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Sorgenti multiple e allocazione

Una singola centrale energetica contiene tipicamente più di una sorgente di calore — un'unità di base più un'unità di picco, o una sorgente primaria più una di riserva. TESSA modella ogni sorgente separatamente affinché il dispacciatore possa scegliere tra di esse a ogni ora, il motore dei costi possa sommare correttamente CAPEX e OPEX, e il report possa attribuire energia ed emissioni a ciascun combustibile.

Questa pagina spiega come sono ordinate le sorgenti, come funziona l'algoritmo di dispacciamento a ordine di merito e come il carico è ripartito quando una rete ha più centrali energetiche. Per i campi dati di ciascuna sorgente, vedere Modello dati di reti e sorgenti di calore. Per come la distribuzione del calore alimenta il resto della simulazione, vedere Perdite di calore e simulazione.

Sorgenti all'interno di una centrale energetica

flowchart TD EC["⚙️ Energy center"] EC --> HS1["🔥 Source 1 — order 1<br/>e.g. heat pump (base load)"] EC --> HS2["🔥 Source 2 — order 2<br/>e.g. gas boiler (peaking)"] EC --> HS3["🔥 Source 3 — order 3<br/>e.g. electric boiler (back-up)"] classDef ec fill:#ffccbc,stroke:#bf360c,stroke-width:2px,color:#bf360c classDef src fill:#fff3e0,stroke:#ED6000,stroke-width:2px,color:#bf360c class EC ec class HS1,HS2,HS3 src

Ogni sorgente ha un ordine — un numero intero positivo che determina la sua posizione nella sequenza di dispacciamento. L'ordine 1 è la sorgente di base (parte per prima, funziona di più); l'ordine 2 copre ciò che l'ordine 1 non riesce a coprire; e così via. Una sorgente con ordine ≤ 0 è considerata disabilitata e non viene mai dispacciata.

Le sorgenti sono create con numeri d'ordine sequenziali nell'ordine in cui vengono aggiunte alla centrale energetica. È possibile cambiare l'ordine in qualsiasi momento utilizzando lo strumento Allocation strategy setter.

Dispacciamento a ordine di merito

TESSA utilizza attualmente un'unica strategia di dispacciamento: MERIT_ORDER.

A ciascuno degli 8760 passi temporali orari, il dispacciatore scorre le sorgenti presso una centrale energetica in ordine crescente di numero:

flowchart TD A["Hour t: net demand at EC = P_demand"] A --> B["Load source with order 1<br/>up to its rated_power_useful"] B --> C{Demand met?} C -->|No| D["Load source with order 2<br/>up to its rated_power_useful"] D --> E{Demand met?} E -->|No| F["Load source with order 3<br/>…"] F --> G{Demand met?} G -->|No| R["⚠️ Residual Load Source<br/>tracks unmet demand"] C -->|Yes| Z["✅ Hour t complete"] E -->|Yes| Z G -->|Yes| Z R --> Z classDef dispatch fill:#fff3e0,stroke:#ED6000,stroke-width:1.5px,color:#bf360c classDef warn fill:#ffccbc,stroke:#bf360c,stroke-width:2px,color:#bf360c classDef done fill:#a5d6a7,stroke:#1b5e20,stroke-width:2px,color:#1b5e20 class A,B,D,F dispatch class R warn class Z done

Ogni sorgente si carica fino al suo rated_power_useful (la sua capacità installata erogata alla rete). Qualsiasi domanda residua passa alla sorgente successiva nell'ordine. Questo continua finché la domanda non è soddisfatta oppure tutte le sorgenti sono esaurite.

La sorgente di carico residuo

Se la capacità installata combinata di tutte le sorgenti presso una centrale energetica è insufficiente a soddisfare la domanda di picco, TESSA crea automaticamente una "Residual Load Source" virtuale collegata alla prima centrale energetica. Nel modello non ha costo del combustibile né emissioni — si limita a tracciare il deficit non soddisfatto ora per ora.

La presenza di una sorgente di carico residuo nei risultati è un segnale che il portafoglio installato è sottodimensionato. Occorre aggiungere capacità (aumentare la potenza nominale di una sorgente, o aggiungere una nuova sorgente) e rimuovere la sorgente residua virtuale prima di finalizzare lo studio.

