Il presente rapporto descrive le attività di ricerca svolte nell’ambito del progetto “Soluzioni innovative di alimentazione per clienti con esigenze di forniture a qualità superiore” dell’Area “GOVERNO DEL SISTEMA ELETTRICO”, una delle quattro Aree di ricerca definite nell’accordo di programma triennale tra il Ministero per lo Sviluppo Economico e CESI RICERCA S.p.A. stipulato il 21 giugno 2007. Il progetto, di durata biennale, continua una parte del lavoro svolto nel 2006 in relazione al WP 5.1 (Indicatori della continuità del servizio e della qualità della potenza). L’attività nel suo complesso ha l’obiettivo di studiare ed analizzare, mediante simulazioni digitali, il comportamento di dispositivi Custom Power (CUSPO) nell’ambito della realizzazione di aree caratterizzate dalla fornitura di differenti livelli di qualità della tensione in funzione delle esigenze dei carichi. In tali aree, i cosiddetti Premium Power Park (PPP), i dispositivi in questione sono chiamati a svolgere un funzionamento tra loro coordinato fornendo soluzioni innovative per la fornitura di energia elettrica di qualità “superiore". La configurazione di PPP oggetto della ricerca prevede l’installazione in cascata di tre dispositivi compensatori: • lo Static Transfer Switch (STS), dispositivo in grado di compensare interruzioni e buchi di tensione; • il Dynamic Voltage Restorer (DVR), dispositivo serie per la compensazione dei soli buchi di tensione; • il Distribution STATCOM (D-STATCOM), dispositivo capace di ridurre l’impatto in rete di carichi disturbanti. Il rapporto descrive le diverse fasi che hanno portato alla definizione delle caratteristiche del sistema di controllo del Dynamic Voltage Restorer (DVR), dopo averne individuato un possibile coordinamento con gli altri compensatori in ambito PPP e dimensionato i componenti principali. Infatti, una volta definite le funzioni di compensazione svolte dai dispositivi nell’ottica di un loro funzionamento coordinato, si è proceduto al dimensionamento dei componenti principali del DVR e alla definizione delle relative capability. Definite le logiche di controllo del dispositivo, riferite alla duplice possibilità di funzionamento, “singolo” e “coordinato” con lo Static Transfer Switch, si è proceduto alla verifica dei dimensionamenti e delle logiche di controllo durante la compensazione dei disturbi di rete mediante simulazioni. Si è inoltre verificata la possibilità di utilizzo di trasduttori alternativi ai trasformatori di misura induttivi per poter ovviare al problema della misura di buchi di tensione fittizi in reti MT a neutro isolato, causa di interventi intempestivi ed errata compensazione da parte dei dispositivi Custom Power.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 4/57 1 INTRODUZIONE In un contesto, in cui i problemi relativi alla qualità del servizio hanno assunto crescente importanza a seguito dell’impatto che alcuni fenomeni quali, ad esempio, buchi di tensione, sovratensioni, squilibri di tensione, flicker, hanno sui processi produttivi sensibili, l’individuazione degli interventi per migliorare la qualità del servizio mediante la compensazione dei disturbi diviene uno strumento per garantire un qualità della fornitura elettrica “superiore” rispetto a quella normalmente offerta dalle reti di distribuzione. La compensazione può essere rivolta ai disturbi originati sia all’interno della rete di distribuzione sia all’interno dell’utenza. Una possibilità a disposizione dei distributori per realizzare una mitigazione dei principali disturbi della tensione, con il conseguente abbattimento delle perdite economiche per gli utenti, è offerta dai cosiddetti Custom Power (CUSPO). Questi dispositivi innovativi basati sull’utilizzo dell’elettronica di potenza sono in grado di garantire una qualità “superiore” dell’alimentazione grazie alla capacità di compensare i disturbi di rete, quali i buchi e le interruzioni di tensione, e/o di mitigare l’impatto in rete di eventuali carichi disturbanti (compensazione di armoniche, flicker, squilibri, reattivo). Nell’ambito dell’individuazione di possibili scenari futuri di reti di distribuzione caratterizzate da una fornitura di qualità “superiore”, in una prospettiva temporale di medio termine, un ulteriore sviluppo del concetto di Custom Power è costituito dai Premium Power Park (PPP), aree geograficamente limitate in cui un certo numero di utenze, soprattutto industriali ma anche commerciali, può essere alimentato da una o più sbarre a media tensione usufruendo di una migliore qualità della fornitura. L’impiego nell’area di differenti tipologie di dispositivi Custom Power consente di ottenere una qualità della fornitura differenziata su più livelli in funzione delle esigenze dei carichi L’attività descritta nel presente rapporto è parte di un progetto, di durata biennale, che ha l’obiettivo, nel suo complesso, di studiare ed analizzare, mediante simulazioni digitali il comportamento di dispositivi Custom Power nell’ambito di un PPP. Il progetto continua una parte del lavoro svolto nel WP 5.1 (Indicatori della continuità del servizio e della qualità della potenza) descritto nel “Piano annuale di realizzazione 2006”. La configurazione di PPP oggetto della ricerca prevede l’installazione in cascata di tre dispositivi compensatori: • lo Static Transfer Switch (STS), dispositivo in grado di compensare interruzioni e buchi di tensione; • il Dynamic Voltage Restorer (DVR), dispositivo serie per la compensazione dei soli buchi di tensione; • il Distribution STATCOM (D-STATCOM), dispositivo capace di ridurre l’impatto in rete di carichi disturbanti. L’attività, descritta nel seguito, consiste nella definizione delle caratteristiche del sistema di controllo di un dispositivo serie di compensazione dei soli buchi di tensione, denominato Dynamic Voltage Restorer (DVR), dopo averne individuato un possibile coordinamento nell’ambito del PPP con gli altri compensatori e dimensionato i componenti principali. Poiché un’errata misura di tensione può causare un’intempestiva ed errata compensazione dei dispositivi Custom Power, viene inoltre affrontato il problema della misura della tensione mediante trasduttori induttivi e “non convenzionali”. 2 IL DYNAMIC VOLTAGE RESTORER NELL’AMBITO DEL PREMIUM POWER PARK 2.1 La struttura del Premium Power Park Un Premium Power Park (PPP) ([1][2]) si configura come un’area in cui dispositivi Custom Power sono chiamati a svolgere un funzionamento tra loro coordinato fornendo soluzioni innovative per la fornitura di energia elettrica di qualità “superiore". L’impiego di diverse tipologie di dispositivi di compensazione

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 5/57 Custom Power nell’ambito del PPP consente di ottenere forniture di energia elettrica con differenti livelli di qualità della tensione in modo da poter soddisfare le diverse esigenze dei carichi sensibili ai disturbi di rete. Una possibile configurazione di PPP, oggetto dell’attività di ricerca, è quella riportata in Figura 1, risultato dell’attività di ricerca svolta nel 2006 nell’ambito del WP 5.1 (Indicatori della continuità del servizio e della qualità della potenza) ([2]). La configurazione prevede l’installazione in cascata di tre dispositivi compensatori : • lo Static Transfer Switch (STS), dispositivo in grado di compensare interruzioni e buchi di tensione; • il Dynamic Voltage Restorer (DVR), dispositivo serie per la compensazione dei soli buchi di tensione; • il Distribution STATCOM (D-STATCOM), dispositivo capace di ridurre l’impatto in rete di carichi disturbanti, e consente di identificare due differenti livelli di qualità: • il livello A per il quale è garantita una compensazione delle interruzioni e dei buchi di tensione “profondi” ad opera dell’STS; • il livello AA per il quale è garantita una regolazione della tensione ad opera del DVR (per la compensazione dei buchi di tensione nei limiti delle sue capability e coordinata con l’azione dell’STS) ed una compensazione delle interruzioni per effetto dell’STS. Inoltre, i carichi di entrambi i livelli A e AA beneficiano anche dell’azione del D-STATCOM per la compensazione dei disturbi causati dal carico AA-B che potrebbero comportare variazioni rapide o distorsioni della tensione di alimentazione, con degradamento della sua qualità. STS = ~ = ~ DVR D-STATCOM Alimentazione Principale Alimentazione Alternativa A AA AA-B IPC Figura 1:Schema del Premium Power Park oggetto della ricerca Relativamente alla tipologia dei carichi presenti nel PPP si è ipotizzato: • Livello A: carichi passivi • Livello AA: carico distorcente • Livello AA-B: carico motore Nel seguito sono riassunte brevemente le principali caratteristiche dei carichi previsti per il PPP ([2]). Carichi ohmico-induttivi “tipo RL” serie connessi a triangolo della potenza, rispettivamente, di 0,45 MVA a fattore di potenza 0,95 e 0,3 MVA a fattore di potenza 0,5.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 6/57 Carico induttivo rappresentato da tre induttanze connesse a triangolo della potenza di 1,35 Mvar. Carico motore si è considerata la presenza di due motori trifase asincroni le cui caratteristiche sono riportate in Tabella 1, mentre in Tabella 2 sono indicati i valori calcolati dei parametri del circuito equivalente di ciascun motore, dedotti dai dati relativi alle prove a vuoto e a rotore bloccato. Tutti i parametri sono riferiti alla temperatura di riferimento di 75° C. Ciascun motore è connesso alla rete a 20 kV mediante un trasformatore le cui caratteristiche sono indicate in Tabella 3. In Figura 2 sono evidenziate le caratteristiche meccaniche del carico e del motore. Pn 750 kW Vn 6000 V –10% fn 50 Hz n. poli 6 velocità nominale 990 rpm In 88 A cosFn 0,86 collegamento fasi statore Y I0n 27.5 A Inerzia 175 Kg m2 Tabella 1: Principali caratteristiche del motore asincrono considerato Rs 0,3811 W Xs 5,507 W Rr 1,4615 W Xs 5,507 W Rm 3924 W Xm 149,6 W Tabella 2: Parametri del circuito equivalente del motore Potenza nominale 1,6 MVA Avvolgimenti Y – Y Tensione nominale 20kV / 6000 V Pcu 17000W Vcc 6% Io 0,56% Po 2600 W Tabella 3: Parametri del trasformatore di alimentazione del motore

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 7/57 20 0 20 40 60 80 100 120 0 2000 4000 6000 8000 1 104 1.2 104 1.4 104 1.6 104 velocità angolare (rad/s) c o p p i a ( N m ) Figura 2: Caratteristica meccanica del carico (curva tratteggiata) unitamente a quella del motore 2.1.1 Il carico distorcente Relativamente al carico distorcente si è ipotizzato un ponte raddrizzatore dodecafase a tiristori1 alimentato da un trasformatore a 3 avvolgimenti da 1450/725/725 kVA, 20/0,232/0,232 kV, collegamento Dyd e vcc% pari a 7,25%. Le caratteristiche del carico distorcente sono state desunte da quelle relative ad un carico oggetto di attività di ricerca negli anni passati ([3]). Il carico lato continua è rappresentato da un’induttanza da 252 mH (Lb) con in serie una resistenza da 230 mW (Rb); tra carico e raddrizzatore, oltre ai diodi di ricircolo, è inserito un filtro LC passivo passabasso smorzato, i cui parametri risultano: L1 = 87 uH C1 = 37 mF C2 = 150 mF R2 = 56 mW. Figura 3: Schema del carico distorcente In Figura 4 è riportata la curva di saturazione ipotizzata per il trasformatore; la curva è caratterizzata dall’inizio della “piena” saturazione a valori di flusso pari a 1,18 pu e da una reattanza a nucleo estratto (Xac) pari al 12%. 1 Per poter meglio approfondire le problematiche relative all’inquinamento armonico ed alla presenza di filtri risonanti passivi nel PPP, il carico distorcente prevede l’impiego di tiristori anziché di diodi come ipotizzato in [2]. Le caratteristiche dimensionali e di configurazione del carico sono le stesse ipotizzate in [2].

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 8/57 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 0 0,2 0,4 0,6 0,8 Correnti di picco (pu) F l u s s o d i p i c c o ( p u ) Figura 4: Curva di saturazione del trasformatore di alimentazione del carico distorcente (Xac = 12%) Relativamente al controllo del ponte si è ipotizzata la presenza di una regolazione della tensione lato continua ad un valore di riferimento definito da un anello esterno di controllo della corrente nell’induttanza Lb. Per le considerazioni svolte nello studio, si è tuttavia trascurato l’anello esterno di regolazione, assumendo che, per i transitori in esame, la dinamica di tale anello sia trascurabile rispetto a quello di tensione. Pertanto lo schema di controllo adottato è quello di Figura 5, in cui il valore di riferimento è fissato in funzione di una condizione di funzionamento di “pieno carico”. L’uscita del regolatore rappresenta l’angolo “b”, corrispondente a (180-a), dove a è l’angolo di accensione dei tiristori. Relativamente alla “rapidità” del controllo, si è ipotizzato un controllo “veloce”, con un parametro “k” fissato in modo da avere una variazione dell’angolo pari a 25°/ms*pu, dove i pu si riferiscono all’errore di tensione. – + k Filtro notch 12a Vdcrif Vdcmis 8 p s b Figura 5: Schema di controllo del ponte a tiristori del carico In corrispondenza della condizione di funzionamento a pieno carico caratterizzata da: Vcc = 460 V Icc = 2000 A gli assorbimenti di potenza attiva e reattiva del carico distorcente risultano: P = 864 kW Q = 830 kvar. 2.1.1.1 I filtri passivi La presenza di un carico distorcente a tiristori nel PPP richiede la progettazione/dimensionamento di un sistema di filtraggio che garantisca il rispetto di limiti ammissibili di distorsione armonica nei seguenti punti: • “Punto di Accoppiamento Comune” (PAC), identificabile con le sbarre MT della cabina primaria da cui è derivata l’alimentazione del PPP;

