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Analisi del comportamento dinamico del sistema di trasmissione considerando tecniche innovative di controllo per abilitare i generatori eolici alla regolazione della frequenza a salire

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Analisi del comportamento dinamico del sistema di trasmissione considerando tecniche innovative di controllo per abilitare i generatori eolici alla regolazione della frequenza a salire

Si propone una strategia di controllo avanzata per implementare un contributo di regolazione di frequenza a salire da parte di impianti eolici in caso di sotto-frequenza di rete. Tale strategia consente di evitare la comparsa di una ulteriore perturbazione di frequenza, dovuta al ripristino delle condizioni di funzionamento pre-guasto degli impianti eolici dopo l’erogazione del contributo aggiuntivo di potenza.

La tendenza, ormai in corso da alcuni anni, per cui la generazione da fonti di energia rinnovabile sta sostituendo i grandi impianti di generazione alimentati da combustibili fossili comporta una sempre maggiore riduzione della capacità regolante e dell’inerzia meccanica del sistema elettrico. Pertanto, al fine di garantire un funzionamento sicuro del sistema si stanno concretizzando proposte, da parte dei gestori delle reti di trasmissione, per permettere agli impianti rinnovabili di partecipare al contenimento della frequenza in caso di sbilanciamento fra generazione e carico.

 

A tal proposto nel presente progetto triennale di Ricerca di Sistema si intende affrontare tale tematica considerando la possibilità che gli impianti eolici e fotovoltaici possano partecipare alla regolazione di frequenza a salire.
Nel presente rapporto, in particolare, si propone una strategia di controllo per i generatori eolici. L’approccio proposto, per cui la variazione di potenza erogata non è costante, ma funzione dell’entità dell’errore della frequenza e dello scostamento della velocità del rotore rispetto al suo valore minimo consentito, consente di evitare squilibri di frequenza, che si possono presentare, qualora la velocità del vento sia bassa, a causa del ripristino delle condizioni ottimali di funzionamento pre-guasto della turbina eolica.

 

Inoltre, si propone una procedura per la taratura ottima dei parametri del controllo eolico sia considerato a sé stante sia in sinergia con la regolazione ultra-rapida (che si suppone possa essere fornita da sistemi di accumulo elettrochimico). Come funzione obiettivo da minimizzare nella taratura si usa, rispettivamente, la distanza del nadir dal valore nominale della frequenza e dal valore minimo di frequenza tollerabile dal sistema elettrico in condizioni di funzionamento normale. I risultati di simulazione per uno scenario relativo al sistema sardo nel 2030 mostrano che la problematica legata al ripristino si risolve completamente e che il dimensionamento della regolazione ultra-rapida, grazie alla maggior efficienza del supporto eolico, può essere inferiore rispetto al caso di coordinamento con la regolazione eolica a potenza costante.

 

Nella successiva annualità si affronterà una possibile strategia per il supporto a salire della frequenza di rete da parte di impianti fotovoltaici.

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