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Generatori statici e Power Quality: studio dell’impatto della generazione distribuita sulla qualità della tensione

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Generatori statici e Power Quality: studio dell’impatto della generazione distribuita sulla qualità della tensione

Il presente Rapporto presenta i principali risultati ottenuti dallo studio delle interazioni tra generazione distribuita a produzione variabile, connessa alla rete mediante inverter, e la rete stessa. Sono state analizzate alcune problematiche relative al possibile deterioramento della qualità della tensione, al coordinamento delle protezioni di rete ed alla implementazione dinuove funzionalità negli inverter.

L’insorgenza di una serie di nuove problematiche legate alle interazioni delle reti di distribuzione in Media Tensione (MT) con la Generazione Distribuita (GD), in particolare quella allacciata alla rete mediante inverter, ha motivato lo studio di tre tematiche ad esse correlate: la generazione di flicker da parte di sorgenti caratterizzate da variabilità della potenza disponibile dalla fonte primaria, le possibilitàdi coordinamento delle protezioni di rete in presenza di GD e l’implementazione di nuove funzionalità in inverter per la connessione di GD. Gli studi relativi ai primi due temi sono stati affrontati con un approccio teorico-modellistico; sono stati sviluppati modelli di simulazione di: reti di distribuzione, sistemi di generazione, comprensivi delle parti di elettronica di potenza e di controllo, flickermetro, protezioni di rete e protezioni di interfaccia dei generatori. Le analisi hanno permesso di stabilire come la severità del flicker causato dalla generazione distribuita dipenda da alcuni parametri di rete, quali ad esempio le caratteristiche di impedenza delle linee a cui i generatori sono connessi, dalle modalità di controllo dei circuiti elettronici di potenza e dall’eventuale erogazione di potenza reattiva. Lo studio del coordinamento delle protezioni di rete ha mostrato che una soluzione basata sulla direzionalità dei relè di corrente e sullo scambio di comandi tra le protezioni permetta di applicare lo schema proposto in reti di distribuzione cittadine caratterizzate da presenza significativa di generazione distribuita, e che essa possa coesistere nella stessa rete con le protezioni tradizionali. Infine lo studio della terza tematica è stato condotto principalmente mediante attività sperimentali, comunque supportate da analisi teoriche indispensabili per la previsione e l’interpretazione dei risultati delle prove. Tali prove, effettuate su inverter commerciali, hanno permesso di stabilire che l’implementazione di funzionalità ausiliarie degli inverter, previste dalla recente normativa nazionale per l’allacciamento alle reti di media e bassa tensione, debba essere essenzialmente prevista in fase di dimensionamento della macchina ed in fase di progettazione del controllo. Inoltre è stato possibile mettere in evidenza che anche inverter di “vecchia concezione” presentino una naturale capacità di superamento dei buchi di tensione sebbene più limitata rispetto a quella di inverter “avanzati”.

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