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 9/57 • “Punto di Accoppiamento Interno” (PAI), o Internal Point of Coupling (IPC) identificabile con le sbarre di alimentazione MT dei carichi corrispondenti ai livelli AA e AA-B (Figura 1). La procedura adottata per il dimensionamento dei filtri passivi è stata condotta secondo i criteri descritti nel documento IEC TR 61000-3-62, per la definizione dei limiti di distorsione in tensione ammissibili per il PAC e per l’IPC. Trattandosi di un nodo della rete di distribuzione pubblica, i limiti di tensione definiti per il PAC sono stati valutati a partire dei livelli di pianificazione per le reti MT (Tabella 4) individuando la “quota di distorsione” ammissibile per il carico distorcente. In particolare la procedura prevede, partendo dai livelli di pianificazione per le reti MT, la determinazione del contributo globale ammissibile della tensione armonica di ordine h nella rete MT, dovuto ai carichi MT e BT, valutato in percento della tensione fondamentale secondo la formula: ( )a aa hAThAMhMTBThMT LTLG -=+ dove: LhMT livello di pianificazione della tensione armonica di ordine h nella rete MT LhAT livello di pianificazione della tensione armonica di ordine h nella rete AT ThAT-MT coefficiente di trasferimento dal sistema AT “a monte” al sistema MT all’armonica di ordine h. In generale, infatti, la valutazione del contributo globale di tutti i carichi distorcenti presenti nella rete MT in esame, deve tenere conto del fatto che, per ogni ordine armonico, la tensione armonica è il risultato di una combinazione vettoriale di componenti armoniche provenienti dal livello AT a monte e dai carichi distorcenti presenti nel sistema MT (inclusi i carichi non lineari della rete in bassa tensione, che possono essere considerati facente parte dei carichi MT). In prima approssimazione i valori del coefficiente di trasferimento possono essere assunti pari a 1. a esponente della legge di composizione al quale sono associati, per i diversi ordini di armoniche i seguenti valori Ordine armonico 1 h<5 1,4 5 h 10 2 h>10 Non multiple 3 Multiple 3 Pari h MT h MT h MT 5 5 3 4 2 1,6 7 4 9 1,2 4 1 11 3 15 0,3 6 0,5 13 2,5 21 0,2 8 0,4 17 1,6 >21 0,2 10 0,4 19 1,2 12 0,2 23 1,2 >12 0,2 25 1,2 >25 (*) (*) 0,2+12,5/h (**) 0,2+12,5/h Tabella 4: Livelli di pianificazione per reti in MT (tensioni armoniche espresse in percento della tensione nominale) 2 IEC TR 61000-3-6 – Part 3: Limits – Section 6: Assessment of emission limits for distorting loads in MV and HV power systems, 1996

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 10/57 I risultati del calcolo del contributo globale ammissibile della tensione armonica di ordine h nella rete MT sono riportati in Tabella 5. Non multiple 3 Multiple 3 Pari h MT h MT h MT 5 4,0 3 2,0 2 0,1 7 2,8 9 0,4 4 0,1 11 2,6 15 0,1 6 0,1 13 2,0 21 0,1 8 0,1 17 1,2 >21 0,1 10 0,1 19 0,7 12 0,1 23 1,0 >12 0,1 25 1,0 29 0,1 31 0,1 35 0,1 37 0,1 Tabella 5: Contributo globale ammissibile della tensione armonica di ordine h nella rete MT, dovuto ai carichi MT e BT (espresso in percento della tensione fondamentale)3 Valutato il contributo globale ammissibile GhMT+BT, è possibile risalire alla determinazione del limite di emissione ammissibile individuale, per il singolo cliente, come frazione del contributo globale. Tale limite è definibile ragionevolmente a partire dal rapporto tra la potenza sottoscritta dal cliente (ovvero dal PPP) e la potenza complessiva disponibile sulla rete MT. Considerando la legge di composizione delle tensioni armoniche, espressa come: aa BThMTi Uhi GE += i livelli di emissione individuali, proporzionali alla potenza sottoscritta dall’utente MT, risultano: a t i BThMTUhi S SGE = + dove: iS potenza sottoscritta dal cliente i-esimo (nel caso del PPP pari a 4 MVA – [2]) tS potenza complessiva disponibile sulla rete MT, generalmente maggiore o uguale alla somma di tutte le potenze sottoscritte da tutti i clienti alimentati dalla rete MT in esame (in pratica pari alla potenza del trasformatore AT/MT in cabina primaria – 40 MVA) UhiE livello di emissione ammissibile alle sbarre di cabina primaria (PAC) della tensione armonica di ordine h per il carico distorcente del PPP (espresso in percento della tensione fondamentale) I risultati del calcolo del livello di emissione ammissibile al PAC sono riportati in Tabella 6. 3 Si è assunto un valore minimo di contributo globale pari a 0,1 %.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 11/57 Non multiple 3 Multiple 3 Pari h MT h MT h MT 5 0,8 3 0,2 2 0,1 7 0,5 9 0,1 4 0,1 11 0,8 15 0,1 6 0,1 13 0,6 21 0,1 8 0,1 17 0,4 >21 0,1 10 0,1 19 0,2 12 0,1 23 0,3 >12 0,1 25 0,3 29 0,1 31 0,1 35 0,1 37 0,1 Tabella 6: Livello di emissione ammissibile al PAC della tensione armonica di ordine h per il carico distorcente (espresso in percento della tensione fondamentale)4 La procedura applicata per definire, armonica per armonica, i limiti di tensione ammissibili al PAC per ciascun carico, non tiene in conto dei diversi valori di potenza di corto circuito che si possono avere in diversi punti della rete. Tale procedura è quindi correttamente applicabile solo nei casi in cui i carichi siano tutti connessi alle sbarre MT, o in situazioni equivalenti (“linee corte” di lunghezza massima pari rispettivamente a 10 km per linee in cavo e 5 km per linee aeree), come quella del PPP alimentato da una linea in cavo “corta” e dedicata (il punto di connessione del carico alla rete di distribuzione pubblica MT, il PAC, è rappresentato dalle sbarre MT di cabina primaria). Relativamente all’IPC, punto interno ad un’area industriale, si è ipotizzato un livello di distorsione superiore a quello definito per il PAC e caratterizzato da limiti di distorsione ammissibili pari ai livelli di compatibilità per le reti industriali (ambiente di classe 3 secondo la definizione della norma CEI EN 61000-2-45) (Tabella 7). 4 Si è assunto un valore minimo di contributo globale pari a 0,1 %. 5 CEI EN 61000-2-4 – Parte 2-4: Ambiente – Livelli di compatibilità per disturbi condotti in bassa frequenza negli impianti industriali. 04-2003

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 12/57 Non multiple 3 Multiple 3 Pari h MT h MT h MT 5 8 3 6 2 3 7 7 9 2,5 4 1,5 11 5 15 2 6 1 13 4,5 21 1,75 8 1 17 4 >21 1 10 1 19 4 >10 1 23 3,5 25 3,5 > 25 (*) (*) 5* (11)/h Tabella 7: Livelli di compatibilità per reti industriali (ambiente classe 3) L’analisi della distorsione in tensione per effetto della presenza del carico distorcente nel PPP è stata completata considerando la possibilità di un livello di distorsione preesistente alle sbarre MT di cabina primaria. Questa verifica si rende necessaria per individuare possibili risonanze serie “viste” dalle sbarre di cabina primaria che, per effetto della presenza dei filtri, potrebbero causare un aumento della distorsione della tensione all’IPC e l’assorbimento “non previsto” di correnti armoniche, talvolta considerevoli, da parte dei componenti dei filtri. Il livello di distorsione in cabina primaria è stato definito a partire dai risultati ottenuti dalla campagna di monitoraggio delle reti di distribuzione in media tensione, condotta nell’ambito delle attività di Ricerca di Sistema6 e, limitatamente alle armoniche più significative, è stato assunto pari ai valori riportati nel seguito: h Vh % 3 0,3 5 1,86 7 1,49 11 0,63 13 0,31 In Figura 6 è riportato lo schema elettrico della rete dell’area PPP adottato per la verifica dell’impatto armonico. La rappresentazione della rete di distribuzione pubblica che alimenta il PPP è conforme a quanto indicato nel documento IEC TR 61000-3-6 ed include l’impedenza rappresentativa della rete AT, quella del trasformatore di cabina primaria e le capacità equivalenti delle linee aeree ed in cavo uscenti dalla cabina. In particolare la capacità Crif e la resistenza RC sono rappresentative rispettivamente della capacità di rifasamento localizzata in cabina primaria (5,4 Mvar) e della resistenza equivalente del carico della rete. Dal valore di tale resistenza, tipicamente definito in corrispondenza del carico minimo (ipotizzato pari al 30% della potenza a cui viene esercito il trasformatore AT/MT, potenza pari al 65% di quella nominale della macchina), dipende lo smorzamento dell’impedenza di rete nell’intorno delle frequenze di risonanza. Relativamente all’area del PPP si è considerata una rappresentazione di maggior dettaglio che include una possibile distribuzione dei carichi all’interno dell’area. Il carico distorcente è stato rappresentato mediante un generatore di corrente che inietta le correnti armoniche caratteristiche di un ponte dodecafase (12k – 1 con k=1, 2, 3..). Per tenere conto di un comportamento non ideale del 6 Progetto “Supporto scientifico alle attività regolatorie per il mercato elettrico”, Area “Governo del Sistema Elettrico”.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 13/57 ponte di conversione si sono considerate anche armoniche “non caratteristiche” della reazione dodecafase, quali la 5a e la 7a armonica. XAT XTRT Crif CC CA RC CPP XPPRPP C1 XC1RC1 XC3RC3 C3 XC2RC2 C2 IPC (Livello AA e AA-B del PPP) C2 – Carico distorcente comprensivo dei filtri passivi passa alto accordati alla 6a e 12a armonica PAC (Sbarre MT di cabina primaria)) Crif capacità di rifasamento CA e CC capacità equivalenti linee aeree e cavo RC resistenza equivalente della rete MT Figura 6: Schema elettrico di principio dell’area PPP adottato per il dimensionamento dei filtri passivi associati al carico distorcente Il dimensionamento dei filtri è stato condotto considerando differenti condizioni di carico e di rete e prendendo in esame tipologie di filtri sia selettivi sia passa alto del secondo ordine accordati, in entrambi i casi, sulla 6a e 12a armonica. Per ogni condizione di rete e carico e per entrambe le tipologie di filtro si è valutato il problema dell’insorgere di condizioni di risonanza per effetto della presenza dei filtri analizzando gli andamenti delle impedenze viste all’IPC (risonanza parallelo) e viste dal PAC (risonanza serie). La determinazione delle tensioni armoniche al PAC ed all’IPC e la verifica del rispetto dei limiti massimi ammissibili di distorsione, unitamente all’analisi degli andamenti delle impedenze di cui sopra, hanno rappresentato i criteri di scelta della configurazione di filtri più adatta. La scelta è ricaduta su una tipologia di filtri passa alto dimensionati per garantire, alla frequenza fondamentale, un rifasamento del carico a cosj@1, con una ripartizione della potenza reattiva complessiva tra i due filtri pari al 90% per il filtro accordato alla 12a armonica ed al 10% per quello di 6a. C6 L6 R6 C12 L12 R12 Filtro di 6a Filtro di 12a C [mF] 0,63 5,76 L [mH] 449,1 12,23 R [W] 1693 92,2 Q [kvar] 27 243 Nelle Figura 7 ÷ Figura 10 si riportano i valori di tensione percentuale al PAC ed all’IPC confrontati con i rispettivi livelli di distorsione ammissibili, per le seguenti configurazioni di rete: • presenza del solo carico distorcente (si trascura l’effetto smorzante dei carichi sia passivi sia attivi presenti nel PPP); • rete “completa” (comprensiva di tutti i carichi del PPP). In entrambe le configurazioni si verifica il rispetto dei limiti di distorsione ammissibile.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 14/57 Relativamente alla distorsione all’IPC sono evidenziati il contributo dovuto alla distorsione preesistente alle sbarre MT di cabina primaria (contributo prevalente) ed il livello totale di distorsione risultato della somma del contributo precedente e di quello imputabile al carico distorcente (curva rossa). Per quanto riguarda la composizione dei due contributi di distorsione si è assunto, per ogni armonica, una composizione in fase (somma aritmetica dei singoli contributi), trascurando qualsiasi possibilità di compensazione reciproca: il livello di distorsione così calcolato è il massimo possibile (valutazione delle condizioni più gravose). Si evidenzia come il rispetto dei limiti all’IPC si avrebbe anche se si adottassero i limiti previsti per la classe 2 (relativa ai PAC ed agli IPC negli ambienti industriali e di altre reti non pubbliche – curva verde -) e per la classe 1 (relativa ad alimentazioni protette e caratterizzate da livelli di compatibilità più bassi di quelli previsti sulle reti pubbliche – curva nera -). Il dimensionamento dei filtri garantisce quindi livelli di distorsione più conservativi di quelli richiesti in sede di progetto. L’inserimento in rete del DVR, alterando l’impedenza del circuito tra la rete pubblica (PAC) ed il carico distorcente (IPC), può a sua volta comportare un peggioramento della distorsione armonica in tensione. Una volta definito il dimensionamento in potenza del dispositivo si rende quindi necessaria un’ulteriore verifica delle distorsioni al PAC ed all’IPC. In particolare la condizione di funzionamento in stand-by del DVR (ovvero non in compensazione del disturbo) è quella più critica in quanto rappresenta la condizione nella quale il dispositivo si troverà ad “operare” per la maggior parte del tempo. Livelli di distorsione superiori ai limiti ammissibili potrebbero invece essere “tollerati” durante la compensazione del disturbo, in quanto relativi ad armoniche di ordine elevato (quelle caratteristiche della commutazione dell’inverter) presenti in rete solo per la durata della compensazione, ovvero per tempi dell’ordine delle centinaia di millisecondi. Tutte le procedure applicate ed i risultati relativi alle verifiche dell’impatto armonico del DVR in rete sono riportati nel par.3.4.1. Figura 7: Configurazione di rete con solo carico distorcente Tensioni armoniche percentuali al PAC (rosso) e limiti ammissibili (nero)

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 15/57 Figura 8: Configurazione di rete con solo carico distorcente Tensioni armoniche percentuali all’IPC: tensione totale (rossa), contributo dovuto alla distorsione preesistente alle sbarre MT di cabina primaria (blu), livelli massimi ammissibili per classe 3 (magenta), classe 2 (verde) e classe 1 (nero) Figura 9: Configurazione di rete “completa Tensioni armoniche percentuali al PAC (blu) e limiti ammissibili (nero)

