Il presente rapporto descrive le attività di Ricerca di Sistema svolte nell’ambito del progetto Trasmissione e Distribuzione relativamente al WP 4.1 – “Evoluzione nella struttura e nella gestione delle reti di distribuzione” che hanno avuto come obiettivo quello di approfondire gli aspetti maggiormente critici, come già emerso in attività svolte nell’ambito della passata Ricerca di Sistema, nella gestione di reti di distribuzione in continua in bassa tensione cui connettere carichi sensibili e generatori distribuiti. Tali reti rientrano nell’obiettivo generale del progetto di verificare soluzioni innovative per il sistema di distribuzione, andando nella direzione della costituzione di una sorta di “microrete” in grado di garantire ai carichi una maggiore qualità e di gestire gli scambi di potenza con la rete in alternata in funzione della generazione presente localmente, consentendo, al limite, un funzionamento in isola. In particolare la ricerca ha riguardato: • l’analisi delle logiche di gestione del sistema di protezione della rete cc in bassa tensione e dei criteri di coordinamento e selettività anche mediante simulazioni su un modello di rete opportunamente semplificato in cui simulare diverse condizioni di guasto; • un completamento della modellistica del sistema con l’aggiunta di nuovi componenti, in particolare di un generatore distribuito, costituito da una cella combustibile di tipo PEM, e di un carico sensibile, costituito da un azionamento a velocità variabile; • la definizione delle caratteristiche di qualità della tensione cc; • la definizione delle prescrizioni relative alla connessione di carichi e generatori alla rete cc; • l’identificazione degli accorgimenti per il controllo della tensione cc durante il transitorio di passaggio al funzionamento in isola in condizioni di surplus di potenza nella rete cc. Il documento illustra pertanto un’analisi del sistema di protezione nel suo complesso studiando le diverse tipologie di guasto nei casi ritenuti significativi per il coordinamento del sistema di protezione. In particolare sono state considerate due possibili filosofie di protezione: • la prima prevede l’impiego di interruttori elettronici posti a protezione delle sbarre cc da cui sono derivati i feeder di distribuzione, protetti, questi ultimi, mediante l’utilizzo di interruttori elettromeccanici; • la seconda prevede l’impiego esclusivo di interruttori elettronici il cui funzionamento coordinato e selettivo è garantito mediante una “tecnica di interblocco” via fibra ottica tra i vari dispositivi. Questa filosofia è stata analizzata facendo riferimento alle caratteristiche di funzionamento di un interruttore statico di proprietà di Ansaldo Ricerche.

È stata inoltre analizzata la qualità dell’alimentazione che la rete cc è in grado di garantire principalmente nell’ottica di un confronto con le reti in ca, al fine di individuare quali aspetti di Power Quality vengano migliorati mediante l’utilizzo delle reti in cc. In particolare, è emerso come si possa riscontare un netto miglioramento nella mitigazione dei buchi di tensione e nella compensazione delle interruzioni in presenza di sistemi di accumulo e/o di gruppi elettrogeni, ma anche che l’ottenimento di livelli superiori di qualità richiede necessariamente prescrizioni per l’allacciamento dei carichi e dei generatori. Infine, particolare attenzione è stata posta al transitorio di passaggio dal funzionamento in connessione alla rete ca al funzionamento in isola in condizioni di eccesso di potenza nella rete cc, transitorio che, in assenza di adeguati provvedimenti (quali la limitazione della potenza generata nella rete in isola), potrebbe causare un innalzamento eccessivo della tensione cc.