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Modellistica ed analisi di stabilità a piccolo segnale del sistema elettrico con presenza di generazione distribuita

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Modellistica ed analisi di stabilità a piccolo segnale del sistema elettrico con presenza di generazione distribuita

La sempre maggiore diffusione di risorse di generazione distribuita e la contemporanea riduzione di generazione da macchine sincrone riduce l’inerzia della rete elettrica, rendendola più suscettibile ai disturbi. In questo contesto, lo studio della stabilità è necessario non solo per verificare il corretto funzionamento di una rete esistente, ma anche per fornire criteri sulla progettazione di nuove reti e controlli.

Negli ultimi decenni si sta assistendo a una sempre maggiore integrazione di fonti rinnovabili all’interno del sistema elettrico e a una contemporanea riduzione della produzione interfacciata mediante generatori sincroni. Questo pone dei seri rischi al corretto funzionamento della rete, e in particolare mette a rischio la sua stabilità, intesa come la capacità del sistema di riportarsi in condizioni operative accettabili a seguito di una perturbazione. Il problema dell’analisi di stabilità della rete elettrica assume oggi più che mai un ruolo rilevante per garantire un funzionamento affidabile e sicuro della rete. In particolare, possedere tecniche efficienti per valutare il comportamento della rete a seguito di una contingenza risulta fondamentale non solo per l’analisi, ma anche per la sintesi, ovvero nel progetto dei parametri e delle leggi di controllo.

Il rapporto è strutturato come segue: viene fornita innanzitutto una introduzione alle differenti sfumature che il concetto di stabilità del sistema elettrico può assumere. In seguito si fornisce una distinzione tra le due macro categorie principali di analisi di stabilità: le analisi a piccole perturbazioni e a grandi perturbazioni. Successivamente sono mostrati i modelli più utilizzati in letteratura per l’analisi di stabilità in generale.

In questa annualità è stato affrontato il problema dell’analisi a piccole variazioni per una rete elettrica caratterizzata da copresenza di generazione sincrona e statica e descritta da modelli Differenziali Algebrici. Estendendo alcuni lavori della letteratura è mostrato come, per questo genere di reti, la stabilità (non asintotica) sia sostanzialmente sempre garantita, a patto che i parametri di controllo dei convertitori statici rispettino determinati requisiti. Lo studio non esaurisce il tema dell’analisi di stabilità a piccolo segnale: i modelli trattati sono infatti semplificati e necessitano di ulteriori estensioni. Fornisce tuttavia una base, su cui poter eventualmente fondare studi futuri.

Il lavoro qui descritto si inserisce in un programma triennale più ampio, i cui obiettivi sono arrivare all’analisi a grandi perturbazioni di sistemi elettrici caratterizzati da un’elevata penetrazione di generazione statica con l’obiettivo di fornire linee guida per la sintesi dei controlli dei componenti in essa presenti.

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