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 16/57 Figura 10: Configurazione di rete “completa” Tensioni armoniche percentuali all’IPC: tensione totale (rossa), contributo dovuto alla distorsione preesistente alle sbarre MT di cabina primaria (blu), livelli massimi ammissibili per classe 3 (magenta), classe 2 (verde) e classe 1 (nero) 2.2 Il DVR nell’ambito del Premium Power Park Il Dynamic Voltage Restorer (DVR) è un dispositivo serie adatto alla compensazione dei soli buchi di tensione per il quale, nell’ambito del PPP, sono state previste due condizioni di funzionamento, accennate nel paragrafo precedente: • funzionamento in “stand by” in assenza di un disturbo in rete il dispositivo non effettua alcuna compensazione. La condizione di stand by è quella nella quale il DVR opererà per la quasi totalità del tempo; • funzionamento in compensazione del buco di tensione rilevato il disturbo nella rete a monte del nodo di installazione, il DVR risponde rapidamente (alcuni millisecondi) iniettando tre tensioni in serie a quella residua di rete in modo da provvedere al ripristino della tensione al carico. L’iniezione della tensione risulta indipendente fase per fase consentendo anche la compensazione di buchi di tensione dissimmetrici (quali quelli dovuti a guasti bifase). L’energia richiesta nella fase di compensazione viene prelevata dal condensatore lato continua, il cui dimensionamento dipende, tra l’altro, dalla durata e profondità del buco di tensione massimo che si vuole compensare. In Figura 11 è riportato lo schema di principio tipico di un dispositivo DVR.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 17/57 Figura 11: Schema di principio di un dispositivo DVR La configurazione di PPP adottata nello studio e già illustrata in Figura 1, prevede l’installazione in “serie” dell’STS e del DVR e quindi impone un coordinamento tra i due dispositivi in termini di compensazione dei buchi di tensione, cui entrambi i dispositivi possono provvedere. In particolare, tale coordinamento è realizzabile in funzione della profondità del buco di tensione da compensare, in modo che il DVR compensi buchi “poco profondi” per carichi estremamente sensibili al disturbo, mentre la commutazione tra le due alimentazioni, per effetto dell’intervento dell’STS, si realizzi al manifestarsi di buchi “profondi” o di interruzioni di tensione. Assumendo che ognuno dei due dispositivi sia indipendente, ovvero risponda alla tensione misurata a monte del suo punto di installazione (punti I e II in Figura 12 rispettivamente per l’STS ed il DVR), il coordinamento tra i due dispositivi deriva dalla definizione del loro campo di intervento in relazione alla sensibilità dei carichi ed ai differenti livelli di qualità da garantire. STS Linea Principale Linea Alternativa A AA I DVR I II Figura 12: Connessione “in serie” di STS e DVR; indicazione dei rispettivi punti di misura della tensioni In particolare, circa la “natura” dei carichi, si sono formulate le seguenti ipotesi: • carichi A: necessitano della compensazione delle interruzioni (requisito base); sopportano buchi di tensione della profondità massima del 30% della tensione nominale; • carichi AA: necessitano di una qualità superiore che preveda la compensazione di tutti i buchi di tensione. La soglia del 30% per i buchi di tensione sopportabili dai carichi A corrisponde al limite di suscettibilità definito dalla curva ITIC definita dall’Information Technology Industry Council (Figura 13) per durate del disturbo variabili tra 20 e 500 ms. Risultati ottenuti dall’attività di ricerca relativa al sistema di monitoraggio della qualità della tensione nelle reti di distribuzione in media tensione ([4]) mostrano

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 18/57 inoltre come nella classe di durata inferiore a 200 ms circa il 50% degli eventi appartenenti a tale classe presentano una profondità massima del buco di tensione pari al 30%. Figura 13: Curva ITIC di suscettibilità (Information Technology Industry Council, 1996) In Tabella 8 sono riassunti i livelli di qualità garantiti ai carichi nell’area del PPP grazie al coordinamento nel funzionamento dei dispositivi STS e DVR realizzato secondo la seguente logica: • buco di tensione sulla linea principale con profondità inferiore al 30%: l’STS non commuta, essendo la qualità della tensione sufficiente per i carichi A; il DVR compensa il buco di tensione, regolando la tensione per i carichi AA; • buco di tensione sulla linea principale con profondità superiore al 30%: l’STS commuta, essendo la qualità della tensione insufficiente per i carichi A; si suppone che questi ultimi siano tali da sopportare il transitorio che si origina in seguito alla commutazione. Il DVR, nel caso in cui il suo sistema di rilevazione del disturbo individui un evento di buco, compensa il transitorio di commutazione per i carichi AA, assumendo che un transitorio non rilevato con tale criterio sia sopportabile dai carichi AA; • interruzione sulla linea principale: analogamente al caso precedente, l’STS commuta e il DVR compensa il transitorio di commutazione. Nella logica appena descritta si ipotizza implicitamente che, al manifestarsi del disturbo sulla linea principale, la linea di alimentazione alternativa (Figura 1) sia disponibile ed esente da disturbi; tale ipotesi trova giustificazione nelle considerazioni svolte circa la bassa probabilità di indisponibilità contemporanea di entrambe le linee di alimentazione ([2]), considerazioni che hanno condotto alla definizione dello schema di PPP in esame. La possibilità del DVR di compensare buchi di tensione di profondità massima del 30% potrebbe, tuttavia, consentire di commutare il carico sulla linea alternativa anche se questa fosse interessata da un buco di tensione di profondità inferiore alla massima compensabile dal DVR. Con l’implementazione di questa logica ai carichi verrebbe garantito un livello adeguato di qualità altrimenti non disponibile nel caso di mancata commutazione dell’STS e permanenza dell’alimentazione dalla linea principale, interessata da interruzione o buco di tensione “profondo”.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 19/57 Livelli di qualitàTipologia del disturbo Carichi A Carichi AA Interruzioni Compensazione Compensazione Buchi di tensione DV > 30% Un Compensazione Compensazione Buchi di tensione DV 30% Un – Compensazione Tabella 8:Livelli di qualità garantiti ai carichi del PPP 3 IL DIMENSIONAMENTO DEL DISPOSITIVO DVR E SUA VERIFICA Individuate le modalità di funzionamento coordinato tra l’STS ed il DVR si è proceduto a definire la configurazione di potenza del dispositivo, con cui è stato possibile realizzare il dimensionamento di massima dei principali componenti di potenza del DVR ([5][6][7][8]). La realizzazione e la verifica della validità del dimensionamento del dispositivo sono state condotte sia definendo le curve di capability sia valutando l’impatto in rete del dispositivo in termini di inquinamento armonico in tutte le condizioni di funzionamento (stand by e compensazione del disturbo di rete). 3.1 La configurazione del dispositivo DVR Partendo anche dall’analisi di dispositivi DVR proposti da costruttori operanti nel settore dei compensatori innovativi per la power qualità ([2]), per il dispositivo oggetto dello studio si è definita la seguente configurazione(Figura 14). Figura 14: Schema di principio del dispositivo DVR Nel dettaglio tale configurazione prevede l’impiego di: • un inverter trifase a commutazione forzata (inverter con valvole IGBT – Insulate Gate Bipolar Transistor) in configurazione a tre livelli NPC (Neutral Point Clamped). In Figura 15 è riportato lo schema di principio. Il numero di componenti impiegato nell’inverter NPC è doppio rispetto a quello

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 20/57 di un inverter a due livelli: ogni fase può assumere un valore pari a +VDC, -VDC e 0 a seconda delle valvole in conduzione. In Figura 16 sono riportati gli andamenti tipici delle tensioni di “fase-punto centrale lato continua” e concatenata in uscita da un inverter NPC; le tensioni sono caratterizzate da “tre” e “cinque” livelli rispettivamente. La configurazione NPC consente, a parità di caratteristiche delle valvole impiegate nell’inverter, di avere una tensione lato continua doppia rispetto a quella che si avrebbe nel caso di inverter a due livelli, con vantaggi nel dimensionamento sia dell’accumulo sia degli altri componenti del dispositivo. La tecnica di modulazione adottata è quella PWM (Pulse Width Modulation) a sottoscillazione sinusoidale7; Figura 15: Schema di principio di un inverter in configurazione NPC (“a tre livelli”) Figura 16: Tensioni “fase-punto centrale” e concatenata in uscita da un inverter NPC • una sorgente di accumulo di energia. Poiché la funzione del DVR è quella di compensare i buchi di tensione e pertanto non è chiamato a fornire tutta l’energia richiesta dal carico, l’accumulo può essere realizzato con soli condensatori, il cui dimensionamento è essenzialmente determinato per garantire un’energia sufficiente al carico durante la compensazione del disturbo; 7 Il modulatore a sottoscillazione sinusoidale presenta un fattore di conversione tra la tensione continua e quella alternata pari a 0,6, per un indice di modulazione massimo di 0,98. Fattori di conversione superiori e quindi un miglior “sfruttamento” della tensione continua si sarebbero potuti ottenere adottando altre tipologie di modulatore, quale quella vettoriale. Non essendo l’analisi delle tecniche di modulazione dell’inverter oggetto dello studio, si è preferito, tuttavia, considerare una modulazione PWM “classica” di più semplice implementazione.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 21/57 • una terna di trasformatori monofase con avvolgimento primario, in media tensione, collegato in serie e secondari, lato inverter, connessi a triangolo. Con tale configurazione dei collegamenti le tensioni iniettate in serie alla rete durante la compensazione del disturbo coincidono con quelle concatenate generate dall’inverter; • un interruttore statico di by-pass a tiristori in grado di cortocircuitare gli avvolgimenti secondari dei trasformatori in caso di guasti a valle del DVR, evitando che le elevate correnti di guasto, riportate lato bassa tensione, interessino le valvole dell’inverter; • filtri passivi RC connessi lato MT in parallelo agli avvolgimenti primari dei tre trasformatori serie. Rispetto ad una localizzazione dei filtri “lato inverter” (lato bassa tensione) si è preferito una soluzione “lato rete” che, benché necessiti del dimensionamento di un trasformatore in grado di sopportare la sollecitazione in corrente ed in tensione dovute alla commutazione dell’inverter (con una configurazione del filtro “lato inverter” si sarebbe ottenuto un miglior filtraggio delle correnti armoniche prodotte dalla commutazione dell’inverter), presenta il notevole vantaggio di garantire una migliore precisione nella compensazione durante il funzionamento del DVR. Alcune realizzazioni costruttive di dispositivi DVR ([2]), del resto, prevedono configurazioni di questo genere con filtri lato rete. 3.2 Definizione della tensione iniettata e dimensionamento di massima dei principali componenti del DVR Le logiche di coordinamento tra i due dispositivi si traduco dal punto di vista del dimensionamento del DVR nel requisito relativo alla profondità del buco di tensione (30%) da compensare (soglia di intervento). Poiché il DVR deve essere in grado di iniettare in rete un tensione che sommandosi a quella residua di rete porti al ripristino della tensione al carico, è necessario definire l’entità della tensione che deve essere iniettata. Allo scopo si possono applicare le seguenti tecniche di compensazione: • compensazione della tensione preesistente (“compensazione esatta”); • compensazione in fase (“minima tensione”); • compensazione con minima energia. Nel caso della “compensazione esatta” il DVR ripristina la tensione di carico con modulo e fase uguale a quella precedente il buco di tensione, iniettando una tensione maggiore dell’ampiezza del buco da compensare, tanto maggiore quanto maggiore è lo sfasamento tra la tensione di rete durante il buco e la tensione preesistente (tensione blu in Figura 17). Al contrario con una “compensazione in fase” il dispositivo genera una tensione sempre in fase con la tensione di rete misurata, anche durante il buco di tensione, ottenendo una minimizzazione della tensione iniettata dal DVR (tensione verde in Figura 17). La terza modalità di compensazione, quella con minima energia, si basa, invece, sull’idea di iniettare una tensione in quadratura rispetto alla corrente di carico in modo da minimizzare l’energia richiesta al sistema di accumulo. Questa tecnica di controllo risulta particolarmente complessa in quanto, cambiando la fase della tensione sul carico, inevitabilmente cambia anche la fase della corrente di carico. La scelta tra le tecniche illustrate dipende da numerosi fattori, quali ad esempio il dimensionamento del dispositivo, in particolare del suo sistema di accumulo, la tipologia di buchi di tensione e, soprattutto, la sensibilità o meno dei carichi al salto di fase. Nell’ipotesi che il transitorio di rotazione di fase della tensione al carico possa disturbare il corretto funzionamento dei carichi protetti, in particolare di quelli elettronici quali i convertitori a commutazione naturale (soprattutto quelli a tiristori), si è quindi deciso di adottare per il DVR la compensazione esatta.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 22/57 Vpre-buco Vbuco VDVR esatta VDVR fase Figura 17: Diagramma vettoriale relativo alla compensazione esatta ed in fase L’entità della "sovracompensazione" del disturbo in una compensazione esatta è stata stimata a partire dal diagramma di Figura 18, che riporta l’andamento della tensione iniettata dal DVR in funzione dell’angolo di sfasamento tra le tensioni pre e post buco di tensione. Il diagramma è stato tracciato nell’ipotesi di una profondità del buco da compensare pari al 30% della tensione nominale di rete e di una tensione preesistente al carico pari a 1,1 pu: si osserva che il ripristino al carico della tensione preesistente comporta, anche in condizioni di sfasamento nullo, l’iniezione di una tensione in modulo superiore a 0,3 pu. All’aumentare dello sfasamento tra le tensioni pre e post disturbo, la tensione da iniettare per la compensazione del disturbo tende a crescere. In sede di dimensionamento del dispositivo si è quindi tenuto conto di un possibile cambio di fase della tensione durante il disturbo pari a ±20° rispetto alla tensione pre disturbo: questa ipotesi, unitamente a quella di compensazione esatta e di tensione preesistente pari a 1,1 pu, comporta a fronte di un buco di tensione con profondità pari al 30% l’iniezione in rete di una tensione massima, per il ripristino della tensione preesistente al carico, pari a circa il 46% (Figura 18). La necessità di compensare il disturbo in presenza di angoli di sfasamento tra le tensioni pre e post buco di tensione si riflette anche sulla determinazione della potenza apparente del dispositivo. La Figura 19 riporta l’andamento della potenza apparente del DVR, in valore relativo di quella del carico “protetto” (pari a 1 pu), in funzione dell’angolo di sfasamento tra le tensioni pre e post buco di tensione. Anche in questo caso all’aumentare dello sfasamento tra le tensioni pre e post disturbo, la potenza del dispositivo tende a crescere, assumendo in corrispondenza di ±20° un valore pari a circa il 42% della potenza del carico “protetto”. Figura 18: Modulo della tensione iniettata dal DVR in funzione dello sfasamento tra le tensioni pre e post buco di tensione

