Il crescente utilizzo di sistemi elettronici connessi in rete ha generato una serie di fenomeni di interferenza tra i dispositivi stessi e le reti di distribuzione. I sistemi elettronici sono, da una parte, sistemi sensibili ai disturbi della tensione di rete e, dall’altra, sono essi stessi fonti di disturbi, quali ad esempio iniezione di correnti armoniche, sbilanciamento delle tensioni e flicker.

Tali fenomeni sono alla base dello studio di un sistema per il miglioramento della qualità della fornitura nelle reti di bassa tensione, basato su convertitori elettronici di potenza e detto Open Unified Power Quality Conditioner. Il sistema è composto da un compensatore di tensione, connesso in serie ad una linea di distribuzione, e da uno o più compensatori di corrente, connessi in derivazione in prossimità di carichi disturbanti/sensibili. Il compensatore serie è deputato alla compensazione di variazioni, disturbi e buchi di tensione e può agire da limitatore della corrente di guasto, per guasti in rete localizzati a valle del dispositivo. I compensatori derivati agiscono in modo da cancellare le componenti armoniche delle correnti di carico, inoltre, in associazione ad un interruttore statico posto a monte del sistema compensatore/carico e a una fonte energetica connessa al lato CC del convertitore, possono alimentare in isola carichi privilegiati, in caso di disturbi di rete non compensati dal dispositivo serie.

Lo studio, principalmente di carattere teorico-modellistico, ha affrontato il tema del coordinamento del compensatore serie con i compensatori derivati in diverse condizioni operative. Sono stati analizzati, mediante simulazioni digitali, i comportamenti dei compensatori a fronte di diverse tipologie di guasto in rete, sia nella rete a monte sia in quella a valle del compensatore serie, sia all’interno dei compensatori stessi. Si è verificata la capacità del sistema di compensazione di far fronte, in modo coordinato, a tutte le tipologie di guasto ipotizzate. Inizialmente sono state valutate le prestazioni del sistema di compensazione in assenza di un coordinamento tra le singole macchine, quest’ulitmo introdotto successivamente con la possibilità di scambiare messaggi/comandi tra i dispositivi, abilitando così funzioni atte ad incrementare le prestazioni complessive del sistema. Inoltre, sono state simulate logiche di by-pass in caso di guasto interno ai compensatori, consentendo l’esclusione del dispositivo guasto senza compromettere l’efficacia del sistema di compensazione.

Infine è stata verificata la possibilità di implementare il controllo del dispositivo serie su un microcontrollore general purpose disponibile sul mercato. Il sistema di controllo realizzato su processore ARM CORTEX M4 è stato testato mediante simulazioni in tempo reale di tipo Control Hardware In the Loop (RT-CHIL).