Fibre ottiche: le attività del CT86

Come dettagliato oltre, il CT 316 è un Comitato di sistema, che elabora le norme tecniche di connessione degli utenti alle reti di distribuzione: la Norma CEI 0-16 per le connessioni alle reti MT (e in parte AT), e la Norma CEI 0-21 per le connessioni alle reti BT.

Queste due Norme si inscrivono in un quadro di riferimento stabilito da ARERA, l’Autorità nazionale di Regolazione per Energia Reti e Ambiente, in materia di connessione degli utenti alle reti di distribuzione.

Infatti, mentre ARERA ha competenze proprie per definire tramite delibere il processo di connessione dal punto di vista economico e procedurale (costi da sostenere; responsabilità e tempistiche in capo ai soggetti coinvolti), la regolazione tecnica della connessione (quali componenti impiegare; quali protezioni predisporre, e con quali regolazioni; quali apprestamenti di sicurezza prevedere) necessita competenze specifiche in materia, ed è pertanto demandata al CEI.

Le norme preparate dal CT 316 ai fini della regolazione tecnica delle connessioni degli utenti sono di conseguenza norme assai particolari. Infatti, mentre le norme CEI costituiscono un riferimento assunto a regola d’arte in virtù della Legge n. 186 del 1968, le norme tecniche di connessione assumono il connotato di obbligatorietà, proprio in quanto richiamate da opportuni provvedimenti del regolatore (ARERA), che ne rendono necessaria l’applicazione durante il processo di connessione.

Le norme tecniche di connessione CEI 0-16 e CEI 0-21 rappresentano il miglior compromesso tra:

• le esigenze di qualità di servizio ed elevate prestazioni delle reti, tipicamente espresse dalle imprese di distribuzione, e
• le esigenze di semplificazione e di contenimento dei costi, particolarmente sentite dagli utenti.

Queste esigenze diverse (ed in alcuni tratti, contrapposte) trovano il loro luogo naturale nel Comitato Tecnico 316, dove il CEI ha reso disponibili, sia direttamente sia tramite opportune relazioni con altri Comitati Tecnici, tutte le competenze necessarie, compresa quella della stessa l’Autorità, presente con propri delegati presso il nostro comitato tecnico.

Una volta che il testo normativo, dopo discussione in Comitato ed invio a inchiesta pubblica da parte del CEI, è pubblicato sotto forma di Norma, è necessario che tutti gli attori del processo di connessione conformino i propri comportamenti: a tal fine, il richiamo delle norme tecniche di connessione in Delibere dell’Autorità rende le prescrizioni tecniche contenute nella Norma CEI 0-16 e CEI 0-21 obbligatorie, sia per l’utente che richieda la connessione alla rete elettrica di distribuzione, sia per l’impresa di distribuzione che eroga il servizio di connessione.

Connessione alle reti MT e qualità del servizio

La prima edizione delle regole tecniche è stata redatta a partire dalle reti MT, per rispondere al bisogno di unificare e razionalizzare le regole tecniche di connessione che ciascun distributore, in precedenza, impiegava nell’ambito del proprio perimetro territoriale.

La situazione precedentemente in essere, cioè quella che è stata in vigore fino all’anno 2008 (anno della prima edizione della Norma CEI 0-16), prevedeva che ciascun singolo distributore emanasse delle proprie regole tecniche, alle quali i rispettivi utenti dovevano conformarsi durante il processo di connessione, nella scelta dei componenti e delle apparecchiature necessarie, nonché nella strutturazione di alcune sezioni dei propri impianti.

Un simile assetto, consolidatosi nel corso del tempo (e, invero, comune a molti Paesi in Europa), presentava svantaggi sia dal punto di vista tecnico sia dal punto di vista regolatorio.

Infatti, la mancanza di una norma unica portava alla necessità di disporre, nei diversi ambiti territoriali del paese, di apparecchiature non del tutto identiche per la connessione alla rete. Ciò costituiva una ovvia complicazione per i costruttori, che erano costretti a produrre lotti più ridotti di apparecchiature, per esempio per quanto attiene i dispositivi di media tensione finalizzati alla connessione (Dispositivo Generale, DG; Sistema di Protezione Generale, SPG).

Questi dispositivi si trovano in un punto comune tra la rete pubblica e la rete dell’utente (si veda la Figura 1 nella quale il cavo di collegamento proviene dalla rete del distributore), ma che segna un confine sia in termini di proprietà, sia in termini di responsabilità in caso di guasti o, in generale, di fenomeni che si verificano in una rete in capo a un soggetto (l’utente), ma che sono in grado di causare conseguenze negative in una rete in capo a un altro soggetto (il distributore).