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 23/57 Figura 19: Andamento della potenza apparente del DVR (in pu della potenza del carico "protetto") in funzione dello sfasamento tra le tensioni pre e post buco di tensione Definita la configurazione circuitale del dispositivo e l’entità della tensione da iniettare per la compensazione “esatta” di un buco di tensione in rete del 30%, è possibile procedere al dimensionamento di massima dei principali componenti del dispositivo. Per un dimensionamento corretto si devono tenere in conto i vincoli imposti sulle caratteristiche elettriche di alcuni elementi di impianto (tipicamente l’inverter e le sue valvole) e le esigenze di realizzare una compensazione anche per condizioni di rete e carico al di fuori di quelle di “progetto”. I vincoli di progetto, cui ci si è attenuti in fase di dimensionamento, hanno riguardato: • la profondità massima del buco di tensione compensabile e la sua durata massima profondità massima 30% Vn durata massima 600 ms; • il massimo sfasamento tra le tensioni pre e post buco di tensione ±20°; • la tensione che il DVR deve ripristinare al carico durante il disturbo di rete 1,1 pu; • la definizione della tensione continua dell’inverter, sia come valore nominale sia come valore minimo (dal quale dipende la minima tensione generabile dall’inverter e per la quale deve essere ancora possibile una compensazione di un disturbo di rete) Vccn = 2000 V Vccmin = 1400 V (0,7 Vccn). Il campo di variazione della tensione lato continua dell’inverter consente di definire, unitamente al valore previsto per la durata e la profondità massima del disturbo compensabile, l’energia accumulata nel condensatore lato continua dell’inverter8. In particolare la durata massima del disturbo è stata definita nell’ipotesi di garantire un accumulo di energia sufficiente a compensare più buchi di tensione consecutivi prima di dover procedere ad una ricarica completa dell’accumulo, durante la quale il dispositivo non può effettuare alcuna compensazione di disturbi di rete. La ricarica dell’accumulo è prevista da realizzare mediante un dispositivo “esterno” al DVR; • la potenza attiva e reattiva che il dispositivo deve poter scambiare con la rete nelle condizioni più gravose di tensione in rete e tensione lato continua dell’inverter P = 1 pu (riferito alla potenza nominale del DVR) 8 Per il calcolo dell’energia accumulata nel condensatore lato continua del DVR, è stato necessario valutare la potenza erogata dal dispositivo per compensare il buco di tensione “di progetto”, ipotizzando un rendimento complessivo del dispositivo pari a 0,94 per tenere conto dei componenti dissipativi del dispositivo.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 24/57 Q = 1 pu (riferito alla potenza nominale del DVR); Le valutazioni relative agli scambi di potenza sono state effettuate (vedi schema della figura seguente) nell’ipotesi che il DVR debba scambiare “al massimo” una potenza attiva (con un angolo massimo di sfasamento tra le tensioni Einv e Erete pari a 10°) o una potenza reattiva pari alla sua potenza nominale. Le relazioni, espresse in pu, che regolano gli scambi di potenza attiva e reattiva, riportate nel seguito, evidenziano le condizioni “più gravose” di tensione per le quali sono stati valutati gli scambi di potenza. In particolare la tensione Einvmin rappresenta la tensione in uscita all’inverter in condizioni di tensione continua minima, mentre le tensioni Eretemax e Eretemin dipendono dal campo di variazione della tensione di rete (± 10%). La reattanza X rappresenta la somma della reattanza di commutazione dell’inverter e del trasformatore. Einv Erete X d maxminmin sen X EEP reteinv • •• • = • • • •• • – = X E X EEQ retereteinv 2 maxmaxmin • i valori caratteristici della corrente ammissibile per le valvole dell’inverter (IGBT); VCE = 1700 V (massima tensione ammissibile per la valvola; condiziona la scelta della tensione continua dell’inverter) Ic = 2400 A (massima corrente commutabile permanente) IcM = 4800 A (massima corrente commutabile non ripetitiva – 1 ms) • la potenza reattiva complessiva associata al filtro RC; Qc totale = 10% della potenza nominale del dispositivo DVR • il carico nominale (costituito dai motori e dal convertitore presenti nel PPP). Dati questi vincoli, con l’attività di dimensionamento si sono raggiunti i risultati riassunti nel seguito come definizione dei parametri caratteristici dei componenti principali: • accumulo (valore della capacità lato continua dell’inverter); C = 650 mF (valore da ripartire sui due banchi di condensatori tipici dell’NPC) • induttanza di commutazione in uscita dell’inverter Lc = 0,154 mH (0,12 pu riferita alla potenza nominale del dispositivo ed alla tensione nominale lato BT) • trasformatori monofase di accoppiamento con la rete (potenza, tensioni e correnti nominali, rapporto di trasformazione, tensione di corto circuito); An = 428 kW V1n = 5850 V V2n = 720 V I1n = 73,2 A I2n = 593,2 A Kt = 8,125

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 25/57 vcc = 4% Pcc = 0,35% Collegamento avvolgimento primario (del singolo trasformatore monofase) in serie alla linea Collegamento avvolgimenti secondari a triangolo • interruttore statico di by pass (corrente nell’interruttore a seguito di guasto a valle del DVR) Icc = 16 kA Iccpk = 40 kA • filtro lato MT Cfiltro = 4,34 F Rfiltro = 46,41 ; • potenza nominale dispositivo AnDVR = 1,28 MVA. Dei trasformatori monofasi è stata considerata anche la curva di saturazione del circuito magnetico, di cui, Figura 20, si riporta l’andamento dei valori di picco, in pu, del flusso e della corrente. I valori in pu sono riferiti alla potenza nominale ed alla tensione nominale secondaria dei trasformatori. Si è inoltre ipotizzata una reattanza percentuale a nucleo estratto (Xac) pari al 12%, assumendo la piena saturazione a partire da un valore di flusso pari a 1,3 pu. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 Corrente di picco [pu] F l u s s o d i p i c c o [ p u ] Figura 20: Curva di saturazione dei trasformatori monofase del DVR (Xac = 12%) La verifica della validità del dimensionamento è stata condotta su due fronti: • definendo le curve di capability per il dispositivo (espressione della capacità del compensatore di far fronte a variazioni delle condizioni di funzionamento rispetto a quelle previste in sede di “progetto”); • analizzando l’impatto in rete del DVR in termini sia di distorsione armonica, sia di “alterazione” del transitorio trasferito ai carichi a seguito della commutazione tra le linee principale ed alternativa ad opera dell’STS. Mentre l’impatto armonico è stato verificato sia in condizioni di funzionamento in stand by (in assenza di disturbo in rete, ovvero per la maggior parte del tempo) sia durante la compensazione del disturbo (il dispositivo diviene fonte di inquinamento armonico per effetto del funzionamento dell’inverter), la verifica dell’impatto sul transitorio di commutazione dell’STS è stata condotta solo in condizioni di DVR in stand by, coerentemente alla logica di coordinamento tra i due dispositivi (par.2.2). Nei paragrafi successivi si riportano in dettaglio i risultati delle verifiche relative alla validità del dimensionamento del DVR.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 26/57 3.3 Determinazione delle capability del dispositivo Per la verifica dei dimensionamenti effettuati si è proceduto alla determinazione delle curve (di capability) rappresentative: a) dei buchi di tensione compensabili dal DVR; b) delle potenze attive e reattive scambiate dal dispositivo; c) della profondità massima del buco di tensione compensabile in funzione della durata del disturbo. Tutte le curve suddette, valutate in differenti condizioni di funzionamento (tensione residua, tensione preesistente e tensione lato continua dell’inverter), consentono di verificare il rispetto delle condizioni di progetto e di individuare la capacità del dispositivo, così come risultato dal dimensionamento di massima, di far fronte a variazioni delle condizioni di funzionamento rispetto a quelle previste in sede di progetto. Curve rappresentative dei buchi di tensione compensabili dal DVR Questa tipologia di curve consente di individuare, per una determinata tensione preesistente al carico e per una definita tensione lato continua dell’inverter, la profondità del buco di tensione compensabile dal DVR in presenza di una predefinita condizione di carico. A titolo d’esempio in Figura 21 si riporta la curva definita per una condizione di tensione preesistente pari a 1,1 pu, tensione continua pari a 1 pu (massima tensione continua rappresentativa di una condizione di accumulo “carico” tipica degli istanti iniziali della compensazione) e di “carico nominale” a valle del DVR. Tale curva individua aree rappresentative di un buco di tensione compensabile (“area blu” corrispondente alle condizioni di progetto ed “area verde”) e non compensabile dal dispositivo (“area rossa”). L’entità della “area verde” dei buchi di tensione compensabili al di fuori delle condizioni di progetto dipende, a parità di carico protetto, dal valore sia della tensione al carico da ripristinare sia della tensione lato continua. In Figura 22 si riporta la curva ottenuta per una tensione lato continua pari ad 0,7 pu, condizione di funzionamento più significativa di quella precedente in quanto corrispondente alla condizione di “fine scarica” dell’accumulo: evidente è la riduzione della “area verde” rispetto a quella di Figura 21. Anche in condizioni di “fine scarica” il dimensionamento consente il rispetto delle condizioni di progetto in relazione alle quali viene garantito un margine di compensazione (“area verde”) che risulta superiore per sfasamenti positivi della tensione residua. Figura 21: Aree rappresentative di un buco di tensione compensabile ("area blu" di progetto, ed "area verde") e non compensabile dal dispositivo ("area rossa"): tensione al carico 1,1 pu, condizioni di "inizio scarica" (Vcc = 1 pu)

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 27/57 Figura 22: Aree rappresentative di un buco di tensione compensabile ("area blu" di progetto, ed "area verde") e non compensabile dal dispositivo ("area rossa"): tensione al carico 1,1 pu, condizioni di "fine scarica" (Vcc = 0,7 pu) Potenze attive e reattive scambiate dal dispositivo (curve di capability in potenza) Le curve di capability in potenza, rappresentative delle potenze che il dispositivo è in grado di scambiare con la rete, sono definite in corrispondenza di determinate condizioni di: • tensione preesistente al carico (ovvero la tensione che deve essere ripristinata dal dispositivo); • tensione lato continua dell’inverter; • tensione residua in rete; • massima corrente erogata dall’inverter, ed evidenziano le massime potenze che possono essere scambiate dal dispositivo con la rete e, conseguentemente, l’entità del carico per il quale può essere compensato il disturbo (informazioni non fornite dalla precedente tipologia di curve). In Figura 23 e in Figura 24, per una tensione preesistente al carico pari a 1,1 pu ed una tensione lato continua dell’inverter di 0,7 pu (condizione di “fine scarica”) sono riportate le curve ottenute per una tensione residua rispettivamente pari a 0,7 pu e fase 20° e 0,6 pu e fase 10°. Le due condizioni corrispondono a buchi di tensione rappresentativi di un estremo della “area di progetto” e di un punto della “area verde” di Figura 22. Nelle figure la curva blu rappresenta la capability del dispositivo mentre quella rossa è relativa al corrispondente carico “protetto”. La limitazione superiore della capability del DVR corrisponde a condizioni di funzionamento in cui per poter rispettare la condizione di tensione minima generata dall’inverter è necessario ridurre la corrente erogata dall’inverter stesso. Valori negativi di potenza attiva per il compensatore non sono stati presi in esame in quanto comporterebbero l’assorbimento di potenza verso il banco di condensatori lato continua. Relativamente alla curva del carico sono da prendere in esame solo i valori di potenza attiva positiva in quanto corrispondenti a potenze assorbite. Il confronto delle curve con i punti rappresentativi delle condizioni di funzionamento “nominale” permette di evidenziare l’entità dei possibili “sovraccarichi” (ad esempio a seguito di inserzione di carico) per i quali la compensazione del disturbo è ancora possibile: tale entità tende a ridursi, come prevedibile, per condizioni di buco di tensione esterne alla “area di progetto”. Scambi di potenza attiva e reattiva da parte del DVR “non limitati”, a seguito di una riduzione della corrente erogata dall’inverter per il rispetto della condizione di minima tensione generata, sono ottenibili

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 28/57 in corrispondenza della compensazione di buchi di tensione che rientrano nella “area di progetto”. In Figura 25, per una tensione preesistente al carico pari a 1,1 pu ed una tensione lato continua dell’inverter di 0,7 pu (condizione di “fine scarica”) sono riportate le curve ottenute per una tensione residua rispettivamente pari a 0,75 pu e fase 10° (condizione relativa alla “area di progetto” di Figura 22). Figura 23: Potenze attive e reattive che il DVR può scambiare con la rete (curva blu) e corrispondente carico "protetto" (curva rossa) durante la compensazione di un buco di tensione estremo della "area di progetto". I punti corrispondono alla condizione di "carico nominale" Figura 24: Potenze attive e reattive che il DVR può scambiare con la rete (curva blu) e corrispondente carico "protetto" (curva rossa) durante la compensazione di un buco di tensione interno alla "area verde". I punti corrispondono alla condizione di "carico nominale"

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 29/57 Figura 25: Potenze attive e reattive che il DVR può scambiare con la rete (curva blu) e corrispondente carico "protetto" (curva rossa) durante la compensazione di un buco di tensione interno alla "area di progetto". I punti corrispondono alla condizione di "carico nominale" Curve rappresentative della profondità massima del buco di tensione compensabile in funzione della durata del disturbo Questa tipologia di curve di “capability” evidenzia la massima profondità dei buchi di tensione compensabili dal DVR in funzione della loro durata, in corrispondenza di determinate condizioni di carico, tensione preesistente e di sfasamento della tensione pre-post disturbo. A titolo d’esempio in Figura 26 e in Figura 27 sono riportate le curve valutate per condizioni di “carico nominale” e per buchi di tensione caratterizzati da tensione preesistente pari a 1,1 pu e sfasamento della tensione pre-post disturbo pari rispettivamente a 20° (condizione di “progetto”) e 0°. Maggiore è la profondità del buco di tensione minore è la durata del disturbo che il DVR è in grado di compensare: il punto di discontinuità corrisponde alla massima profondità del buco di tensione che comporta una scarica dell’accumulo sino al valore minimo di tensione continua di progetto (0,7 pu).

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 30/57 Figura 26: Profondità del buco di tensione compensabile dal DVR in funzione della sua durata (tensione preesistente pari a 1,1 pu, sfasamento della tensione pre-post disturbo pari a 20°) Figura 27: Profondità del buco di tensione compensabile dal DVR in funzione della sua durata (tensione preesistente pari a 1,1 pu, sfasamento della tensione pre-post disturbo pari a 0°) 3.4 L’impatto in rete del dispositivo DVR 3.4.1 L impatto armonico L’inserzione del DVR in rete comporta una verifica delle distorsioni di tensione sia al PAC sia all’IPC per entrambe le condizioni di funzionamento del dispositivo (stand by e compensazione del disturbo di rete). Nel primo caso il DVR si configura come un’induttanza in serie all’alimentazione dei carichi

