La crescente diffusione di dispositivi elettronici connessi in rete ha fatto e sta facendo nascere una serie di problematiche nuove per gli utenti del sistema elettrico. In particolare, i dispositivi elettronici rappresentano da una parte carichi disturbanti, poiché assorbono correnti con componenti armoniche anche in alta frequenza, e dall’altra sono carichi sensibili a disturbi di tensione. Tale situazione è confermata sia da recenti delibere dell’Autorità per l’Energia Elettrica, il Gas ed il Sistema Idrico (AEEGSI), che spingono i Distributori ad un miglioramento continuo dei livelli di Power Quality, e dalle attività di ricerca condotte a livello nazionale ed internazionale. Tali considerazioni sono alla base dello studio di un dispositivo di compensazione connesso in serie alle linee di distribuzione in modo da poter alimentare i carichi connessi a valle del dispositivo con tensioni con livelli di qualità desiderati. Il dispositivo lavora infatti iniettando in rete tensioni controllate che sommandosi alle tensioni di rete garantiscono al carico tensioni pari alle nominali, anche in caso di buchi di tensione, squilibri di rete, presenza di armoniche di tensione e flicker. Inoltre il dispositivo può essere sfruttato come limitatore di corrente di guasto, per guasti nella porzione di rete a valle del compensatore.

Sono state prese in considerazione diverse configurazioni circuitali e diverse modalità di controllo, lineari e non lineari, della macchina, che è poi stata dimensionata per poter compensare buchi di tensione con tensione residua fino a 40% VN e durata fino a 600 ms, alimentando un carico a valle di potenza fino a 150 kVA. Sono stati sviluppati modelli del dispositivo, in tutte le configurazioni ipotizzate, e le diverse funzionalità di compensazione e limitazione di corrente sono state verificate mediante simulazioni digitali.

La fattibilità del controllo della macchina e la possibilità di implementarlo su una scheda digitale “general purpose” ed a basso costo è stata verificata realizzando uno dei controlli non lineari ipotizzati su un microprocessore reale, il cui funzionamento è stato verificato mediante simulazioni in tempo reale Control Hardware In the Loop. I risultati delle simulazioni in tempo reale hanno mostrato comportamenti analoghi a quello delle simulazioni puramente digitali, da una parte validando i modelli di simulazione e dall’altra confermando la fattibilità del controllo del dispositivo di compensazione.