Dal punto di vista regolatorio, e della ottima allocazione di risorse, si assisteva quindi a costi di connessione in generale più elevati, data la presenza di singoli mercati (per le apparecchiature) di ampiezza più ristretta, nonché a situazioni di disparità nei medesimi costi di connessione a carico di utenti di pari dimensione e complessità, ma semplicemente collocati in porzioni in ambiti territoriali diversi.

A partire da questa situazione, sulla spinta della Deli- bera 136/2004, è stato costituito un Gruppo di Lavoro (denominato GdL 136/04), che ha provveduto a un complesso sforzo di armonizzazione e di razionalizzazione delle diverse regole tecniche di connessione previgenti.

Questo lavoro di armonizzazione e di razionalizzazione ha avuto come punto di partenza fondamentale alcune delle regole tecniche più consolidate, elaborate a cura dei distributori di maggiori dimensioni. Una su tutte è la disposizione tecnica di Enel Distribuzione (DK 5600).

Inoltre, questo sforzo di razionalizzazione anche ha anche messo in luce la possibilità di apportare significativi miglioramenti su alcuni temi tecnici specifici.

Un esempio di queste tematiche è costituito dalla struttura costruttiva del DG, destinato (insieme al relativo SPG) a separare la rete dell’utente in caso di guasto interno rispetto alla complessiva rete di distri- buzione. Tali dispositivi (e sistemi di protezione), infatti, rivestono un’importanza fondamentale proprio in quanto la selettività di intervento, e il corretto coordinamento tra le protezioni dell’utente e del distributore, risultano la chiave fondamentale per consentire incrementi della qualità del servizio elettrico, intesa principalmente come assenza di interruzioni sulla rete.

Su questo specifico tema, la prima edizione della Norma CEI 0-16 ha segnato un passo importante, permettendo introdurre nuove strategie di selettività (Caso 1, Caso 2, Caso 3 dell’articolo 8.5.12.7). Queste nuove possibilità di coordinamento al confine tra la rete del distributore e la rete dell’utente hanno abilitato, a loro volta, l’impiego nella rete dell’utente di strategie di selettività moderne, quali la selettività logica, che in precedenza trovavano più difficoltà dell’essere implementate, anche a seconda del distributore interessato.

Sempre sul tema della continuità del servizio, con la regola tecnica di connessione sono stati introdotti nuovi possibili schemi, come quello di Figura 2.

Un simile schema ha permesso di aumentare le prestazioni nel caso di impianti di utenza particolarmente complessi, in cui l’intero schema dell’impianto utilizzatore viene sviluppato secondo una topologia doppio radiale a ridondanza completa. È questo il caso tipico di centri per elaborazione dati, piuttosto che di altre utenze con esigenze spinte di continuità del servizio.

Con la nuova norma, è stato possibile estendere la filosofia del doppio radiale completo anche al punto di connessione passando dalla situazione di cui alla Figura 1 a quella di cui alla Figura 2.

Allegati normativi e allegati informativi

Poiché la reale funzionalità dei dispositivi di protezione risulta critica ai fini della qualità del servizio, la Norma CEI 0-16 ha incluso, sin dalla sua prima edizione, alcuni allegati dedicati alle modalità di prova di tali apparecchiature. Si tratta, in particolare, dell’Allegato C (Caratteristiche del Sistema di Protezione Generale per reti AT), dell’Allegato D (Caratteristiche del Sistema di Protezione Generale per reti MT) e dell’Allegato E (Caratteristiche del Sistema di Protezione di Interfaccia).

Quindi, per esempio nel caso delle strategie di selezione dei guasti,  impiegando componenti unificati  a livello nazionale, dalle prestazioni razionalizzate, e provati con medesime modalità di test. È stato possibile conseguire una piena selettività tra le protezioni utente e distributore, in maniera ragionevole e con costi il più possibile contenuti. Inoltre, la definizione di accurati test da effettuare presso laboratori di prova specializzati ha reso sicuramente affidabile l’utilizzo delle soluzioni individuate dalle normative tecniche di connessione.

Analoghe osservazioni si possono estendere, oltre che ai relè di protezione, che sono di certo il componente più critico della catena funzionale che garantisce la selettività, anche ad altri dispositivi che compongono il sistema di protezione, quali i trasduttori amperometrici e voltmetrici, nonché, almeno per alcuni tratti, agli interruttori destinati a separare la rete utente dalla rete del distributore, nonché i generatori.

L’allegato B, presente sin dalla prima edizione, ha carattere normativo, ma è destinato a uno scopo molto particolare: serve a indirizzare l’applicazione della Norma agli impianti esistenti.