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 31/57 derivati dall’IPC che, alterando l’impedenza del circuito, è causa di un possibile peggioramento della distorsione armonica sia all’IPC sia al PAC dovuta all’iniezione di correnti armoniche da parte del carico distorcente. In condizioni di compensazione del disturbo il DVR si configura, al contrario, come “sorgente inquinante” per la rete generando tensioni armoniche caratteristiche della commutazione dell’inverter, la cui distorsione si “somma” con quella dovuta al carico distorcente. Si è inoltre considerata la possibilità di un livello di distorsione preesistente alle sbarre MT di cabina primaria9. La procedura adottata per la verifica dell’impatto armonico è, come per il caso del dimensionamento dei filtri del carico distorcente, quella definita nel documento IEC TR 61000-3-6 (vedi nota 2), assumendo come limiti di distorsione in tensione ammissibili per il PAC e per l’IPC quelli valutati per il dimensionamento dei filtri. In Figura 28 è riportato lo schema elettrico della rete dell’area PPP adottato per la verifica dell’impatto armonico. Lo schema è identico a quello di Figura 6 in cui si è inserito il DVR rappresentato secondo lo schema di Figura 14. Nel funzionamento in stand by l’inverter è schematizzato mediante un corto circuito, mentre durante la compensazione del disturbo con un generatore di tensioni armoniche. I valori assunti per le armoniche di tensione generate dall’inverter sono quelli tipici di un inverter NPC con modulatore PWM a sottoscillazione sinusoidale e frequenza di commutazione pari a 1950 Hz, il cui spettro è riportato in Figura 29 in pu della tensione VDC/2, per un indice di modulazione di 0,98. Lo spettro evidenzia un inquinamento armonico prodotto dall’inverter caratterizzato da armoniche di ordine elevato dipendente dalla frequenza di commutazione adottata per la modulazione dell’inverter. XAT XTRT Crif CC CA RC CPP XPPRPP C1 XC1RC1 XC3RC3 C3 XC2RC2 C2DVR IPC (Livello AA e AA-B del PPP) C2 – Carico distorcente comprensivo dei filtri passivi passa alto accordati alla 6a e 12a armonica PAC (Sbarre MT di cabina primaria)) Figura 28: Schema elettrico di principio dell’area PPP adottato per la verifica dell’impatto armonico del DVR 9 Relativamente alla composizione dei singoli contributi di distorsione armonica si è assunto una composizione in fase, condizione che ha portato a valutare il massimo livello di distorsione in quanto si trascura la possibilità di una compensazione reciproca, seppur parziale, dei singoli contributi di distorsione.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 32/57 Spettro armonico tensione concatenata inverter 0,0000 0,0500 0,1000 0,1500 0,2000 0,2500 0,3000 0,3500 0,4000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Ordine armonico [n] T e n s i o n e a r m o n i c a [ p u ] Figura 29: Spettro armonico tensioni generate dall’inverter NPC La verifica è stata ripetuta per diverse condizioni di carico e di rete e ha dato esito positivo evidenziando il rispetto dei limiti di distorsione sia al PAC sia all’IPC. A titolo esemplificativo nelle figure seguenti si riportano i valori delle tensioni armoniche percentuali registrati nei due nodi di rete, per le condizioni di funzionamento in stand by e in compensazione. Relativamente all’IPC si evidenzia come il rispetto dei limiti si avrebbe se si adottassero i limiti per la classe 2 (relativa ai PAC ed agli IPC negli ambienti industriali e di altre reti non pubbliche). Nel caso si adottassero i limiti per la classe 1 (relativa ad alimentazioni protette e caratterizzate da livelli di compatibilità più bassi di quelli previsti sulle reti pubbliche) la loro violazione si avrebbe in corrispondenza delle armoniche di ordine elevato prodotte dalla commutazione dell’inverter. Considerando i tempi di permanenza in compensazione del disturbo (dell’ordine delle centinaia di millisecondi massimi) e l’ordine elevato delle armoniche per le quali si ha il superamento dei limiti massimi ammissibili, l’impatto armonico del DVR si può ritenere accettabile anche per i livelli di distorsione definiti per la classe 1.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 33/57 3.4.2 L impatto della commutazione dell’STS con dispositivo in stand by Il coordinamento individuato per il funzionamento dei due dispositivi in grado di compensare buchi di tensione, l’STS ed il DVR, prevede la commutazione del transfer switch tra l’alimentazione principale e quella alternativa solo per buchi di tensione con profondità superiore al 30%. In fase di commutazione il DVR permane in una condizione di funzionamento di stand by. Il transitorio di commutazione trasferito ai carichi a valle del DVR produce un impatto che è stato indagato mediante simulazioni in ambiente ATP (Alternative Transient Program) a partire dal modello di PPP implementato nell’ambito dell’attività relativa al WP 5.1 ([2]), svolta nel 2006, integrato col modello di DVR in condizioni di stand by, con

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 34/57 inverter schematizzato mediante un corto circuito. Tale rappresentazione è equivalente a quella che si otterrebbe in un’inverter mediante opportuna accensione delle valvole. Per ottenere la condizione di stand by si potrebbe anche impiegare l’interruttore elettronico a tiristori di by-pass con cui cortocircuitare gli avvolgimenti di bassa tensione dei trasformatori in condizioni di guasto a valle del DVR. Questa possibilità non è stata tuttavia presa in considerazione per l’allungamento dei tempi di intervento che comporterebbe una soluzione del genere (il passaggio alla compensazione del buco di tensione sarebbe infatti ulteriormente ritardato dal tempo di apertura dell’interruttore in corrispondenza dell’annullamento della corrente nei tiristori). La valutazione dell’impatto è stata condotta simulando differenti tipologie di guasto in rete (guasto trifase, bifase isolato e a terra) e confrontando i risultati ottenuti in quelle condizioni di guasto con e senza il dispositivo DVR. Dal confronto si evidenzia che la presenza del DVR non altera sostanzialmente i transitori di commutazione tra le due alimentazioni che interessano i carichi a valle anche se determina una caduta di tensione a regime (dell’ordine di circa il 3% a carico nominale) ed una deformazione delle tensioni a valle del nodo di installazione. A titolo d’esempio, nel seguito si confrontano gli andamenti di alcune grandezze ottenuti in presenza ed assenza del compensatore per un guasto trifase di profondità 50%. (file new_6a+12a-pa-0p6_a0p9+mot+dvr-sb.pl4; x-var t) v:SBMTPA-v:SBMTPB v:SBMTPB-v:SBMTPC v:SBMTPC-v:SBMTPA 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0[s] -50 -35 -20 -5 10 25 40 [kV] Buco di tensione trifase in rete Presenza DVR in stand by Assenza di DVR (file new_6a+12a-pa-0p6_a0p9+mot+dvr-sb.pl4; x-var t) v:X0003A-v:X0003B v:X0003B-v:X0003C v:X0003C-v:X0003A v:X0002A-v:X0002B v:X0002B-v:X0002C v:X0002C-v:X0002A 0.50 0.54 0.58 0.62 0.66 0.70[s] -30 -20 -10 0 10 20 30 [kV] (file new_6a+12a-pa-0p6_a0p9+mot.pl4; x-var t) v:CARA-v:CARB v:CARB-v:CARC v:CARC-v:CARA 0.50 0.54 0.58 0.62 0.66 0.70[s] -30 -20 -10 0 10 20 30 [kV] Tensioni concatenate monte e valle DVR (tensione al carico) Tensioni concatenate al carico

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 35/57 Presenza DVR in stand by Assenza di DVR (file new_6a+12a-pa-0p6_a0p9+mot+dvr-sb.pl4; x-var t) factors: offsets: 1 0 c:XX0182-XX0183 -1 0 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0[s] 1990 1994 1998 2002 2006 2010 [A] (file new_6a+12a-pa-0p6_a0p9+mot.pl4; x-var t) factors: offsets: 1 0 c:XX0168-XX0169 -1 0 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0[s] 1990 1994 1998 2002 2006 2010 [A] Corrente lato continua del carico distorcente (file new_6a+12a-pa-0p6_a0p9+mot+dvr-sb.pl4; x-var t) v:XX0177- 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0[s] 99.0 99.5 100.0 100.5 101.0 101.5 102.0 [V] (file new_6a+12a-pa-0p6_a0p9+mot.pl4; x-var t) v:XX0164- 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0[s] 100.0 100.4 100.8 101.2 101.6 102.0 [V] Velocità di rotazione del motore (file new_6a+12a-pa-0p6_a0p9+mot+dvr-sb.pl4; x-var t) c:X0132A-X0120A c:X0132B-X0120B c:X0132C-X0120C 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80[s] -130.0 -97.5 -65.0 -32.5 0.0 32.5 65.0 97.5 130.0 [A] (file new_6a+12a-pa-0p6_a0p9+mot.pl4; x-var t) c:X0129A-X0117A c:X0129B-X0117B c:X0129C-X0117C 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80[s] -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 [A] Corrente assorbita da un motore 4 IL SISTEMA DI CONTROLLO DEL DVR Una volta validato il dimensionamento del DVR si è proceduto alla messa a punto di uno schema di regolazione del dispositivo. La regolazione della tensione concatenata al carico ([9]) durante un buco di tensione richiede essenzialmente: • un algoritmo per l’identificazione del buco di tensione; • un Phase Looked Loop (PLL) per la generazione del riferimento di tensione;

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 36/57 • un controllo che, partendo dall’errore di tensione, definisca la tensione da iniettare in serie per ripristinare la tensione al carico. L’algoritmo per l’identificazione del disturbo ed il PLL, elementi comuni a tutti i dispositivi di compensazione di buchi ed interruzioni di tensione, sono stati definiti nell’ambito dell’attività relativa al WP 5.1 svolta nel 2006 ([2]). Relativamente al controllo della tensione del carico si è prevista una soluzione “a catena chiusa”, ovvero un sistema retroazionato in cui, in generale, a partire dall’errore risultante dal confronto della tensione misurata ed il suo riferimento, grazie ad un opportuno regolatore, si genera la tensione di riferimento per la “modulazione” dell’inverter. Tale metodologia fornisce migliori prestazioni per quanto riguarda la regolazione della tensione sul carico ed è stata preferita ad una soluzione “a catena aperta” a partire dalla misura delle tensioni a monte del DVR (lato rete). Infatti, tale soluzione pur se di più semplice realizzazione, ha una precisione della regolazione inferiore rispetto a quella ottenibile con un controllo a catena chiusa, specie nel caso di squilibri (di carico o di buco di tensione compensato). La soluzione a catena chiusa con retroazione della tensione a valle del DVR, lato carico, consente inoltre la compensazione delle cadute di tensione sull’impedenza equivalente del dispositivo a seguito degli assorbimenti del carico alimentato a valle del dispositivo. Allo scopo di compensare eventuali instabilità che sono state riscontrate in letteratura per la tecnica di misura “a catena chiusa” è previsto l’inserimento di un filtro passa basso per la limitazione della banda del sistema e l’anticipo del taglio dell’asse orizzontale di guadagno 1 con adeguato margine di fase ([9]). L’analisi del sistema di controllo per la definizione dei parametri del regolatore, data la complessità della rete e dei carichi del PPP, è stata condotta preliminarmente su uno schema semplificato di rete, quale quello di Figura 30, in cui non sono state considerate le non-linearità del sistema ed i carichi motore e distorcente sono stati rappresentati a partire dagli assorbimenti di potenza a regime. ~ ZC1 ZC2 XRIF ZRETE VRETE ZA1 ZA2 ZA3 ZF ZL ~ VDVR ZTR ZM ZB VPPP ZM = Carico motore ZB = Carico distorcente Figura 30: Schema di rete semplificato per lo studio del regolatore del sistema di controllo del DVR A partire dal modello semplificato, l’analisi è stata condotta studiando le due funzioni di trasferimento, che consentono di descrivere l’accoppiamento sia tra la tensione di rete (VRETE) e la tensione di carico (VPPP), sia tra l’azione di correzione/compensazione del dispositivo (VDVR) e la tensione VPPP (variabile di uscita): VPPP(s) = TF1(s) VRETE(s) VPPP(s) = TF2(s) VDVR(s) Nella Figura 31 e Figura 32 sono riportati gli andamenti delle funzioni di trasferimento TF1(s) e TF2(s) dalla cui analisi è possibile ricavare alcune indicazioni utili per la validazione generale delle funzioni di trasferimento ottenute e l’anticipazione di alcune caratteristiche salienti e possibili criticità:

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 37/57 • un valore di TF1(s) per bassissime frequenze maggiore dei valori assunti nell’intorno di una frequenza di 50 Hz è giustificabile, in prima approssimazione, alle sole cadute di tensione resistive, inferiori alle cadute di tensione induttive; • il valore di attenuazione in TF1(s) a 50 Hz è pari a –1,09 dB ovvero circa 12% (avendo incluso anche le cadute di tensione sui cavi di alimentazione oltre che sul trasformatore DVR) e quindi compatibile con le stime effettuate per i diversi elementi della rete in fase di dimensionamento ed in particolare per il DVR; • in TF2(s) si evidenzia una banda disponibile per la regolazione approssimativamente limitata a circa 1800 Hz, frequenza di taglio determinata dalla presenza del filtro RF-CF in parallelo all’avvolgimento serie dei trasformatori; • la variazione della fase di TF2(s) è contenuta entro pochi gradi nell’intervallo 0 ÷ 1000 Hz a conferma della potenziale stabilità del controllo. Più precisamente si osserva che la variazione massima di circa 6° a 100 Hz corrisponde ad un ritardo complessivo minore di 0,16 ms, inferiore al ritardo intrinseco dell’inverter (ipotizzabile pari al periodo di modulazione) e al tempo di riconoscimento del buco. Questo ultimo è funzione della tipologia del buco di tensione e del criterio di riconoscimento adottato e si può ritenere caratterizzato da valori minimi pari a circa 1÷2 ms [2]. 10-1 100 101 102 103 104 -6 -4 -2 0 2 4 Frequency [Hz] M a g n i t u d e [ d B ] TF1(s) 10-1 100 101 102 103 104 -20 0 20 40 60 Frequency [Hz] P h a s e [ d e g ] Figura 31: Grafico della funzione di trasferimento TF1(s) 10-1 100 101 102 103 104 -30 -20 -10 0 10 20 Frequency [Hz] M a g n i t u d e [ d B ] TF2(s) 10-1 100 101 102 103 104 -150 -100 -50 0 Frequency [Hz] P h a s e [ d e g ] Figura 32: Grafico della funzione di trasferimento TF2(s)

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 38/57 Ulteriori indicazioni sull’andamento delle funzioni di trasferimento sono state dedotte applicando l’analisi dei poli e degli zeri significativi delle funzioni stesse (Figura 33 e Figura 34). In particolare si osserva che: • il lieve avvallamento intorno a 100 Hz nell’andamento di TF1(s) è prodotto dalla coppia polo-zero centrata su 600 rad/s; • i picchi di “antirisonanza e risonanza” riscontrati in TF(1) tra 1600 e 2000 Hz sono prodotti dagli zeri e dai poli complessi coniugati con frequenza naturale non smorzata di circa 10000 rad/s e 12000 rad/s rispettivamente; • le coppie polo-zero quasi sovrapposte nella mappa di Figura 34 sono responsabili delle ondulazioni nella risposta di TF2(s); • il pronunciato picco di risonanza a circa 1900 Hz nell’andamento di TF2(s) è prodotto dalla coppia di poli con frequenza naturale non smorzata di circa 12000 rad/s; • gli effetti dello zero reale rapido a 50000 rad/ (indicato in Figura 34 “fuori scala”) non compare nella risposta in frequenza di TF2(s) sull’intervallo di frequenza considerato. -1500 -1000 -500 0-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5x 10 4 Pole-Zero Map Real Axis I m a g i n a r y A x i s Figura 33: Diagramma poli-zeri di TF1(s) (“x” poli; “o” zeri) -2000 -1800 -1600 -1400 -1200 -1000 -800 -600 -400 -200 0-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5x 10 4 Pole-Zero Map Real Axis I m a g i n a r y A x i s 50000 Figura 34: Diagramma poli-zeri di TF2(s) (“x” poli; “o” zeri)