Principi di ordinamento

Il concetto di ordine di merito si mappa direttamente sulla logica economica e operativa:

Ordine Tipo di sorgente tipico Perché
1 Pompa di calore, geotermia, calore di scarto Basso costo marginale; funziona il maggior numero di ore possibile
2 Caldaia a biomassa, solare termico Costo marginale medio; colma i vuoti lasciati dall'ordine 1
3 Caldaia a gas, caldaia a gasolio Costo marginale elevato; solo rasatura dei picchi
4+ Caldaia elettrica, riserva di emergenza Costo marginale molto elevato o disponibilità limitata

TESSA non impone questa convenzione — è possibile assegnare qualsiasi ordine si desideri. Il dispacciatore utilizza semplicemente i valori interi impostati.

Impostare e cambiare l'ordine delle sorgenti

Quando si aggiungono sorgenti a una centrale energetica, esse ricevono i numeri d'ordine 1, 2, 3, … nella sequenza in cui vengono aggiunte. Per cambiare l'ordine:

  1. Aprire la centrale energetica nell'editor della rete.
  2. Selezionare una sorgente e utilizzare lo strumento Allocation strategy setter.
  3. Inserire il nuovo numero d'ordine. Lo strumento verifica che nessuna coppia di sorgenti attive condivida lo stesso ordine.

Attualmente è supportato solo MERIT_ORDER. Il dispacciamento a quote uguali e a frazione fissa sono nella roadmap di prodotto.

Più centrali energetiche in una rete

Una rete può avere più di una centrale energetica. Ogni centrale energetica dispaccia in modo indipendente il proprio portafoglio di sorgenti; il carico che ciascuna EC vede è determinato dalla soluzione idraulica.

flowchart LR EC1["⚙️ Energy center 1<br/>HP + gas boiler"] EC2["⚙️ Energy center 2<br/>gas boiler (peaking)"] EC1 -->|backbone| J1["●"] EC2 -->|backbone| J2["●"] J1 ---|trunk| J2 J1 -->|connector| BS1["🔌 Substation A"] J1 -->|connector| BS2["🔌 Substation B"] J2 -->|connector| BS3["🔌 Substation C"] J2 -->|connector| BS4["🔌 Substation D"] classDef ec fill:#ffccbc,stroke:#bf360c,stroke-width:2px,color:#bf360c classDef bs fill:#ffe0b2,stroke:#e65100,stroke-width:1.5px,color:#bf360c classDef cp fill:#ffffff,stroke:#bf360c,stroke-width:1.5px,color:#bf360c class EC1,EC2 ec class BS1,BS2,BS3,BS4 bs class J1,J2 cp

In TESSA non esiste un'assegnazione esplicita di "zone". Il risolutore idraulico determina quale centrale energetica alimenta quali sottostazioni in base alle resistenze delle tubazioni — le sottostazioni vicine alla EC 1 sono naturalmente servite dalla EC 1, e quelle vicine alla EC 2 dalla EC 2, ma il confine si sposta con il carico e la temperatura. In un progetto tipico:

  • La EC 1 (costo marginale inferiore) funziona con maggiore utilizzo e serve il nucleo della rete.
  • La EC 2 (costo marginale superiore) si attiva nelle ore di picco e può servire una sottozona idraulicamente più vicina ad essa.

Se si desidera forzare una determinata zona di alimentazione, lo si fa attraverso la topologia della rete — non collegando una dorsale tra le due centrali energetiche, ciascuna EC serve solo le sottostazioni direttamente collegate ad essa.

Risultati delle sorgenti dopo il dispacciamento

Dopo la simulazione, ogni sorgente porta con sé un insieme completo di risultati orari e annuali:

Campo Descrizione
rated_power_useful Capacità che eroga calore alla rete (kW)
rated_power_final Corrispondente consumo di energia finale (kW)
annual_energy_useful Calore annuo fornito alla rete (kWh)
annual_energy_final Combustibile o elettricità annui consumati (kWh)
full_load_hours Ore equivalenti a pieno carico

La curva di fornitura oraria (una riga per ogni ora dell'anno) registra potenza, energia, consumo di combustibile ed emissioni di CO₂ a ogni passo temporale. Questi valori confluiscono nella ripartizione per sorgente del report dello scenario e nel calcolo del costo del combustibile del modello finanziario.

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