC, SRC and ABC power units) is tested to verify the grid stability and, in the case of an ORC unit, the working fluid thermochemical stability.
In conclusion, in this dissertation, two different software tools are proposed. In both cases the core is the plant dynamic model. The first tool is able to predict the plant thermodynamic variables and compute the components lifetime reduction
caused by load changes while the second one performs a design and optimization of different waste heat recovery units for stand-alone offshore facilities. The entire plant is then dynamically analysed in order to verify the grid stability and, in the
case of ORC unit, the working fluid thermochemical stability
Accuracy of Computer-Guided Flapless Implant Surgery in Fully Edentulous Arches and in Edentulous Arches With Fresh Extraction Sockets
No full textDistruzione, dispersione, deterioramento, deturpamento, imbrattamento e uso illecito di beni culturali o paesaggistici
No full textDisamina art. 518-duodecies c.p., introdotto con l. 9.3.2022, n. 2
La devastazione ed il saccheggio di beni culturali e paesaggistici
No full textDisamina art. 518-terdecies c.p., introdotto con l. 9.3.2022, n. 2
Sequence impedances of insulated cables: measurements versus computations
No full textThe computation of the sequence impedances is a very important topic for insulated cable systems chiefly in HV and EHV levels. This highlights the importance of using reliable procedures in order to compute these impedances since, up to now, their computations are based on simplified formulae. In this paper, results of some measurement campaigns have been compared with both simplified IEC formulae and advanced matrix procedures based on Multiconductor Cell Analysis (MCA) [1, 2, 3, 4]. MCA considers the cable system in its real asymmetry without simplified and approximated hypotheses. One of the advantages of the MCA is the possibility of supplying the cable system with three sequence voltage phasors and of computing the ratios between voltage and current phasors for each phase.
Both in planning and operating activities, power flow and short circuit studies are always based on the knowledge of the sequence impedances. Furthermore, the correct behaviour of network protection (mainly distance relays) is strictly depending upon their correct settings which are based on the positive-negative and zero sequence impedances. Moreover in the planning phase of a new underground cable (UGC) link the evaluation of its impact on the grid needs to know the sequence impedances.
It is worth remembering that the use of zero, positive-negative sequence impedances Z0, Z1, Z2, is only exact if the system is symmetric since the application of voltage phasors of a sequence causes the circulation of current phasors only of the same sequence so that it is possible to compute the ratios between voltage and current phasors. For cable lines, this assumption is only true if the insulated cables are cross-bonded (CB) with phase transpositions (PTs) or if they are cross-bonded in trefoil arrangement. In all the other cases, the use of the sequence impedances Z0, Z1, Z2 would be theoretically mistaken. Even if an insulated cable is cross-bonded with PTs (or in trefoil arrangement) there could be causes of asymmetry:
minor sections with different lengths, so that the induced currents in the screens are not zeroed;
the presence of joint chambers and terminals which introduce a flat arrangement and a consequent asymmetry;
crossings of possible interfering services or natural obstacles usually overcome by means of directional drillings which can introduce a great spacing between the cables.
If the line length is long enough, the presence of these installation differences can become less important but theoretically they would give always an asymmetric system. In this context, as already highlighted, it would not theoretically licit to refer to the sequence impedances
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