L’aumento della penetrazione di Generazione Distribuita allacciata alla rete di distribuzione MT comporta molteplici problemi alla gestione della rete stessa, poiché questa è stata pensata e realizzata per un esercizio strettamente passivo. In questo lavoro è stato analizzato specificatamente l’impatto della Generazione Distribuita sul corretto intervento delle protezioni, a fronte di guasti trifasi o monofasi che possono avvenire nella rete di distribuzione. Al fine di garantire alle utenze opportuni livelli di qualità e sicurezza della fornitura, il sistema di protezioni complessivamente implementato nella rete deve garantire l’identificazione e il corretto isolamento dei guasti in ogni condizione di lavoro, in particolare al variare della quantità di generazione locale allacciata. In quest’ottica sono stati studiati, attraverso simulazioni su una rete realistica implementata in DIgSILENT PowerFactory, alcune situazioni di guasto, sia in condizione di rete integra che nel funzionamento di rete in isola. L’allacciamento di impianti GD a reti MT caratterizzate da feeder a struttura radiale comporta l’aumento della corrente di guasto e una ridistribuzione delle correnti di cortocircuito nella rete. Per questo motivo, protezioni definite e tarate per un esercizio passivo possono essere soggette a ritardi di intervento che allungano temporalmente la sollecitazione della rete in presenza di cortocircuito. Un secondo problema, che si manifesta in reti a struttura radiale, è la partecipazione alla corrente di cortocircuito da parte delle unità GD allacciate a feeder adiacenti a quello dove si manifesta il guasto. Una mancanza di selettività di intervento tra le protezioni di linea può condurre all’interruzione della fornitura di energia elettrica anche a utenze allacciate a un feeder non guasto. Con una presenza significativa di unità GD, è anche opportuno analizzare le possibilità di un funzionamento in isola intenzionale della rete di distribuzione (o di parte di essa) per aumentare il livello di continuità della fornitura alle utenze. In presenza di guasti esterni all’isola, tale porzione di rete potrebbe distaccarsi dal restante sistema elettrico e garantire adeguati valori di tensione e frequenza al suo interno attraverso il controllo delle unità GD ad essa allacciate. Il funzionamento in isola di una porzione di rete MT necessita di una attenta analisi delle modalità di intervento delle protezioni implementate negli impianti di generazione, che devono consentire il distacco dell’isola dalla restante rete elettrica e la protezione dai guasti che possono manifestarsi al suo interno. In particolare, durante il transitorio di formazione dell’isola si pone il problema della definizione della effettiva perdita di rete, della valutazione istante per istante delle possibilità di funzionamento in isola di una porzione di rete e dell’adozione di specifici provvedimenti atti a sostenere il transitorio di frequenza e di tensione conseguente all’interruzione di un transito di potenza attiva e reattiva sul collegamento isola-rete. Qualora l’isola raggiungesse un funzionamento di secondo regime (con frequenza e tensione stabilizzate intorno ai valori nominali), la limitata potenza di cortocircuito disponibile nell’isola (sostenuta dalle sole unità GD) ostacola una corretta definizione delle condizioni di guasto, soprattutto quando questo non è di tipo franco. A seguito dell’analisi quantitativa svolta sulle singole problematiche riscontrabili nell’esercizio della rete con elevata penetrazione di GD e possibilità di funzionamento in isola intenzionale, vengono proposte soluzioni specifiche che consentano di proteggere la rete al variare delle proprie condizioni di lavoro. Le singole soluzioni proposte (tabella seguente) sono comunque mutuamente compatibili e compongono complessivamente un sistema di protezioni innovativo per le reti di distribuzione “attive”. Alcune delle soluzioni proposte richiedono una comunicazione rapida e affidabile tra la Cabina Primaria e le singole unità di generazione. Si propone di usare come canale di comunicazione la linea di distribuzione stessa, attraverso l’iniezione di opportuni segnali in onda convogliata. Schema sintetico delle proposte di protezioni innovative per le reti “attive” di distribuzione MT Problematica riscontrata Soluzione proposta Aumento e ridistribuzione delle correnti di cortocircuito lungo un feeder radiale Adattamento, tramite segnale PLC, delle soglie di intervento delle protezioni di massima corrente in base alla quantità di GD allacciata Esercizio radiale di reti di distribuzione con elevata penetrazione di GD Perdita di selettività tra le protezioni di linea poste in CP a causa di un guasto lungo un feeder – Applicazione coordinata di un relè a consenso direzionale alle protezioni di massima corrente di linea – Differenziazione delle soglie di taratura a seconda del verso della corrente di cortocircuito Definizione della perdita di rete Rilevamento della perdita del segnale PLC iniettato alle sbarre MT di CP (segnale A) Funzionamento in isola intenzionale di una porzione di rete di distribuzione MT Analisi delle possibilità di formazione dell’isola – Stabilità dell’isola a regime – Superamento del transitorio di frequenza e tensione conseguante alla formazione dell’isola – Rilevamento continuo delle condizioni di funzionamento delle unità GD allacciate all’isola – Inibizione temporanea delle protezioni di interfaccia montate sulle unità GD per consentire il superamento del transitorio di frequenza e tensione – Inibizione del dispositivo di richiusura automatica dell’interruttore di linea in caso di formazione dell’isola