L’evoluzione del sistema elettrico, per cui i grandi generatori sincroni alimentati da fonti fossili vengono man mano sostituiti da piccoli impianti alimentati da fonti di energia rinnovabili, specialmente non programmabili, ha come conseguenza significativa una riduzione dei contributi delle macchine sincrone alla regolazione del sistema, in particolare del contributo legato all’energia cinetica immagazzinata nei loro rotori.

Si riduce quindi la disponibilità di potenza attiva utile per contenere lo scostamento della frequenza di rete rispetto al suo riferimento, soprattutto nei primissimi istanti che seguono uno sbilancio “generazione-carico”, con conseguente tendenza all’incremento della velocità di variazione e dell’ampiezza, in transitorio, delle deviazioni di frequenza.

Per ovviare a questo inconveniente all’interno della comunità scientifica sono state proposte nuove modalità di controllo al fine di gestire scambi di potenza sempre più rapidi ed in grado di inseguire velocemente le variazioni della frequenza. In questa ottica sono stati sviluppati controllori che permettono agli impianti rinnovabili non programmabili, connessi alla rete mediante un convertitore, di partecipare alla regolazione della frequenza.

Le prime logiche di controllo sviluppate in tal senso sono caratterizzate da controlli relativamente veloci, ma che cercano di “agganciarsi” alla tensione di rete, tracciandone l’angolo per iniettare corrente con angolo di fase e frequenza opportuni (strategia grid‑following).

Tuttavia, se la penetrazione di generazione connessa in rete mediante convertitori fosse molto superiore a quella sincrona, la dinamica del sistema risulterebbe così veloce da non permettere un’adeguata sincronizzazione dei contributi di potenza forniti dai controllori. A tale scopo, negli ultimi anni la comunità scientifica si è dedicata ad un nuovo approccio per il controllo dei convertitori, detto grid-forming. Tale approccio dovrebbe consentire al sistema elettrico di funzionare anche in assenza di generatori sincroni.

In questo contesto di ricerca, nel rapporto è presentata una strategia di controllo per convertitori di tipo grid-forming al fine di erogare un supporto di inerzia al sistema senza la necessità di sistemi di controllo per la sincronizzazione. La strategia sviluppata è stata implementata in ambiente Matlab/Simulink al fine di verificarne il corretto funzionamento. Sono riportati i risultati maggiormente significativi delle simulazioni svolte.