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MAPS – Funzioni per il controllo di microrete

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MAPS – Funzioni per il controllo di microrete

Questo rapporto tratta del progetto e implementazione nella Test Facility RSE di funzioni per il controllo di una microgrid ed in particolare delle funzioni di controllo di previsione della produzione fotovoltaica, della verifica di fattibilità del piano di produzione giornaliero, di gestione di componenti termici, di gestione della microrete in isola e di stima dello stato di rete.

Questo rapporto è parte dell’attività di ricerca che riguarda il controllo di microreti, piccole reti, solitamente di bassa o media tensione, che aggregano apparati di generazione, per lo più da fonte rinnovabile, sistemi di accumulo e carichi. Le microreti operano con sistemi elettrici, ma possono integrare anche sistemi per la produzione, l’accumulo e il consumo di energia termica. Il sistema di controllo di una microrete deve gestire le diverse risorse a disposizione in modo da ottimizzazione l’alimentazione dei carichi elettrici e termici, riducendo i costi e assicurando, per la propria competenza, la stabilità elettrica nei confronti della rete di distribuzione a cui è connesso. Il sistema di controllo deve adattarsi, anche con tempi molto stretti, alle diverse configurazioni della rete e degli impianti, deve gestire l’interazione con la rete di distribuzione a cui la microrete è in genere collegata, e consentire il funzionamento in isola, disconnessa dalla rete nazionale.

In questo ambito in RSE sono state svolte varie attività con lo scopo di sperimentare le modalità di controllo e di gestione per rendere più efficiente l’esercizio di queste reti. In particolare nel recente passato sono state realizzate e provate nella Test Facility di generazione distribuita di RSE varie funzioni di controllo per microreti, tra le quali la funzione di Energy Management System (EMS) per la programmazione ottima economica della produzione di energia day-ahead, la funzione di inseguimento intra-day del programma di produzione, la funzione di stima dello stato di reti BT, funzioni di controllo di tensione. L’attività descritta in questo rapporto riguarda la progettazione e codifica di nuove funzioni e l’estensione di funzioni già sviluppate per migliorarne il comportamento.

Per quanto riguarda le nuove funzioni sono state progettate e codificate una funzione per la previsione a breve di producibilità elettrica da generatori fotovoltaici e una per la verifica di fattibilità del piano di produzione giornaliero calcolato dalla funzione di ottimizzazione economica.

Inoltre sono state proposte due funzioni da integrare nell’EMS per trattare componenti come le pompe di calore e gli accumuli termici. Infine, è stata definita una funzione per il controllo della microrete in isola, codificata con una struttura gerarchica a due livelli. Il primario basato su controllori distribuiti in droop ed il secondario con un controllore centralizzato di tipo Model Predictive Control (MPC).

Per quanto riguarda le funzioni già definite per le quali si è proceduta ad una estensione c’è la funzione di stima dello stato. Questa funzione è stata estesa con ulteriori funzionalità tra le quali la capacità di rilevamento e identificazione dei bad data e dotata di un’interfaccia standard CIM per lo scambio di informazioni di rete sia dedicate alla configurazione dello stimatore sia per la lettura e scrittura delle variabili e degli stati di rete.

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