Algoritmi Aperti e Chiusi nella Soluzione dei Flussi di Potenza

Power flow analysis represents the fundamental tool for the planning, optimization, and operation of modern electrical grids. In the context of the energy transition, the choice of computational tools assumes a crucial methodological relevance, outlining a sharp contrast between "closed" and "open" algorithms. Closed, proprietary software operates as a "black box": despite offering mature user environments, it tends to mask internal logic and apply opaque automatic corrections, hindering deep scientific validation when the algorithm fails to converge. Conversely, systems based on open algorithms guarantee total code transparency and high modeling flexibility, fully complying with the principles of verifiability and reproducibility inherent to the scientific method. This thesis work contributes to this debate by proposing the application of open paradigms through the development of a real-time dynamic simulation architecture, entirely built using open-source technologies. The system relies on the continuous acquisition of data streams from field measurement sensors to instantaneously estimate the electrical state of the grid and the corresponding safety parameters along the transmission lines. The calculated results are ultimately stored in a time-series database to enable subsequent analyses. The developed infrastructure demonstrates the effectiveness of open systems in overcoming the purely static nature of traditional simulations, providing a transparent, flexible, and responsive monitoring tool.

L'analisi dei flussi di potenza (power flow) rappresenta lo strumento fondamentale per la pianificazione, l'ottimizzazione e l'esercizio delle moderne reti elettriche. Nel contesto della transizione energetica, la scelta degli strumenti computazionali assume una rilevanza metodologica cruciale, delineando una netta contrapposizione tra algoritmi "chiusi" e "aperti". I software chiusi di tipo proprietario operano come scatole nere (black box): pur offrendo ambienti d'uso maturi, tendono a mascherare le logiche interne e ad applicare correzioni automatiche opache, ostacolando una profonda validazione scientifica nei casi di mancata convergenza dell'algoritmo. Al contrario, i sistemi basati su algoritmi aperti garantiscono la totale trasparenza del codice e un'elevata flessibilità di modellazione, rispondendo pienamente ai principi di verificabilità e riproducibilità propri del metodo scientifico.Questo lavoro di tesi si inserisce nel suddetto dibattito proponendo l'applicazione dei paradigmi aperti attraverso lo sviluppo di un'architettura di simulazione dinamica in tempo reale, interamente realizzata tramite tecnologie open-source. Il sistema si basa sull'acquisizione continua di flussi di dati provenienti da sensori di misurazione sul campo per stimare istantaneamente lo stato elettrico della rete e i relativi parametri di sicurezza lungo le linee di trasmissione. I risultati calcolati vengono infine storicizzati in un database per serie temporali per consentire analisi successive. L'infrastruttura sviluppata dimostra l'efficacia dei sistemi aperti nel superare la natura puramente statica delle simulazioni tradizionali, offrendo uno strumento di monitoraggio trasparente, flessibile e reattivo.