Questo è un ulteriore tratto particolare del lavoro del Comitato Tecnico 316, le cui norme sono destinate non solo ad essere applicate alle nuove connessioni (e, in ampio, ai nuovi impianti, come è prassi per la generalità delle norme del CEI); ma sono anche destinate all’applicazione parziale agli impianti esistenti. Questa specifica finalità, indirizzata dal punto di vista tecnico nell’Allegato B, è poi definita dal punto di vista formale (cioè dei reali obblighi di applicazione), da specifiche delibere dell’Autorità.

Sono poi presenti ulteriori allegati (all. A; all. F; all. G), che hanno carattere informativo; servono cioè a fornire carat- terizzazioni tecniche che, pur non costituendo un vincolo per le parti interessate, contengono informazioni rilevanti nella progettazione degli impianti di utenza.

La connessione alle reti BT e la generazione distribuita

Il primo documento messo a punto dal gruppo di lavoro, come appena visto, ha riguardato quindi la connessione alle reti di distribuzione in media tensione (Norma CEI 0-16). Infatti, in quegli anni, era forte la spinta da parte dell’autorità a conseguire una migliore qualità del servizio agendo sui componenti e sulle procedure operative delle reti dei distributori; un tale sforzo ha comportato anche la necessità di favorire una maggiore attenzione nei compo- nenti destinati a garantire la selettività sul lato utente.

In anni successivi, è poi iniziato il processo di normazione della connessione alle reti di distribuzione di bassa ten- sione. In particolare, nel 2011, anno della prima edizione della Norma CEI 0-21, l’attenzione e le criticità del sistema elettrico nazionale erano polarizzate dall’avvento della ge- nerazione distribuita, a sua volta legata ai robusti schemi di incentivazione allora presenti.

Sulla base di queste motivazioni, si giustifica facilmente la struttura della Norma CEI 0-21, che ha previsto un capitolo dedicato (il capitolo 8) che contiene le prescrizioni cui devono attenersi gli utenti attivi che intendono connettersi alla rete di distribuzione. In questo caso, il componente fondamentale è il cosiddetto sistema di protezione di interfaccia (SPI), del quale la Norma CEI 0-21 ha stabilito le caratteristiche funzionali, specificando requisiti ulteriori a quelli presenti a quel tempo nelle norme europee che regolavano la stessa materia, come la Norma EN 50438.

Le prescrizioni per gli utenti attivi non riguardano solo i sistemi di protezione (SPI), ma anche le apparecchiature destinate alla generazione di energia elettrica, costituite da inverter nel caso più diffuso (impianti fotovoltaici). In particolare, circa gli inverter, la Norma CEI 0-21 ha introdotto importanti requisiti, sia per il normale funzionamento, sia per le situazioni critiche di rete.

Per le situazioni di normale funzionamento, si può citare ad esempio la regolazione della tensione a carico degli inverter, che si estrin- seca principalmente nella necessità che gli inverter medesimi siano in grado di scambiare potenza reattiva con la rete (curva di capability, Figura 3).

Per le situazioni di funzionamento anomale, si può citare ad esempio la regolazione di potenza attiva in caso di sovrafrequenza, in virtù della quale gli inverter devono diminuire l’immissione di potenza in rete in caso di valori di frequenza superiori a 50,3 Hz (curva LFSM-O, Figura 4).

Come si vede, sia nel caso della media tensione, con il Sistema di Protezione Generale, sia nel caso delle reti di bassa tensione, con il Sistema di Protezione di Interfaccia, e con gli inverter, il CEI ha dovuto mettere in campo risorse e competenze per stabilire requisiti normativi di avanguardia a livello continentale, anticipando di fatto un movimento che in sede CENELEC si sarebbe avviato soltanto qualche anno dopo (in alcuni casi, non si sarebbe avviato affatto).

Aggiornamento delle Norme e nuovi temi trattati

Sulla scorta dell’esperienza maturata per la bassa tensione, anche la Norma CEI 0-16 ha modificato le prescrizioni circa gli utenti attivi, a partire dalla sua terza edizione (dicembre 2012); tale terza edizione si è resa necessaria anche a seguito delle criticità emerse sula rete di trasmissione in presenza di un massiccio apporto di GD (Delibera ARG/elt 84/12). La quarta edizione, edita nel settembre del 2014, conteneva come novità importante la connessione dei sistemi di accumulo, le cui prescrizioni tecniche sono state elaborate su un mandato specifico dell’Autorità.

Anche la Norma CEI 0-21 è stata aggiornata nel tempo, incorporando nuovi temi di rilevo. Dopo la seconda edizione, del giugno 2012 (anche essa legata alla Delibera ARG/elt 84/12), la terza edizione, edita nel settembre del 2014, conteneva (come per la MT) prescrizioni circa la connessione dei sistemi di accumulo¹. La quarta edizione, attualmente in vigore, è del luglio 2016.

