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Reti di distribuzione di bassa tensione in corrente continua: analisi dei risparmi, sviluppo e sperimentazione del controllo di una rete mista corrente continua – corrente alternata

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Reti di distribuzione di bassa tensione in corrente continua: analisi dei risparmi, sviluppo e sperimentazione del controllo di una rete mista corrente continua – corrente alternata

Il documento descrive l’attività di studio e sperimentazione di funzioni di controllo per reti di distribuzione miste c.a. – c.c. e l’analisi del risparmio energetico ed economico di differenti tipologie di utenze quando alimentate in corrente continua.

La generazione distribuita, i sistemi di accumulo e un numero sempre più elevato di carichi sono interfacciati con la rete in c.a. attraverso convertitori di elettronica di potenza che effettuano la conversione da corrente continua a corrente alternata. In tale contesto un sistema di distribuzione in corrente continua potrebbe fornire dei vantaggi dal punto di vista dell’efficienza energetica, della sicurezza e della qualità dell’alimentazione a tutti i livelli di tensione. Inoltre, lo sviluppo di reti miste di distribuzione costituite da sezioni in corrente continua innestate all’interno di reti tradizionali in corrente alternata può garantire una maggiore flessibilità nella gestione dei flussi di potenza e favorire una maggiore penetrazione delle risorse rinnovabili nel sistema elettrico.

È quindi fondamentale da un lato studiare e sperimentare strutture di rete in c.c. che comprendano impianti a fonte rinnovabile, sistemi di accumulo e convertitori d’interfaccia con le reti c.a. e dall’altro di verificare l’effettivo risparmio energetico di differenti tipologie di utenze in bassa tensione, quando alimentate in corrente continua.

La prima parte dell’attività svolta e descritta nel documento riguardalo sviluppo e la sperimentazione nella microrete in corrente continua di RSE di architetture e funzioni di controllo per reti miste c.c./c.a. in cui la rete in c.c. è interfacciata tramite più convertitori alla rete in alternata.

La seconda parte vuole viceversa valutare attraverso uno studio analitico i risparmi energetici e stimare la convenienza economica ottenibili dall’adozione di una rete di distribuzione in bassa tensione in corrente continua in sostituzione della tradizionale rete in corrente alternata per alimentare un distretto residenziale e un edificio adibito ad ufficio.

Dalle analisi condotte risulta che i benefici ottenibili dall’adozione di reti di distribuzione in corrente continua siano ridotti dal punto di vista energetico ed economico. Si verificano dei vantaggi economici per i singoli utenti qualora la rete di distribuzione a partire dalla cabina secondaria sia completamente in corrente continua. Questo a fronte di un maggior costo per il DSO nella realizzazione della cabina secondaria dove deve essere installato un adeguato convertitore. Il DSO può però ottenere molteplici benefici dal punto di vista tecnico perché l’adozione di reti di distribuzione in corrente continua permette infatti una migliore e più semplice integrazione delle fonti rinnovabili e dei sistemi di accumulo. Inoltre, la realizzazione di magliature della rete mediante reti di distribuzione in corrente continua permette di fornire funzioni aggiuntive alla rete di distribuzione in corrente alternata, essendo possibile gestire le congestioni, garantire il funzionamento in isola di porzioni di rete in c.a. e effettuarne il black-start. Tutto questo rende evidente come per il prossimo futuro ci si possa attendere uno sviluppo di reti di distribuzione miste c.a. – c.c. che presentano vantaggi rispetto alle reti tradizionali in corrente alternata.

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