Il monitoraggio delle reti elettriche è un’attività fondamentale per garantire condizioni di stabilità e requisiti di qualità di fornitura della potenza, sia in condizioni di normale funzionamento sia in caso di guasti. Uno degli indicatori più efficaci dello stato dei sistemi AC è, naturalmente, la frequenza, la cui misura ha un ruolo significativo in molte applicazioni e servizi critici (“system protection scheme”, bilanciamento, controllo di inerzia di varie risorse energetiche, ecc.). La frequenza riflette il bilancio istantaneo della potenza generata e assorbita nei sistemi AC. Grandi perturbazioni di tale bilancio possono causare deviazioni di frequenza ampie e veloci lungo tutto il sistema interconnesso, che, nel caso dell’Italia (isole escluse), è il sistema Continentale Europeo. Se tali deviazioni non sono adeguatamente contrastate (dalla regolazione di frequenza degli impianti, ad esempio), si rischiano distacchi di carico o di generazione, apertura di linee con conseguente separazione della rete in isole, blackout.

Si riporta qui in primo luogo un’approfondita analisi bibliografia delle tecniche di stima in tempo reale della frequenza attualmente adottate per il monitoraggio del sistema elettrico. Si valutano le prestazioni dei metodi più efficaci, mediante confronto con i requisiti definiti dallo standard IEEE C37.118.1 per i “Phasor Measurement Unit” (PMU) e applicando tali metodi a segnali raccolti sul campo: forme d’onda di tensione acquisite in una cabina primaria, sul lato MT del trasformatore, e misure di tensione acquisite su una rete BT in derivazione e sincronizzate per mezzo di un sistema basato su GPS. Questa parte di attività è introduttiva alla stima della derivata di frequenza (“Rate Of Change Of Frequency” – ROCOF), per cui si propone una metodologia. La valutazione del ROCOF è importante per le prestazioni del controllo di “inerzia sintetica” da parte dei generatori interfacciati con convertitori elettronici, come quelli degli impianti fotovoltaici ed eolici.

La seconda parte del rapporto prende in considerazione una serie di misure di frequenza della durata di un anno, estratta da misure effettuate su un punto di bassa tensione. Le serie sono elaborate mediante tecniche di analisi statistica. Successivamente, si calcola il ROCOF e si ricercano, per confronto con dati riportati dall’ENTSO-E Transparency Platform, eventi di fuori servizio di grandi impianti, tali da incidere in modo significativo sul ROCOF; si analizzano infine alcuni di tali eventi per discuterne quantitativamente l’impatto sulla frequenza.