Lo scopo del presente lavoro è quello di sviluppare ed utilizzare i modelli matematici e gli strumenti di calcolo necessari per fornire elementi quantitativi che permettano di eseguire un confronto tecnico–economico tra diverse metodiche per la limitazione delle correnti di corto circuito nelle reti elettriche. In questo rapporto si è affrontato in dettaglio il problema della limitazione della corrente di corto circuito su una rete di studio con topologia e parametri prefissati, confrontando tra loro l’impiego di una tecnologia tradizionale, rappresentata dai reattori di limitazione in aria, e quello di una tecnologia innovativa, costituita dai SFCL (Superconducting Fault Current Limiter). Il confronto è stato condotto seguendo i seguenti criteri generali: 

• le due tecnologie sono state comparate sulla stessa rete elettrica di studio, avente topologia e parametri prefissati;
• le due tecnologie sono state comparate a parità di effetto utile sulla rete, cioè a parità del fattore di limitazione della corrente di corto circuito ottenibile
• le due tecnologie sono state comparate grazie allo sviluppo ed all’utilizzo di modelli e programmi di calcolo che ne consentono il confronto tecnico – economico in modo parametrico variando a piacimento tutte le grandezze di input considerate;
•  Con gli strumenti di calcolo sviluppati è stato possibile analizzare gli aspetti tecnici più rilevanti connessi con l’utilizzo delle due tecnologie nella rete, dal dimensionamento ottimale dei componenti necessari per entrambi i tipi di FCL, al loro impatto sulla rete elettrica sia in condizioni di normale esercizio continuativo che in condizioni di corto circuito;
• sono stati considerati gli aspetti economici più rilevanti connessi con l’utilizzo delle due tecnologie nella rete, con la valutazione dei costi capitali e di esercizio per entrambe e quindi dei tempi di ritorno dell’investimento differenziale;

Con la applicazione della metodologia, dei modelli e dei software sviluppati e descritti in questo rapporto si possono valutare parametricamente situazioni in cui i reattori di limitazione e gli SFCL possono essere impiegati in vari punti della rete oggetto dello studio, la quale, pur avendo una topologia base prefissata, può essere variata a piacimento in tutti i suoi parametri e componenti elettrici.

Come primo esempio di studio si è scelto di analizzare l’effetto che la variazione della capacità di limitazione di entrambi i tipi di FCL esercita sul loro dimensionamento, sul loro impatto in rete e quindi sui loro costi di acquisto e di esercizio. Sono stati analizzati in dettaglio 30 valori differenti del fattore di limitazione, che corrispondono a 30 casi di studio in cui sono stati eseguiti, per entrambi i tipi di FCL, tutti i calcoli per il dimensionamento, per le analisi delle situazioni di rete in esercizio (load-flow) e in corto circuito e per le valutazioni economiche. I risultati ottenuti mostrano che è possibile eseguire un confronto quantitativo, parametrico ed omogeneo tra le due tecnologie, dando indicazioni sui vantaggi e svantaggi di tipo tecnico ed economico di una rispetto all’altra.