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Microreti di distribuzione in corrente continua: controllo, protezione e prospettive

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Microreti di distribuzione in corrente continua: controllo, protezione e prospettive

Il documento analizza lo stato dell’arte delle reti di distribuzione in corrente continua, focalizzandosi sui vantaggi della tecnologia, sulle principali limitazioni e sui progetti esistenti. Sono inoltre illustrati irisultati dello studio e della sperimentazione di controlli innovativi per reti in corrente continua e lo sviluppo di possibili strategie di selettività logica applicate all’interruttore ibrido ideato e realizzato da RSE.

La distribuzione in bassa tensione in corrente continua (c.c) può essere utilizzata in differenti applicazioni, in virtù di una migliore efficienza energetica e di una più semplice integrazione delle risorse energetiche e dei carichi rispetto alla rete in corrente alternata (c.a.). Tale tipologia di reti risulta però ancora poco utilizzata a causa di alcune problematiche non ancora del tutto risolte.

L’attività svolta ha avuto quindi il duplice scopo di analizzare le problematiche relative al controllo di reti in c.c. interconnesse alle reti in c.a. e le problematiche relative alla protezione della rete in c.c. in presenza di guasti e dall’altro di analizzare lo stato dell’arte delle reti di distribuzione in corrente continua, focalizzandosi sui vantaggi della tecnologia, sulle principali limitazioni e sui progetti esistenti. La prima parte dell’attività relativa allo sviluppo di controlli, ha permesso di sviluppare e sperimentare controllori di basso livello, basati su tecniche di tipo Sliding Mode e Passivity Based, che garantiscono robustezza e stabilità del sistema anche in presenza di errori del modello e carichi a potenza costante. Sono stati inoltre sperimentati controlli di più alto livello, sviluppati per reti di distribuzione in corrente alternata, e opportunamente riprogettati per poter essere applicati in reti c.c. o miste c.c./c.a.. Lo sviluppo di detti controlli garantisce una migliore stabilità e robustezza alle reti in corrente continua, maggiori flessibilità di gestione e un’integrazione energetica/economica con reti in corrente alternata.

La seconda parte ha invece riguardato lo sviluppo e l’utilizzo dell’interruttore ibrido, realizzato nel triennio 2015-2017, per il sezionamento e l’interruzione di correnti pari a quella nominale. Il risultato è una struttura di interruttore ibrido molto più compatta e con rendimento decisamente più alto, utile in tutte quelle situazioni in cui non è necessario aprire in cortocircuito. Si è quindi completata la caratterizzazione di una rete benchmark in caso di guasto, sviluppando e analizzando in ambiente di simulazione strategie per la selettività logica, considerando come elemento d’interruzione il componente ibrido. L’analisi in ambiente di simulazione ha evidenziato come queste strategie di selettività logica permettano l’individuazione e l’eliminazione del guasto, salvaguardando i componenti della rete.

Da ultimo, nella terza parte si è proceduto con l’analisi dello stato dell’arte per le reti di distribuzione in corrente continua, con lo scopo di verificarne le principali limitazioni, le prospettive di utilizzo e le attuali applicazioni da cui, fra l’altro, risulta evidente come le limitazioni siano inferiori rispetto ai vantaggi ottenibili in molteplici campi d’applicazione.

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