La European Network of Transmission System Operators for Electricity (Entso-E) ha diffuso il suo rapporto tecnico di Fase II sui requisiti di grid-forming, che stabilisce come i generatori, inclusi i sistemi di accumulo basati su inverter, dovranno contribuire alla stabilizzazione della rete elettrica europea.
Il rapporto rappresenta un emendamento di enorme importanza per la prossima versione del Network Code on Requirements for Generators (NC RfG 2.0), che introdurrà obblighi vincolanti di grid-forming per i nuovi impianti di accumulo e di energia rinnovabile con potenza superiore a 1 MW. Un aspetto chiave è che tali obblighi si applicheranno solo a nuove connessioni e a modifiche sostanziali di impianti esistenti.
Una volta adottato dalla Commissione europea, l’Entso-E pubblicherà un Implementation Guidance Document (IGD) per assistere i regolatori nazionali e i gestori di rete; ciascun Paese potrà poi recepire le norme secondo le proprie modalità e tempistiche.
Per gli sviluppatori di sistemi di accumulo, le implicazioni sono immediate: il documento formalizza che l’accumulo e il relativo power conversion system (PCS) dovranno garantire funzioni di controllo della tensione, risposta inerziale e regolazione di frequenza comparabili a quelle di una macchina sincrona, anche durante disturbi di rete, grazie alla funzionalità di inverter grid-forming. (A differenza degli inverter grid-following, che si limitano a seguire le condizioni della rete, le unità grid-forming devono crearle.)
Con l’entrata in vigore delle nuove regole nei vari Paesi UE, potranno essere previsti periodi transitori per agevolare il processo e permettere l’adeguamento tecnologico e normativo.
L’accumulo come generatore virtuale
Le definizioni tecniche contenute nel rapporto forniscono la chiarezza necessaria per l’industria: i sistemi di accumulo dovranno mantenere stabile la tensione anche in presenza di variazioni di frequenza o fase della rete, fornire corrente reattiva quasi istantaneamente e restare sincronizzati senza riferimento esterno. I test di conformità verificheranno che l’impianto di accumulo possa superare cadute di tensione, variazioni improvvise e salti di angolo di fase senza perdere stabilità.
Il documento impone un tempo di reazione inferiore ai 10 millisecondi per la risposta di corrente e un fattore di smorzamento minimo del 5% per le oscillazioni di potenza. I requisiti sono tecnologicamente neutri, ma l’Entso-E ha fissato valori massimi di impedenza e spostato l’attenzione oltre il semplice controllo “droop” e le funzioni frequenza-potenza.
Le nuove regole potrebbero inoltre favorire tecnologie in grado di sostenere rapidi cambi di potenza bidirezionali, come le batterie al litio ad alto C-rate, i convertitori modulari e, potenzialmente, gli approcci ibridi DC-coupled. Va comunque considerato che la tecnologia delle batterie è in rapida evoluzione.
L’Entso-E mantiene anche la sua definizione di inerzia sintetica, basata sul tempo meccanico di avviamento equivalente alla costante di inerzia di una macchina sincrona. Per i sistemi di accumulo ciò comporta la necessità di mantenere riserve di energia capaci di fornire supporto di frequenza su scala millisecondo, anche se la capacità esatta da riservare dipenderà da diversi fattori, come osservato dagli operatori di rete.
Prossime fasi
Il rapporto di Fase II rappresenta un passaggio nel consolidato processo normativo dell’UE per l’adozione delle regolazioni di rete: non è ancora vincolante, ma il quadro tecnico è sostanzialmente definito. Lo standard cita sviluppi e progetti già realizzati nel Regno Unito e in Australia, dove le batterie grid-forming hanno dimostrato di poter fornire un contributo misurabile alla stabilità del sistema.
Successivamente, una volta adottato l’NC RfG 2.0, i criteri saranno recepiti nei singoli codici di rete nazionali tramite i processi di approvazione dei regolatori e degli operatori di rete. A seconda della tipologia di impianto, potranno poi essere introdotti periodi transitori specifici.
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