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 39/57 L’andamento “costante” delle curve TF1(s) e TF2(s) porta ad ipotizzare l’ottenimento di un controllo efficace su tutto l’intervallo di frequenze di interesse (da 0 Hz a 1000Hz10) senza la necessità di un regolatore complesso. Sulla base di questo ragionamento si è pertanto ipotizzata, preliminarmente, un’architettura del regolatore basata su semplice PI (proporzionale – integrale). L’anello di controllo della tensione al carico, completo del regolatore, è descritto dallo schema a blocchi di Figura 35. REG TF2(s) TF1(s) VDVR VRETE V*PPP VPPP + – + + Figura 35: Schema a blocchi dell’anello di controllo della tensione al carico (VPPP) Alcune simulazioni preliminari hanno tuttavia evidenziato un’instabilità della risposta transitoria nei primi istanti del buco di tensione (vedi figura sottostante), caratterizzata da oscillazioni non smorzate che nelle simulazioni relative alla rete semplificata assumono una frequenza di circa 1500 Hz, compatibile con la frequenza naturale non smorzata dei due poli della funzione TF2(s) posizionati a –1450 – j12000 rad/s, responsabili dell’instabilità stessa. 1.28 1.29 1.3 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35 1.36-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 x 10 4 Tempo [s] T e n s i o n e [ V ] Per ottenere una consistente riduzione dei transitori sulle tensioni di carico associati all’intervento del DVR, la struttura preliminare del regolatore è stata quindi modificata, rispetto a quella di un PI, in modo da dirigere la traiettoria dei poli ad anello chiuso a valori di smorzamento adeguati. Questo è stato ottenuto inserendo una coppia di zeri complessi e coniugati nella funzione di trasferimento ad anello aperto (TF2(s)) di frequenza e smorzamento11 superiori a quelli dei due poli a –1450 – j12000 rad/s (in pratica si posizionano gli zeri complessi coniugati a sinistra dei due poli). La variabilità del fenomeno di risonanza in funzione del guadagno del regolatore (valore di kp) è evidenziato nella Figura 35 che riporta l’andamento del luogo delle radici ad anello chiuso (vedi Figura 35). Tale andamento indica un progressivo distacco dei poli non controllabile in direzione e rapidità di distacco in termini di traiettoria del luogo delle radici in uscita ai due poli dominanti a –1450 – j12000 10 La frequenza massima di interesse per la regolazione ha necessariamente un limite superiore fissato normalmente pari a circa la metà della frequenza di commutazione dell’inverter (1950 Hz). Resta inteso che la regolazione deve garantire la stabilità anche per frequenze superiori che potrebbero essere associate ai poli di TF1 e TF2 posizionati alle frequenze superiori (2000 Hz per TF1 e 1900 Hz per TF2). 11 Lo smorzamento è dato in prima approssimazione dal rapporto tra la parte reale e quella immaginaria.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 40/57 rad/s. Un aumento del guadagno kp del regolatore per ottenere una maggiore precisione nella risposta del sistema (errore minore) comporta una riduzione dello smorzamento dei poli dominanti (inferiore a 0,34 per valori di guadagno intorno a 10-25). -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 x 104 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 x 10 4 Root Locus Real Axis I m a g i n a r y A x i s k=100 k=50 k=20 k=10 k=5 k=2 k=1 Figura 36: Andamento del luogo delle radici ad anello chiuso Per migliorare la risposta del sistema, la sintesi del regolatore è stata basata sulla tecnica del “pole placement” o “sintesi per alti guadagni” ([10]), senza tuttavia utilizzare elevati guadagni di anello kp in considerazione del fatto che si deve: • garantire il mantenimento di una risposta stabile anche durante il transitorio di “uscita” dal buco di tensione; • evitare, soprattutto, variazioni del segnale di errore troppo elevate con conseguente permanere, per tempi prolungati, in condizioni di funzionamento in limitazione “rapida” di corrente innescato dall’assorbimento di correnti elevate come quelle che si potrebbero avere per effetto della saturazione dei trasformatori del DVR. La collocazione della coppia di zeri ad anello aperto è stata scelta in modo da: • “attrarre” i poli dominanti veloci che causano l’instabilità durante il transitorio di entrata ed uscita dal buco per una gamma di valori di kp compatibili con le considerazioni di cui sopra (compresi tra circa 10 e 30), prima che gli stessi per elevati valori di kp “migrino” verso lo zero sull’asse reale a – 50000 rad/s e quello implicito all’infinito (estremo sinistro dell’asse reale); • rappresentare il riferimento per il “pole placement” dei poli lenti sull’asse reale velocizzando la risposta complessiva del sistema entro i limiti di stabilità; per i valori kp considerati i poli ad anello chiuso si mantengono sull’asse reale, con un distacco verso gli zeri che avviene approssimativamente per guadagno kp* di circa 30. Il blocco REG risultante è quindi caratterizzato dalla seguente funzione di trasferimento: Kqsps jbasjbasksREG p ))(( ))(()( ++ ++-+= dove: • a–jb rappresentano i due zeri complessi coniugati di sintesi per alti guadagni, posizionati assumendo a=-1200 rad/s e b=400 rad/s ed uno smorzamento x di 0,95 a guadagno infinito; • p è il polo principale che definisce la velocità di risposta del regolatore; p è posto tra -120 rad/s e -300 rad/s per frequenza di taglio compresa tra 20 e 50 Hz approssimativamente; • q è il valore del polo di alta frequenza inserito al solo scopo di avere una funzione di trasferimento “propria” del regolatore, con grado del numeratore non superiore a quello del denominatore;

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 41/57 • K è il guadagno di normalizzazione pari al prodotto dei poli diviso per il modulo degli zeri: K=pq/(a2+b2) in modo che il guadagno statico (f = 0 Hz) sia normalizzato a 1; • kp rappresenta il guadagno proporzionale assunto pari a 20. In Figura 37 è riportato il luogo delle radici avendo inserito ne sistema il regolatore sopra definito. Si osserva uno maggiore schiacciamento della curva del luogo delle radici indice di un maggiore smorzamento dei poli dominanti ad anello chiuso (pari a circa 0,52 per valori di guadagno intorno a 15- 25), smorzamento più costante al variare del guadagno kp. -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 x 104 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 x 104 Root Locus Real Axis I m a g i n a r y A x i s k=100 k=50 k=20 k=10 k=5 k=2 k=1 Figura 37: Luogo delle radici ad anello chiuso ottenuto con un regolatore definito con la tecnica “pole placement” 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Time [s] Figura 38: Risposta al gradino per il sistema ad anello chiuso Definiti i parametri del regolatore, lo schema a blocchi dell’anello di regolazione è quello riportato in Figura 39. Le tensioni a valle del DVR (VPPP), trasformate nelle due coordinate d,q, sono confrontate con i riferimenti Vdrif e Vqrif: il segnale “errore” risultante costituisce l’ingresso del regolatore il cui segnale di uscita, dopo una trasformazione sui tre assi ed una normalizzazione che tiene conto del rapporto di trasformazione e della effettiva tensione lato continua dell’inverter, costituisce il riferimento per il modulatore che comanda l’accensione delle valvole dell’inverter.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 42/57 3 d,q + +V PPP Vdrif Vqrif REG 3d,q Normalizzazione Al modulatore Figura 39: Schema a blocchi dell’anello di regolazione di tensione L’attivazione del controllo avviene a valle del riconoscimento del disturbo di rete: in condizioni di rete “normali” il dispositivo è in una condizione di stand by. Terminata la compensazione del disturbo, una volta riconosciuto il ripristino delle condizioni “normali” nella tensione di rete (fine del buco di tensione) il controllo del dispositivo viene mantenuto attivo ancora per alcuni cicli in modo da “attenuare” il transitorio che potrebbe aversi nel caso di arresto “repentino” della compensazione e con un ripristino delle tensioni di rete sfasato rispetto a quelle garantite al carico dal DVR durante la compensazione del disturbo. 4.1 Il problema della misura della tensione La misura della tensione mediante trasduttori induttivi in reti MT a neutro isolato costituisce un problema particolarmente critico per le sue implicazioni sul rilievo di eventi quali i buchi di tensione. Questo fatto è stato sia evidenziato nelle attività di ricerca relative al monitoraggio della qualità della tensione nelle reti in media tensione ([4]) sia approfondito nell’ambito del WP 5.1 ([2]) nel corso del 2006. Infatti, si ricorda, in una rete esercita a neutro isolato in seguito a manovre di rete o guasti a terra le tensioni di fase del sistema possono presentare una componente unidirezionale dovuta ai transitori di carica/scarica delle capacità verso terra delle linee, soprattutto di quelle in cavo; le tensioni concatenate, al contrario, non sono influenzate dal fenomeno. I trasformatori di misura connessi tra fase e terra vengono quindi alimentati con una tensione che presenta una componente unidirezionale e che potrebbe comportare la saturazione del loro circuito magnetico. Poiché nel sistema di distribuzione in MT la fornitura di energia elettrica avviene tramite le tensioni concatenate, il sistema di misura deve fornire in uscita dei segnali ad esse proporzionali. Tali segnali, ricostruiti a partire dalle misure ottenute dai trasduttori di misura, presentano, a causa del funzionamento in saturazione di questi, buchi di tensione "fittizi" non presenti nella rete in media tensione12. La presenza di buchi fittizi nel segnale di riferimento della tensione del controllo di un dispositivo Custom Power può comportare interventi intempestivi e, come nel caso particolare di un DVR, l’esecuzione di compensazioni errate con peggioramento della qualità della tensione fornita al carico. Per individuare una soluzione al problema si è proceduto alla verifica: • della possibilità di realizzare un controllo per il DVR che elabori direttamente le tensioni concatenate (misurate mediante trasduttori connessi fase-fase), tensioni in cui non si rileva la presenza di buchi di tensione “fittizi”; • della disponibilità di nuove tipologie di trasduttori in linea di principio esenti da saturazione e caratterizzati da una banda in frequenza molto più ampia di quelli induttivi tradizionalmente usati in impianto. Per quanto riguarda il primo punto, la difficoltà principale nel realizzare il controllo risiede nella necessità del dispositivo di poter iniettare tensioni “serie” indipendentemente sulle tre fasi pur partendo dall’elaborazione diretta delle tensioni concatenate anziché di quelle di fase. L’indipendenza della regolazione sulle tre fasi è necessaria per poter effettuare la compensazione di buchi di tensione dissimmetrici quali quelli dovuti a guasti bifase in rete. 12 Il problema non si presenta nelle reti a neutro compensato in quanto le capacità una volta caricate si scaricano rapidamente, in pochi millisecondi, sulla bobina di messa a terra del neutro del sistema.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 43/57 Le verifiche effettuate hanno evidenziato la capacità del dispositivo di eseguire una corretta compensazione dei buchi di tensione anche dissimmetrici, purché nel blocco di “normalizzazione” di Figura 40 vengano opportunamente considerati il rapporto di trasformazione e le “rotazioni di fase” da attribuire ai segnali relativi alle tensioni da iniettare in rete, rotazioni conseguenti alla misura di tensioni concatenate, anziché di fase e al collegamento a triangolo degli avvolgimenti secondari dei tre trasformatori del dispositivo. In Figura 40, a titolo d’esempio, si riportano gli andamenti delle tensioni concatenate a monte e a valle (lato carico) del DVR durante la compensazione di un buco di tensione dissimmetrico. 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07-4 -2 0 2 4 x 10 4 Tensioni concatenate – alimentazione Tempo [s] Te ns ion e [V ] 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07-4 -2 0 2 4 x 10 4 Tensioni concatenate – carico Tempo [s] Te ns ion e [V ] Figura 40: Guasto dissimmetrico: tensioni concatenate a monte (lato alimentazione) e a valle (lato carico) del DVR Relativamente alla verifica della disponibilità di nuove tipologie di trasduttori è stato condotto un studio preliminare dello stato dell’arte dei trasduttori di tensione MT “non convenzionali” (vedi APPENDICE), da cui è emerso la potenziale idoneità dei trasduttori basati su divisori resistivi o capacitivi a risolvere il problema della misura dei buchi “fittizi”. Alcuni di questi trasduttori sono già disponibili sul mercato anche se ne manca una completa caratterizzazione sperimentale. Conseguentemente, anche in considerazione della forte carenza di metodi e normative tecniche in materia, si è ritenuto di notevole interesse potere studiare il comportamento di tali trasduttori. Allo scopo sono stati individuati alcuni costruttori di riferimento con cui si sono avviati contatti preliminari per verificare la possibilità di acquisire esemplari o prototipi per sottoporli sia a una sperimentazione in laboratorio, volta alla loro caratterizzazione, sia a verifiche in campo, con riferimento alle installazioni attualmente previste per il sistema di monitoraggio della qualità della tensione nelle reti di distribuzione in media tensione realizzato nell’ambito della Ricerca di Sistema. 4.2 Verifica del sistema di controllo del DVR Definite le logiche ed i parametri del controllo del dispositivo si è proceduto ad una loro verifica mediante simulazioni condotte sia a partire dalla rete semplificata di Figura 28, sia in una configurazione di PPP in cui siano presenti i carichi attivi (motori) e distorcente (ponte dodecafase a tiristori). In

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 44/57 particolare le simulazioni relative alla rete semplificata hanno permesso di verificare l’impatto sulla capacità di compensazione del DVR di alcuni “elementi” quali i condensatori di rifasamento e la saturazione dei trasformatori monofase. L’attenzione è stata principalmente posta sull’andamento transitorio delle tensioni concatenate di carico negli istanti iniziali e finali della compensazione del disturbo analizzando la capacità del dispositivo di mantenere “regolata” la tensione al carico in termini di rapidità e qualità della forma d’onda. Nel seguito si riportano alcuni risultati ottenuti dalle simulazioni. Gestione del ripristino della tensione di rete Al ripristino della tensione di rete dopo il buco di tensione il DVR deve cessare l’azione di compensazione e questo può avvenire sia con un blocco repentino del dispositivo, sia con un “rilascio” graduale e controllato della tensione iniettata da parte del DVR in modo da rendere più graduale il ripristino delle condizioni di alimentazione da rete del carico. In questo modo, il dispositivo tende a diminuire progressivamente la tensione iniettata in modo da riagganciare le tensioni di carico a quelle di rete. Allo scopo di evidenziare gli effetti delle due modalità di “fine compensazione” del DVR, si è simulato, sulla rete semplificata in assenza di saturazione dei trasformatori monofase, un guasto trifase di profondità 30% e durata 300 ms nelle ipotesi di blocco repentino o graduale della compensazione. Il carico alimentato a valle del DVR è pari al nominale. Nelle figure seguenti, per le due modalità di realizzazione della “fine compensazione”, si riportano gli andamenti delle tensioni concatenate a monte (lato rete) e valle (lato carico) del DVR evidenziandone gli istanti di inizio e fine buco di tensione. Dagli andamenti delle tensioni si evidenzia l’effetto di contenimento del transitorio che interessa le tensioni al carico conseguente al rilascio graduale della tensione iniettata dal DVR che nel caso in esame si è assunto pari a 40 ms. In entrambi i casi il ripristino della tensione al carico avviene in pochi millisecondi. Gli andamenti delle tensioni iniettate in rete dal DVR e della corrente di inverter, comuni alle due soluzioni di gestione del ripristino della tensione di rete, nella fase di inizio del disturbo evidenziano la rapidità con cui il compensatore effettua la presa di carico nel passaggio dal funzionamento in stand by a quello in compensazione. L’abbassamento della tensione continua dell’inverter nelle condizioni di buco di tensione e carico nominale previste, è dell’ordine del 7% della tensione nominale. “Rilascio” graduale DVR “Blocco istantaneo” compensazione DVR 0.98 0.99 1 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05-3 -2 -1 0 1 2 3 x 10 4 Tempo [s] T e n s i o n e [ V ] 0.98 0.99 1 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 x 10 4 Tempo [s] T e n s i o n e [ V ] Tensioni concatenate a monte del DVR (lato rete): inizio del buco di tensione

