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Sistemi elettronici di potenza connessi alla rete elettrica: studi, simulazioni e sperimentazioni

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Sistemi elettronici di potenza connessi alla rete elettrica: studi, simulazioni e sperimentazioni

Il presente documento prende in considerazione diversi argomenti associati all’utilizzo di sistemi elettronici
di potenza sulla rete elettrica. I primi capitoli sono dedicati ad un approfondimento delle basi di conoscenza
dei fenomeni d’interazione fra inverter e rete elettrica analizzando in particolare sia l’inquinamento armonico
sia il comportamento a fronte di buchi della tensione di rete.

La crescente penetrazione di generazione diffusa sulla rete di distribuzione, che nella quasi totalità dei casi utilizza degli inverter per il collegamento dei generatori alla rete elettrica, motiva lo studio delle problematiche associate alla presenza in rete di sistemi elettronici di potenza. L’impatto dei generatori distribuiti sulla qualità della fornitura della tensione, il loro comportamento in presenza di buchi di rete o a seguito di un distacco dalla rete prevalente sono alcuni fra gli aspetti di maggior interesse. I sistemi elettronici di potenza possono anche trovare impiego per svolgere funzioni a sostegno della rete o per gestire carichi privilegiati. Il presente documento prende in considerazione diversi argomenti associati all’utilizzo di sistemi elettronici di potenza sulla rete elettrica. I primi capitoli sono dedicati ad un approfondimento delle basi di conoscenza dei fenomeni d’interazione fra inverter e rete elettrica analizzando in particolare sia l’inquinamento armonico sia il comportamento a fronte di buchi della tensione di rete, Il capitolo 2 prende in considerazione la generazione di armoniche in rete da parte di diverse tipologie di inverter ricavando anche una formulazione analitica utile allo studio di possibili tecniche di minimizzazione dei contributi. Nel capitolo 3, invece, viene studiato il comportamento, in presenza di buchi della tensione di rete, di un campo fotovoltaico connesso alla rete elettrica mediante un inverter. L’interesse per questo argomento è motivato dal fatto che, per evitare improvvise perdite di generazione a seguito di disturbi di rete, si sta prendendo in considerazione la possibilità di mantenere i generatori connessi alla rete durante buchi di tensione, contrariamente alla prassi attuale. In caso di anomalia nelle caratteristiche della tensione di rete, infatti, le attuali norme di allacciamento impongono il distacco dei generatori, per evitare la formazione di isole indesiderate nella rete di distribuzione. A questo riguardo, la norma IEC 62116 stabilisce per gli inverter fotovoltaici delle procedure per la verifica del corretto funzionamento dei criteri di riconoscimento del funzionamento in “isola indesiderata”. Nel capitolo 4 viene considerato il banco di prova richiesto per l’applicazione di tale norma e descritte le attività svolte per predisporre la strumentazione e i carichi necessari per l’esecuzione delle prove in essa previste. Gli ultimi due capitoli del rapporto sono dedicati all’impiego di convertitori elettronici di potenza per la realizzazione di particolari funzioni o dispositivi per la rete. Prendendo in considerazione la richiesta di forniture ad elevata continuità servizio e qualità della tensione per carichi privilegiati, nel capitolo 5 si descrive il controllo di un filtro attivo o APQC (Active Power Quality Conditioner). Gli algoritmi studiati e simulati saranno prossimamente implementati sul prototipo di tale apparecchiatura sviluppato in RSE. Infine, il capitolo 6 considera l’utilizzo di convertitori elettronici di potenza nella realizzazione di dispostivi di accumulo modulari per la rete.

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