L’attività di ricerca descritta in questo documento ha avuto lo scopo di validare attraverso prove sperimentali gli strumenti software necessari per migliorare l’osservabilità di una rete elettrica di distribuzione utilizzando misure effettuate da Phasor Measurement Unit (PMU). In particolare, sono stati sperimentati, tramite la Distributed Energy Resources Test Facility (DER-TF) di RSE, dei metodi per la stima dello stato della rete, la stima delle impedenze di linea, l’identificazione della topologia di rete e il riconoscimento del funzionamento in isola. Scopo dell’attività non è stata la sola verifica degli strumenti sviluppati ma anche l’analisi dell’effettiva capacità delle PMU ad essere utilizzate per incrementare l’osservabilità della rete.
Dai risultati ottenuti, è evidente come attraverso le sole misure da PMU sia possibile ricostruire lo stato della rete tramite la risoluzione di problemi lineari e che quindi presentano un basso costo computazionale.
Inoltre, la disponibilità di misure sia di ampiezza che di fase permette di riconoscere il funzionamento in isola e di identificare le impedenze di linea. Le analisi condotte mostrano che errori di modello, dovuti a un differente assetto della rete o a errori nei dati di targa dei cavi, determinano errori nella stima che possono essere però compensati tramite l’adozione di metodi basati su PMU che permettono di ricostruire i parametri incerti della rete. È comunque evidente che per poter stimare accuratamente il modello della rete sono necessarie molteplici misure tramite le PMU. Per limitare i costi dell’infrastruttura, occorre quindi applicare metodi per il posizionamento ottimo delle PMU allo scopo di identificare il minimo numero di punti di misura considerando il vincolo di mantenere osservabile la rete in tutte le condizioni di funzionamento previste. Le prove hanno inoltre evidenziato che un differente posizionamento delle PMU non incide sui risultati delle stime e che quindi è possibile ricostruire lo stato della rete con un numero inferiore di misure e riducendo i costi dell’infrastruttura. Occorre però osservare che un numero limitato di misure di tensione può determinare elevati errori nella stima nel caso di incertezze di misura grandi o problemi a una singola PMU. Per tale ragione, durante la fase di pianificazione delle PMU da installare nella rete occorre fare delle analisi in un ambiente di simulazione per verificare come diverse incertezze di misura e diversi errori possano incidere sui risultati dello stimatore. I risultati ottenuti con la sperimentazione hanno dimostrato l’efficacia degli gli strumenti software sviluppati. Inoltre, l’attività ha permesso di realizzare un’infrastruttura integrata con la DER-TF che può essere utilizzata per futuri sviluppi e miglioramenti degli algoritmi di stima.