L’utilizzo di schemi di protezione basati su selettività logica, in grado di selezionare il tronco guasto in reti di distribuzione anche attive e magliate, è reso possibile dalle attuali tecnologie di telecomunicazione. Nell’ambito di un accordo di collaborazione tra RSE e A2A Reti Elettriche, è stato condotto uno studio sulla possibilità di applicare in tali reti un particolare sistema di protezioni coordinate mediante lo scambio di messaggi secondo il protocollo standard IEC-61850 GOOSE. Le attività sono state rivolte da una parte alla analisi della compatibilità delle operazioni di richiusura automatica effettuate dalle protezioni con le tempistiche necessarie alla realizzazione del coordinamento, mentre dall’altra alla verifica della interoperabilità di dispositivi di protezione, sempre nell’ambito dellacomunicazione secondo il protocollo suddetto.
La prima parte delle attività è stata condotta mediante simulazioni, sia totalmente digitali, sia interfacciando dispositivi reali in grado di comunicare con le modalità prescelte con un emulatore di rete di comunicazione ed un simulatore in tempo reale, ove sono stati realizzati modelli di reti di distribuzione con topologia magliata e modelli delle parti delle protezioni che realizzano le misure delle grandezze elettriche. Le simulazioni digitali sono state inizialmente realizzate specialmente per stabilire quali fossero le possibili modalità di gestione dei dispositivi in fase di richiusura automatica, in particolare per delineare criteri di scelta delle protezioni da far richiudere. Inoltre si sono potute valutare situazioni critiche per il funzionamento del sistema di protezione, quali il verificarsi di due guasti consecutivi sulla stessa linea di distribuzione. Le simulazioni in tempo reale sono state invece focalizzate all’analisi della compatibilità fra le tempistiche dello schema di selettività logica considerato e quelle tipiche delle operazioni di richiusura automatica, specificate dal distributore. Dagli studi è emerso che le richiusure automatiche possono essere correttamente gestite dalle protezioni coordinate, senza modifiche agli intervalli temporali tipicamente utilizzati per tali procedure. Possibili fenomeni di inversione di flussi di potenza durante tali operazioni possono essere evitati selezionando opportunamente le protezioni che effettuano richiusura automatica. La logica di richiusura consente inoltre l’ottimizzazione di alcuni indici di Power Quality (ad esempio il numero di utenti soggetti a buchi di tensione multipli). Le simulazioni hanno anche evidenziato la necessità di utilizzare protezioni di rincalzo, installate a livello delle cabine primarie e coordinate con selettività cronometrica con le altre protezioni di rete, per gestire correttamente i casi di doppi guasti consecutivi nella stessa linea di distribuzione, che possono causare mancati interventi delle protezioni.
La seconda parte delle attività, volta alla verifica di interoperabilità tra dispositivi di produttori differenti, è stata svolta mediante attività sperimentale di laboratorio, in continuità con le attività svolte nel precedente anno. In particolare, la sperimentazione relativa alla selezione del tronco guasto, che era stata realizzata utilizzando protezioni dello stesso costruttore, è stata completata utilizzando protezioni di differenti costruttori: questa estensione ha messo in luce notevoli problematiche di interoperabilitàriguardanti il processo di configurazione dei dispositivi, imputabile in buona parte a limitazioni degli strumenti software forniti dai costruttori oltre che ai numerosi gradi di libertà concessi dallo standard IEC-61850. In conclusione, la sperimentazione ha evidenziato come l’effettiva possibilità di utilizzo di sistemi di protezione multi-vendor risulti attualmente problematica, poichè non risulta sufficiente verificare l’interoperabilità durante il funzionamento a runtime dei dispositivi, ma anche relativamente al supporto del complesso processo di configurazione e progettazione previsto dallo standard; per questo si indica come possibile soluzione una standardizzazione più stringente del modello dati IEC-61850 utilizzabile per applicazioni di selezione del tronco guasto, e in generale di automazione. Si evidenzia infine che, una volte superate le problematiche di configurazione, la fase di prove di laboratorio vere e proprie, ovvero la verifica dello scambio di messaggi IEC-61850 tra protezioni, non ha evidenziato problematiche particolari: si conferma quindi la necessità di focalizzare l’attenzione, anche in contesto normativo, sulla fase di configurazione dei dispositivi.