La misura della frequenza di rete è una continua sfida nei moderni sistemi elettrici e numerose tecniche di stima sono trattate in letteratura e spesso implementate in dispositivi industriali di misura/controllo. Lo stesso può essere asserito per il ROCOF (Rate Of Change Of Frequency – derivata della frequenza nel dominio del tempo), il quale ha numerose applicazioni che spaziano dal controllo inerziale dei generatori basati su interfacce a elettronica di potenza e i dispositivi di protezione. Ciononostante, queste tecniche di stima sono tipicamente il risultato di un compromesso tra velocità di calcolo e accuratezza di misura, tanto che spesso la loro efficacia può essere definita discutibile (soprattutto se le grandezze di ingresso sono soggette a rumore e distorsioni).

Il documento riporta un’analisi dei principali aspetti che caratterizzano i processi di stima orientati all’estrazione dei valori di frequenza e ROCOF: il ruolo di ogni blocco dell’algoritmo, le strategie per la riduzione degli effetti di distorsione introdotti dalle funzioni non lineari, le tecniche di riduzione del rumore. In particolare, una volta identificato l’algoritmo caratterizzato dalla migliore performance (anche sulla base del lavoro svolto durante il precedente periodo di ricerca), gli operatori di derivata (necessari per il calcolo di entrambi frequenza e ROCOF) sono stati analizzati nel dettaglio, introducendo così il concetto di Limited Bandwidth Derivative. Grazie all’applicazione di questo operatore, i parametri dell’algoritmo possono essere ulteriormente ottimizzati al fine di ottenere elevate accuratezze di misura, con una buona reiezione del rumore e distorsioni che possono caratterizzare le grandezze di rete.

Infine, il metodo di stima proposto è stato testato e confrontato con i valori di frequenza e ROCOF restituiti da un apparato Phasor Measurement Unit commerciale (impiegato per il monitoraggio dei sistemi elettrici). I risultati dimostrano chiaramente come l’algoritmo sviluppato sia caratterizzato da elevate prestazioni che, nella fattispecie, consistono in un’efficace riduzione del rumore e una migliore identificazione dei transitori del sistema (come ad esempio la disconnessione di unità di generazione di elevata potenza).