Le attività più recenti

Nel corso dell’anno 2018, il nostro Comitato Tecnico è stato molto impegnato da due ulteriori impulsi dell’autorità: la normazione dei sistemi fotovoltaici cosiddetti plug&play, nonché il recepimento di alcuni regolamenti europei (principalmente, il Regolamento 2016/631 “RfG (Requirements for Generators)”, che hanno un forte impatto sul tema delle connessioni.

Per quanto attiene ai sistemi fotovoltaici plug&play, si tratta di particolari impianti di taglia ridotta (potenza nominale inferiore a 350 W) che risultano completi e pronti alla connessione diretta tramite spina ad una presa dell’impianto elettrico. Il Comitato Tecnico 316 ha in corso di studio modalità di connessione semplificate di simili impianti; senza però perdere di vista le necessità di affidabilità del sistema elettrico nel suo complesso e le necessità di sicurezza dell’impianto dell’utente.

D’altro canto, i regolamenti UE emessi nel 2016 hanno di fatto reso necessaria un’ampia serie di modifiche alle norme CEI 0-16 e CEI 0-21 per recepire i nuovi requisiti previsti. In realtà, l’emanazione di tali regolamenti ha inciso su tutto il corpus normativo che riguarda la connessione alle reti pubbliche². Il processo di implementazione è stato condotto in ciascuno Stato Membro dell’UE dal gestore della rete di trasmissione (TSO), sotto la supervisione della rispettiva autorità di regolazione nazionale.

In dettaglio, i regolamenti sopra citati hanno impattato sulla connessione alle reti di tutti i livelli di tensione. Per quanto attiene alle modifiche necessarie alle regole di connessione alle reti di altissima e alta tensione, esse sono state operate direttamente da TERNA, intervenendo sul Codice di Rete³; invece, la modifica delle regole di connessione per le reti di media e bassa tensione è stata opportunamente affidata al Comitato Tecnico 316, con un ruolo molto attivo da parte degli incaricati di TERNA, anche in questo caso sotto la supervisione dell’autorità di regolazione nazionale (ARERA).

Questo processo, sviluppato tramite la formazione di un gruppo di redazione in seno al CT 316, ha portato alla stesura dei due documenti attualmente in inchiesta pubblica (Progetto C. 1226 e Progetto C. 1227).

Alla chiusura dell’inchiesta pubblica, durante la primavera 2019, saranno redatti e pubblicati i documenti definitivi. Tra le novità più significative di questa ultima tornata di modifiche, indotte appunto dai Regolamenti Europei, vi è la suddivisione dei generatori in diverse categorie, a seconda della potenza nominale nonché del livello di tensione della rete a cui tali generatori vengono connessi.

Infatti, l’impostazione data a livello continentale ha consentito come grado di flessibilità a ciascun paese di definire i limiti di queste categorie. Per il caso italiano, dopo un opportuno processo di consultazione, TERNA ha definito le categorie riportate di seguito:

• Tipo A: potenza pari o superiore a 800 W e inferiore o pari a 11,08 kW;
• Tipo B: potenza superiore a 11,08 kW e inferiore o pari a 6 MW;
• Tipo C: potenza superiore a 6 MW e inferiore a 10 MW;
• Tipo D: potenza superiore o pari a 10 MW o tensione del punto di connessione superiore o pari a 110 kV.

In questa nuova struttura normativa, ai generatori di ciascuna categoria tra quelle sopra elencate sono poi applicati requisiti tecnici di complessità via via crescente, nella prospettiva di consentire la corretta integrazione nel sistema elettrico nazionale e, più in ampio, nel sistema elettrico continentale, di un sempre maggiore numero di generatori da fonte rinnovabile.

Anche per il recepimento dei Regolamenti Europei, è risultata più che opportuna la scelta di condurre questo tipo di implementazioni con un approccio di condivisione che ha coinvolto tutti gli operatori interessati; non a caso, il Comitato Tecnico 316 conta oltre 140 esperti, a rappresentare tutte le diverse competenze necessarie per normare in maniera tecnicamente consona il processo di connessione.

¹ Giova ricordare che la regolazione della connessione dei sistemi di accumulo è stata operata a livello nazionale, sia per la rete BT sia per la rete MT, mediante prescrizioni innovative, non ancora presenti in molti altri paesi d’Europa. A riprova della tempestività di questi provvedimenti, si può anche citare il fatto che gli stessi Regolamenti Europei di cui si dirà in seguito non hanno ancora incorporato alcuna prescrizione per la connessione dei sistemi di accumulo.

² La denominazione formalmente corretta di “reti pubbliche” è “reti con obbligo di connessione di terzi”.

³ Il Codice di Rete, e ogni sua modifica di rilievo, viene redatto da TERNA, consultato pubblicamente, e infine approvato dall’Autorità con una delibera dedicata.