In seguito all’incremento di installazioni di impianti di generazione alimentati da Fonti Rinnovabili Non Programmabili (FRNP) e alla contestuale riduzione nell’impiego degli impianti di generazione convenzionali, l’Autorità di Regolazione per Energia Reti e Ambiente (ARERA) ha approvato la Delibera 300/2017/R/eel che costituisce la prima apertura del mercato per il servizio di dispacciamento alla domanda elettrica, alle unità di produzione da FRNP e ai sistemi di accumulo. In tale contesto, è essenziale sviluppare funzioni di controllo che consentano anche ai sistemi di generazione alimentati da FRNP di partecipare alla regolazione della frequenza di rete, in particolare fornendo un contributo nei primi istanti dopo sbilanci repentini tra generazione e carico.

A tale scopo, grazie a una collaborazione con l’Università di Genova, si è analizzata la possibilità di fornire un supporto di inerzia sintetica mediante dispositivi connessi alla rete tramite convertitore elettronico controllato in modalità grid‑forming. Tale tipologia di gestione permette di fornire un supporto molto rapido, in termini di potenza scambiata, alla rete: non sono necessari né dispositivi per la misura della frequenza, né dispositivi abilitati alla sincronizzazione del contributo di potenza con la rete (phase-locked loop – PLL). Questa metodologia è perciò indicata per sistemi elettrici particolarmente deboli in cui l’inerzia e la capacità regolante dei generatori sincroni è molto ridotta.

Con maggior dettaglio, ci si è focalizzati sulla legge di controllo nota come (Virtual Synchronous Machine – VSM) e si sono sviluppati modelli in ambiente MATLAB/Simulink per la fornitura di inerzia sintetica da parte di un generatore eolico e di un sistema di accumulo elettrochimico. Mediante simulazioni, si è verificata l’efficacia della strategia di controllo sviluppata e si sono messe in evidenza alcune limitazioni che occorre tenere presenti al fine di garantire una corretta attuazione del servizio.

Per il sistema di accumulo, le limitazioni riguardano soprattutto la potenza massima che il dispositivo ha a disposizione per l’erogazione del servizio. Per il sistema eolico esistono limitazioni sia in termini di potenza, sia in relazione alla durata del servizio: è di primaria importanza considerare la velocità del vento che alimenta la turbina quando viene attivato il servizio di inerzia sintetica.