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 45/57 “Rilascio” graduale DVR “Blocco istantaneo” compensazione DVR 1.28 1.29 1.3 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 x 10 4 Tempo [s] T e n s i o n e [ V ] 1.28 1.29 1.3 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 x 10 4 Tempo [s] T e n s i o n e [ V ] Tensioni concatenate a monte del DVR (lato rete): fine del buco di tensione 0.98 0.99 1 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 x 10 4 Tempo [s] T e n s i o n e [ V ] 0.98 0.99 1 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 x 10 4 Tempo [s] T e n s i o n e [ V ] Tensioni concatenate a valle del DVR (lato carico): inizio della compensazione del buco di tensione 1.28 1.29 1.3 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 x 10 4 Tempo [s] T e n s i o n e [ V ] 1.28 1.29 1.3 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 x 10 4 Tempo [s] T e n s i o n e [ V ] Tensioni concatenate a valle del DVR (lato carico): fine della compensazione del buco di tensione

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 46/57 0.98 0.99 1 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05-2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 Tempo [s] T e n s i o n e [ V ] 0.98 0.99 1 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05-3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 Tempo [s] C o r r e n t e [ A ] “Tensioni iniettate in rete DVR (lato MT) Correnti di inverter Inizio della compensazione del buco di tensione (andamenti comuni alle due soluzioni di “fine compensazione” 0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.35 1.41800 1850 1900 1950 2000 2050 Tempo [s] T e n s i o n e [ V ] Tensione continua di inverter

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 47/57 Impatto del rifasamento in cabina primaria Il transitorio delle tensioni al carico nella fase di ripristino della tensione di rete è essenzialmente legato al transitorio di queste ultime a sua volta condizionato dall’entità del rifasamento in cabina primaria. Nell’ipotesi di rifasamento pari a 5,4 Mvar e 10,8 Mvar, le figure seguenti riportano l’andamento delle tensioni concatenate al carico nella fase di “fine buco”. Il controllo ed il “rilascio” graduale della tensione di inverter consente di “compensare” il transitorio delle tensioni che si mantiene sostanzialmente analogo per le due condizioni di rifasamento. Rifasamento in CP: 5,4 Mvar Rifasamento in CP: 10,8 Mvar 1.28 1.29 1.3 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 x 10 4 Tempo [s] T e n s i o n e [ V ] 1.28 1.29 1.3 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 x 10 4 Tempo [s] T e n s i o n e [ V ] Tensioni concatenate a valle del DVR (lato carico): fine della compensazione del buco di tensione

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 48/57 5 CONCLUSIONI L’ottenimento di livelli di qualità differenziati all’interno di un Premium Power Park impone un coordinamento tra i dispositivi che ne fanno parte. In particolare, la presenza di dispositivi, quali l’STS ed il DVR, in grado entrambi di compensare i buchi di tensione, ha portato a definire una logica di coordinamento tra essi basata sulla valutazione della profondità del buco di tensione da compensare. In particolare si prevede che il DVR compensi buchi “poco profondi” per carichi estremamente sensibili al disturbo, mentre la commutazione tra le due alimentazioni, per effetto dell’intervento dell’STS, si realizzi al manifestarsi di buchi “profondi” o di interruzioni di tensione. Il dimensionamento del dispositivo, risultato dal soddisfacimento di vincoli di progetto essenzialmente riconducibili al criterio di compensazione previsto (“compensazione esatta” del disturbo con ripristino al carico della tensione preesistente), alle caratteristiche del buco di tensione massimo compensabile, agli scambi di potenza previsti ed alle caratteristiche di alcuni componenti previsti nel DVR, è stato verificato mediante la definizione delle curve di capability. In particolare si è dimostrata la possibilità di compensare buchi di tensione di profondità e durata superiori a quelle di progetto e di far fronte a sovraccarichi durante la fase di compensazione del disturbo. La presenza di un carico distorcente e dell’STS ha comportato la verifica dell’impatto in rete del DVR durante il funzionamento in stand by, ovvero per la maggior parte del tempo, sia dal punto di vista armonico sia durante la commutazione dell’STS. In entrambi casi la verifica ha dato esito positivo garantendo il rispetto dei limiti di distorsione ammissibili in rete e non alterando significativamente il transitorio di ripristino della tensione al carico durante la compensazione di buchi di tensione profondi da parte dell’STS. Relativamente alla struttura del controllo, si è adottata una soluzione “a catena chiusa” con regolazione della tensione concatenata al carico. Tale soluzione garantisce, rispetto a quella “a catena aperta” una maggior precisione e la possibilità di compensare le cadute di tensione sull’impedenza equivalente del dispositivo a seguito degli assorbimenti del carico alimentato a valle del DVR. L’elaborazione diretta delle tensioni concatenate non ha pregiudicato la possibilità da parte del DVR di iniettare tensioni “serie” indipendentemente sulle tre fasi ed ha rappresentato una soluzione al problema della misura dei buchi di tensione “fittizi”. Tale misura, conseguente ai fenomeni di saturazione che interessano i trasformatori di misura induttivi con avvolgimento primario connesso fase-terra durante guasti monofase a terra in reti MT a neutro isolato, rappresenta un serio problema per i compensatori. Infatti la presenza di buchi fittizi nel segnale di riferimento del controllo di un dispositivo può comportare interventi intempestivi e, come nel caso particolare di un DVR, l’esecuzione di compensazioni errate con peggioramento della qualità della tensione fornita al carico. Una soluzione alternativa al problema è stata individuata anche nell’impiego di trasduttori innovativi basati su divisori resistivi o capacitivi, come è risultato dall’analisi dello stato dell’arte delle attività, degli strumenti e delle procedure utilizzati a livello internazionale per la caratterizzazione in frequenza dei trasduttori di tensione MT, convenzionali e non. Alcuni di questi trasduttori sono già disponibili sul mercato anche se ne manca una completa caratterizzazione sperimentale. Infine, poiché le attività condotte nell’ambito della Ricerca di Sistema sono al centro dell’attenzione internazionale in ambito normativo, per garantirne l’inquadramento nel contesto applicativo, per conferire loro piena legittimità tecnica e al contempo assicurare la massima diffusione dei risultati, è stata assicurata la partecipazione ai gruppi di lavoro attivi sull’argomento: il WG A3.15 CIGRE “Non Conventional Instrument Transformers”, il WG 37 del TC 38 IEC “Specific Clauses for Electronic Voltage Transformers (future IEC 61869-7), for Electronic Current Transformers (future IEC 61869-8) and Digital Interface for Instrument Transformers (future IEC 61869-9)” e il TC 38 / WG AHG 41 “Power quality measurement”.

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07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 51/57 APPENDICE: STATO DELL’ARTE DEI TRASDUTTORI DI TENSIONE PER LA MISURA DI EVENTI DI POWER QUALITY Il comportamento in frequenza dei trasduttori di misura in media e in alta tensione costituisce un annoso problema: occorre infatti tenere presente che in passato le misure nelle reti MT e AT erano essenzialmente focalizzate sulle funzioni di protezione e di misura: i TV assicuravano una precisione sufficiente per le applicazioni di misura. Al giorno d’oggi, tuttavia, sempre più si fa sentire l’esigenza, a tutela di tutti gli operatori del sistema elettrico, di misurare correttamente non solo la corrente, la tensione e, in seconda battuta, la potenza trasmessa, a frequenza industriale, ma anche tutto l’insieme di fenomeni attinenti alla power quality, legato quindi alla presenza in rete di sovraelevazioni e buchi di tensione, flicker, armoniche, ossia tutti i fenomeni che non sono riconducibili a quelli a frequenza industriale. Tali fenomeni sono dovuti sia a situazioni anomale o di guasto sia alla sempre maggiore presenza in rete di carichi (o sorgenti) distorcenti: forni ad arco, azionamenti, generazione distribuita. In parallelo, lo sviluppo di un notevole numero di applicazioni sensibili ai problemi di power quality, da quelle domestiche a quelle industriali, ha evidenziato la necessità di individuare criteri, tecnici e normativi, a tutela delle parti. Se però gli aspetti relativi alla misura di power quality sono minuziosamente definiti per quanto riguarda le applicazioni in bassa tensione ed esistono strumenti di misura in grado di effettuare rilievi con una accuratezza elevata, per le applicazioni in media e in alta tensione non vi sono ancora regole definite, a causa dell’impossibilità di procedere all’inserzione diretta degli strumenti nei circuiti di misura e della necessità di utilizzare allo scopo dei trasduttori di corrente e di tensione. In media tensione, i trasduttori più comunemente disponibili sono infatti i TV induttivi tradizionalmente utilizzati per le misure a frequenza industriale. Essi sono stati pertanto ideati, progettati, realizzati e verificati per il solo uso a frequenza industriale, poiché non erano previsti usi diversi: a tale scopo le conoscenze, le tecniche realizzative, le norme tecniche e i metodi sono ben consolidati e, di conseguenza, per le misure a frequenza industriale, è lecito aspettarsi un comportamento omogeneo da parte dell’intera popolazione. A frequenze diverse però il comportamento dei trasduttori convenzionali può cambiare notevolmente, non solo tra tipologie diverse, ma anche tra due esemplari appartenenti alla stessa tipologia costruttiva del medesimo costruttore: questo non è dovuto ad errori progettuali o a difetti di fabbricazione; semplicemente, non sono stati concepiti per questo uso. Questo non significa che tutti i trasformatori di misura induttivi sono inadatti a misure di power quality: semplicemente, questa caratteristica non è garantita a priori. Un altro problema è legato ai metodi e ai laboratori di prova: per verificare l’accuratezza dei trasduttori di misura di media e alta tensione occorrono sia trasduttori di riferimento sia sorgenti di alimentazione adeguate. È relativamente semplice disporre ,in laboratorio, di trasduttori campione utilizzabili per la misura di armoniche: divisori di tensione e derivatori di corrente possono essere facilmente caratterizzati allo scopo poiché, in virtù delle loro caratteristiche costruttive, il loro comportamento può essere ritenuto lineare sia in ampiezza sia in frequenza: è perciò possibile verificarne la linearità in ampiezza a frequenza industriale, per cui sono disponibili anche adeguate sorgenti AT, e, successivamente, verificarne il comportamento in frequenza utilizzando in ingresso al trasduttore un segnale di ampiezza limitata, anch’esso abbastanza facilmente disponibile. I trasformatori di misura induttivi non hanno un comportamento lineare con la frequenza e questo comporta due problemi: • sorgenti di alimentazione con elevate correnti o tensioni in alta frequenza non sono facilmente disponibili, neppure nei laboratori specializzati e accreditati;

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 52/57 • per verificare correttamente il comportamento in frequenza dei trasduttori induttivi, sarebbe significativo accertare il loro comportamento sovrapponendo le armoniche al segnale alla frequenza fondamentale e questa condizione è tanto più difficilmente ottenibile quanto più è alto il livello di tensione. Oltre ai trasformatori di misura convenzionali, stanno comparendo sul mercato nuove tipologie di trasduttori: alcune (per esempio divisori di tensione, trasduttori a effetto Hall, bobine di Rogowski) sono basati su tecnologie utilizzate in passato in laboratorio ma inadatte ad applicazioni in esercizio per ragioni di sicurezza e di potenza disponibile al secondario; altre quali, per esempio, i trasformatori ottici, sono basate su tecnologie innovative. Con lo sviluppo dei nuovi sistemi elettronici di protezione e di protocolli di comunicazione comuni, questi nuovi trasduttori, in linea di principio lineari sia in ampiezza sia in frequenza e in grado di fornire segnali BT che costituiscono un’accurata riproduzione di quelli al primario, potrebbero rappresentare una possibile soluzione alternativa per misure in media e in alta tensione, al punto che alcuni requisiti per le misure di power quality sono già presenti nelle normative applicabili. Trasformatori di tensione convenzionali (induttivi) Nei trasformatori induttivi, l’accuratezza (o, meglio, la sua mancanza) è legata a due componenti di errore, quella magnetica e quella capacitiva. La componente magnetica dell’errore è associata con i requisiti operativi legati alla necessità di presenza di flusso nel nucleo magnetico. Di conseguenza una corrente di magnetizzazione, una piccola componente della corrente al primario deve alimentare il flusso e, di conseguenza, le perdite associate con il circuito magnetico, così che al secondario si ha un errore proporzionale, in difetto o in eccesso. Poiché il flusso è una funzione non lineare della corrente di magnetizzazione, l’errore magnetico è non lineare e diviene una funzione della prestazione, della frequenza e del rapporto nominale. A frequenza industriale, l’errore magnetico pesa per la maggior parte dell’errore del trasformatore mentre a frequenze più elevate l’errore capacitivo diviene la principale fonte di errore. L’errore capacitivo è associato alla geometria degli avvolgimenti e deriva dalle capacità distribuite presenti, evidenziate dalle tensioni impresse e indotte. Tali capacità sono localizzate all’interno di ogni avvolgimento, tra avvolgimenti o tra avvolgimenti e schermi. Il loro contributo alle componenti in fase e in quadratura dell’errore aumenta con la frequenza. L’errore magnetico, viceversa, diminuisce con l’aumentare della frequenza, così che, gradualmente, il suo contributo all’errore totale diviene trascurabile e l’errore capacitivo predomina. In generale, l’errore capacitivo è una funzione complessa di molti parametri con i componenti di rapporto e di fase che variano rispettivamente come il quadrato della potenza e come la potenza stessa. Pertanto nei TV induttivi, progettati per uso estensivo nelle reti MT alla frequenza fondamentale, in presenza di armoniche, la risonanza tra le induttanze degli avvolgimenti e le capacità può dare luogo a errori notevoli o, comunque, a comportamenti a priori non prevedibili, in mancanza di un’adeguata caratterizzazione. Tale situazione è ampiamente documentata, sia nella letteratura tecnica [11] ‚ [15] sia in ambito normativo. Trasduttori di tensione non convenzionali La diffusione dei trasduttori non convenzionali su vasta scala è stata inoltre frenata a lungo dall’uso in esercizio di protezioni di tipo analogico: i trasformatori convenzionali sono in grado di fornire al secondario la potenza necessaria per la loro alimentazione, laddove il segnale di uscita dai trasduttori non convenzionali non può supplire a tale compito e richiederebbe un sistema di alimentazione ausiliario. L’adozione sempre più diffusa di protezioni digitali sta gradualmente ampliando le possibilità di uso di tali trasduttori.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 53/57 Divisori di tensione Tralasciando, data la loro particolare natura, le applicazioni di laboratorio, per le misure in HVDC sono correntemente usati divisori resistivi e misti resistivo-capacitivi, per tensioni che vanno da 30 kV ai 2 MV, con l’elevata accuratezza richiesta per ottenere tensioni continue stabili. Divisori resistivo-capacitivi sono utilizzati nell’ambito della misura di tensioni alternate sin dagli anni ’60, per misurare sovratensioni transitorie in una gamma di frequenze che va da 0 Hz a 1 MHz. Le caratteristiche in frequenza dei divisori misti resistivo-capacitivi sono superiori sia a quelle dei TV tradizionali, la cui risposta in frequenza si estende su una gamma che va da circa 10 HZ a 1 kHz, sia a quelle dei divisori capacitivi puri, la cui risposta in frequenza raggiunge il MHz ma che richiedono comunque la presenza di una tensione alternata: al contrario, i divisori misti resistivo-capacitivi sono utilizzabili su tutta la gamma di frequenze. Le caratteristiche dei divisori capacitivi puri e, di conseguenza, dei TVC, sono inoltre inficiate dalla presenza di carica residua: il problema si verifica in occasione della disconnessione del divisore dalla linea AT a cui è collegato o dell’apertura della linea stessa. Quando il sistema di misura viene collegato nuovamente, il segnale di uscita di divisori capacitivi e TVC non riproduce fedelmente l’andamento della tensione ma è distorto; al contrario, divisori resistivi, resistivi compensati e misti resistivo- capacitivi non sono affetti da tale problema. Mentre divisori capacitivi e misti capacitivo-resistivi sono più diffusi nelle applicazioni in alta tensione, per misure MT sono più frequentemente utilizzati divisori resistivi puri [17]. L’elevata linearità in ampiezza del trasduttore e l’assenza di fenomeni di saturazione consentono l’uso dello stesso modello in reti con differenti tensioni di riferimento e consente quindi di misurare un’ampia gamma di fenomeni e di sovratensioni anche parecchio eccedenti quella nominale, rientrando nelle classi di accuratezza richieste per i trasformatori convenzionali. La necessità di ottenere una tenuta a fronte delle sovratensioni comporta la scelta di elementi caratterizzati da un’elevata resistenza; l’accuratezza del divisore dipende da quella dei resistori o, meglio, del loro rapporto. Entrambe le resistenze possono variare, purché si comportino alla stessa maniera. I problemi principali per l’accuratezza sono quindi dati da derive dei resistori con la tensione o la temperatura, dalle capacità parassite e dall’influenza delle fasi adiacenti. A queste caratteristiche si aggiungono i benefici derivanti dal basso costo logistico (le dimensioni e il peso sono contenuti rispetto ai trasduttori tradizionali) e dall’assenza di problemi in caso di cortocircuito ai terminali secondari; lo svantaggio principale è al momento rappresentato dall’impossibilità di alimentare i circuiti di protezione tradizionali e dalla necessità di sviluppare strumenti di misura, protezioni e, ove necessario, sistemi di disaccoppiamento galvanico ad hoc; la diffusione dell’elettronica e, soprattutto, dei protocolli di comunicazione basati sulla IEC 61850 stanno agevolando la diffusione dell’uso di tali apparecchiature, tanto che sono stati realizzati di sistemi integrati di gestione della rete MT e di monitoraggio della qualità della tensione per mezzo di trasduttori di questo tipo [20] – [21]. Esempi di trasduttori di tensione resistivi per apparecchiature isolate in aria (da [19] e [17] rispettivamente)

