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Analisi delle strategie di gestione degli impianti eolici. Modello dinamico per lo studio del controllo di un aerogeneratore su piattaforma flottante

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Analisi delle strategie di gestione degli impianti eolici. Modello dinamico per lo studio del controllo di un aerogeneratore su piattaforma flottante

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 12:16 pm

Il presente documento è stato redatto nell’ambito del progetto “Studi su potenziali sviluppi delle energie rinnovabili – Studi e strumenti per la produzione di energia da fonte eolica e da altre fonti” definito nell’Accordo Triennale tra il Ministero dello Sviluppo Economico e E.R.S.E. S.p.A. firmato il 29 Luglio 2009. L’attività è stata svolta in collaborazione col Politecnico di Milano, Dipartimento di Elettronica e Informazione. Gli obiettivi e l’articolazione del progetto sono descritti nel documento “PIANO ANNUALE DI REALIZZAZIONE RDS 2009”, protocollo ERSE 09003146. L’attività svolta si divide principalmente in due parti. La prima parte ha come oggetto lo studio della struttura di sistemi di controllo per impianti eolici tradizionali, mentre la seconda prevede lo sviluppo di un sistema di regolazione per un generatore eolico di tipo off-shore su piattaforma flottante. Nel rapporto vengono presentate le motivazioni che hanno portato alla realizzazione dell’attività; in particolare è presente una breve introduzione sulle difficoltà di integrazione di impianti eolici allacciati alla rete elettrica e sulla loro continua penetrazione nel mercato elettrico mondiale e nazionale. Viene quindi descritto un modello elettro-meccanico di un impianto eolico tradizionale di tipo on land. Dapprima viene presentato il modello della turbina, costituito dalle equazioni base che descrivono potenza, coppia e velocità in funzione della velocità del vento; in seguito viene descritto il modello del generatore asincrono a doppia alimentazione (DFIG), che potrebbe costituire un sistema per la conversione della potenza elettrica particolarmente adatto per impianti eolici connessi alla rete perché permette di partecipare al controllo di frequenza potenza. Il problema del controllo dei generatori eolici viene affrontato presentando gli schemi di regolazione comunemente utilizzati e i risultati delle simulazioni ottenute con un simulatore sviluppato per lo scopo nell’ambiente Matlab/Simulink. Nella seconda parte del rapporto si presenta il modello semplificato di un impianto eolico di tipo off-shore, sviluppato facendo riferimento ai dati e al modello già approfonditamente studiato in una recente attività di Ricerca di Sistema ([9]). Il modello è stato sviluppato aggiungendo al modello di turbina già ricavato per la macchina terrestre il modello che descrive la struttura galleggiante. Infine viene affrontato il problema della regolazione di questo tipo di impianti: poiché l’applicazione di schemi di regolazione per impianti tradizionali non ha portato a risultati soddisfacenti, si è sviluppato uno schema ad hoc per generatori di tipo off-shore.

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