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 54/57 Esempi di trasduttori di tensione resistivi per apparecchiature isolate in SF6 (da [19] e [17] rispettivamente) Trasduttori di tensione a effetto Hall I trasduttori di tensione a effetto Hall sono basati sulla misura di una corrente proporzionale alla tensione da misurare; detta corrente viene ottenuta inserendo in serie tra i morsetti di interesse l’avvolgimento primario del trasduttore e limitando la corrente al valore occorrente per la misura, per mezzo di una resistenza in serie. Il flusso magnetico così generato viene compensato per mezzo di un secondo flusso, ottenuto iniettando nell’avvolgimento secondario una corrente che riproduce esattamente quella al primario, generata per mezzo di un dispositivo a effetto Hall e dell’elettronica associata. I trasduttori a effetto Hall sono in grado, eventualmente combinati con un divisore resistivo, di assicurare la misura di elevate tensioni e di garantire la separazione galvanica e sono caratterizzati da una buona accuratezza complessiva, da una deriva con la temperatura contenuta e da un’eccellente linearità. L’esame di alcune schede di prodotto di trasduttori di tensione disponibili sul mercato [22] permette di riscontrare che alcuni modelli sono potenzialmente idonei per misure di power quality (accuratezza compresa tra 0,4% e 1%, banda passante in frequenza superiore a 5 kHz, tensione nominale fino a qualche kV). Trasduttori ottici I trasformatori di tensione ottici sono basati sull’effetto Pockels. L’effetto elettroottico fa sì che la luce linearmente polarizzata che attraversa il materiale si polarizzi ellitticamente. Poiché le due componenti reciprocamente perpendicolari si propagano in un cristallo a velocità differenti, uscendone presentano uno sfasamento, proporzionale alla lunghezza del percorso all’interno del materiale e o al campo (effetto Pockels) o al suo quadrato (effetto Kerr). Misurando la differenza di fase, è possibile ricavare l’intensità del campo e, di conseguenza, la tensione. Se un fascio polarizzato linearmente è propagato in un campo elettrico all’interno di un materiale elettrogirazionale, si ruota il piano di rotazione. Non sono state reperite informazioni riguardanti la presenza sul mercato di trasduttori di tensione MT ma la progressiva diffusione della tecnologia, attualmente troppo costosa per simili applicazioni, potrebbe rendere disponibili dei modelli idonei in un prossimo futuro. Attività in campo normativo Le Norme internazionali che riguardano l’uso di trasduttori di tensione per le misure di power quality sono attualmente curate dai Comitati Tecnici 77A (fenomeni in bassa frequenza) e 38 (trasformatori di misura). In particolare, le principali Norme di riferimento sono, attualmente: • La Norma IEC 61000-4-7 [30], a cura del CT 77A, relativa alle misure di armoniche e di interarmoniche • La Norma IEC 61000-4-30 [31], a cura del CT 77A, relativa ai metodi di misura della power quality.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 55/57 • La serie di Norme IEC 60044 [32] ‚ [34], a cura del CT 38, riguardante trasformatori di misura, sia convenzionali (60044-2 e 5, relative rispettivamente ai trasformatori di tensione induttivi e ai trasformatori capacitivi di tensione) sia innovativi (60044-7 e 8, relative rispettivamente ai trasformatori di tensione e di corrente elettronici). Nell’ambito delle misure di power quality, la Norma di riferimento è la IEC 61000-4-30, pubblicata nel Febbraio 2003 e attualmente in corso di revisione. La Norma individua “i metodi di misura dei vari parametri che definiscono la qualità della potenza elettrica fornita o scambiata in un determinato punto della rete di trasmissione e distribuzione. Vengono definite due classi di prestazione e, per ciascuna di queste classi, vengono specificati, per i diversi parametri di qualità della potenza, metodi di misura, precisione, criteri di elaborazione e di valutazione dei risultati” I parametri considerati sono la frequenza industriale, l’ampiezza della tensione di alimentazione, il flicker, buchi e sovraelevazioni della tensione di alimentazione, interruzioni di tensione, tensioni transitorie, squilibri della tensione di alimentazione, armoniche e interarmoniche di tensione e di corrente, i segnali trasmessi sulla rete e le variazioni rapide di tensione. La Norma definisce anche classi di prestazione di misura, denominate “A” e “B”: la prima è volta ad applicazioni contrattuali, alla verifica di conformità alle Norme, alla definizione di controversie; la seconda può essere utilizzata per indagini statistiche, per interventi volti alla soluzione di problemi, per usi per i quali non è richiesta una bassa incertezza. In mancanza di conoscenze consolidate dal punto di vista tecnico riguardanti il comportamento in frequenza dei trasduttori di misura, la Norma non considera questo elemento della catena di misura e non fornisce prescrizioni in merito al loro uso, limitandosi a dare informazioni di carattere generale in appendice. La Norma 61000-4-30 è attualmente in fase di revisione, a cura del Working Group 9 (Power Quality measurement methods) del Technical Committee 77A dell’IEC. Anche la Norma 61000-4-7 riveste una particolare importanza, in quanto, nello stabilire i requisiti di accuratezza per la misura di armoniche sono stabilite alcune prescrizioni sulle caratteristiche dei trasduttori di misura eventualmente utilizzati: in particolare, l’accuratezza dei trasformatori di tensione deve essere adatta ai requisiti di precisione degli strumenti di misura: l’errore relativo (rapportato al valore misurato) non deve superare il 5%. Quando viene sottoposta a prove l’apparecchiatura completa di misura, l’errore relativo non deve superare il 5%. Nel caso di un esame generale di reti di alimentazione, dove abitualmente vengono misurati valori relativi di armoniche di tensione o di corrente (riferiti alla fondamentale), solo il rapporto di trasformazione in funzione alla frequenza dei TV è ritenuto importante e non la precisione alla frequenza nominale. Inoltre, la deviazione del rapporto di trasformazione nella gamma di armoniche, in rapporto al suo valore nominale (alla frequenza fondamentale), non deve superare il valore del 5% già precedentemente raccomandato. Se si vogliono, in aggiunta, misurare gli angoli di fase, l’errore rispettivo dei TA o dei TV non deve superare 5°, in particolare nel caso in cui si debba determinare il senso di transito della potenza armonica attiva, per esempio per determinare le fonti di armoniche. Prendendo invece in considerazione la serie IEC 60044, gli aspetti relativi alla misura di Power Quality sono in qualche modo riconosciuti e trattati solamente nelle Norme IEC 60044-7 e 60044-8 (i requisiti per la misura di armoniche sono stabiliti solamente nella Norma 60044-8 ma vanno applicati ai trasformatori elettronici sia di corrente sia di tensione). Come anticipato, la Norma 61000-4-30 è attualmente in fase di revisione, a cura del Working Group 9 (Power Quality measurement methods) del Technical Committee 77A dell’IEC. Il gruppo di lavoro, riconoscendo che la Norma non può prescindere dall’eventuale presenza di trasduttori di misura, pena una pesante limitazione dello scopo, ha chiesto al TC 38 IEC (Instrument Transformers) un conforto circa il comportamento in frequenza dei trasduttori. Il TC 38, riconoscendo il problema, ha individuato, nell’ambito dei prodotti di sua competenza, due filoni di attività: uno riguarda

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 56/57 i trasformatori di misura convenzionali, induttivi e capacitivi, di corrente e di tensione, l’altro concerne i cosiddetti “trasformatori elettronici” definiti nelle Norme IEC 60044-7 e 60044-8. Per quanto riguarda i trasformatori di misura convenzionali, la Normativa vigente riguarda infatti il solo comportamento a frequenza industriale e non ne contempla l’uso per il rilievo di armoniche o di altri eventi di power quality: di conseguenza, non sono date né prescrizioni costruttive né, tantomeno, indicazioni sulle possibili modalità di prova. Per quanto riguarda, invece, i trasformatori di misura non convenzionali, in linea di principio più facilmente caratterizzabili la Norma 60044-8 dà alcune indicazioni riguardo sia alcuni requisiti di accuratezza sia alcune modalità di prova; va tuttavia verificata la loro compatibilità con le esigenze manifestate dal TC 77A. Le Norme sui trasduttori non convenzionali sono in questo momento in corso di revisione da parte del TC38/WG37 “Specific Clauses for Electronic Voltage Transformers (future IEC 61869-7), for Electronic Current Transformers (future IEC 61869-8) and Digital Interface for Instrument Transformers (future IEC 61869-9)” Il TC 38 ha pertanto intrapreso due azioni: ha trasmesso al WG37 copia della richiesta del TC77A/WG09, perché se ne facesse carico nel quadro della revisione in corso e ha stabilito l’istituzione di un working group per valutare le problematiche connesse con il comportamento in frequenza dei trasduttori installati in esercizio. I documenti prodotti da tale WG saranno utilizzati dal TC 38 nell’ambito della discussione tecnica con il TC 77A. È stato così istituito il TC 38 / WG AHG 41 “Power quality measurement”, con il compito di preparare uno studio sul comportamento dei trasformatori di misura, convenzionali e non, in vista di un possibile uso per misure di power quality. In parallelo alle attività in ambito normativo, è attivo sull’argomento un gruppo di lavoro CIGRE guidato dallo stesso convenor del TC38/WG37 IEC. Poiché tali attività sono strettamente legate a quelle condotte nell’ambito della Ricerca di Sistema, per conferire loro piena legittimità tecnica e al contempo assicurare la massima diffusione dei risultati, è stata assicurata la partecipazione di un esperto italiano a tali gruppi di lavoro: il valore del contributo italiano è stato riconosciuto al punto di conferire la leadership TC 38 / WG AHG 41 sul comportamento dei trasduttori, convenzionali e non, per misure di power quality, all’esperto CESI RICERCA. Infine, CESI RICERCA partecipa, in qualità di membro dello user committee, al Joint Research Project Power and Energy, finanziato nell’ambito del VII programma quadro UE, in particolare al progetto “Next Generation of Power and Energy Measuring Techniques”, riguardante il miglioramento, a tutti i livelli della capacità di effettuare misurazioni per la verifica della qualità e del rendimento della potenza elettrica e per il monitoraggio e la protezione delle reti e delle apparecchiature elettriche. Collaborazioni future per la caratterizzazione dei trasduttori di misura Oltre alle attività intraprese in ambito normativo, sono in corso contatti per attivare collaborazioni con Costruttori di trasduttori di misura e con Utility per effettuare attività sperimentali, in laboratorio e in esercizio, al fine di procedere a una caratterizzazione dei trasduttori di misura. La sperimentazione è articolata su due fronti: da un lato si intende procedere alla caratterizzazione in laboratorio dei trasduttori, convenzionali e innovativi, disponibili correntemente sul mercato, dall’altro si vogliono ottenere riscontri basati su una sperimentazione in campo. L’attività sperimentale potrà svilupparsi in parallelo a quella relativa al monitoraggio della qualità della tensione nelle reti di distribuzione MT, attività di Ricerca di Sistema svolta nell’ambito del progetto “Supporto scientifico alle attività regolatorie per il mercato elettrico”. In particolare grazie all’installazione di un secondo sistema di misura dotato di trasduttori innovativi, in una o più cabine oggetto di monitoraggio e ritenute significative agli effetti della misura della qualità della tensione, sarà possibile confrontarne le misure con quelle ottenute dal sistema di monitoraggio che prevede l’utilizzo dei trasduttori induttivi di impianto.

07005530 Rapporto REI Rete e Infrastrutture Pag. 57/57 Scopo dell’attività è quello di accertare il comportamento dei trasduttori non convenzionali in frequenza e a fronte di misure di eventi di PQ, nell’ottica di fornire tali indicazioni al sistema elettrico italiano ed europeo per il miglioramento della qualità della tensione sulle reti di distribuzione pubblica.