Gli attuali sistemi di distribuzione in bassa tensione utilizzano la corrente alternata, ma la generazione distribuita da fonti rinnovabili e/o fossili e i sistemi di accumulo, così come molteplici tipologie di carichi, funzionano di fatto in continua e devono subire una conversione per la connessione in rete. In questo contesto, si ritiene che l’adozione di reti di distribuzione in corrente continua in alternativa o in complementarità a reti in corrente alternata possa essere vantaggioso consentendo una riduzione dei convertitori d’interfacciamento tra generatori, elementi di accumulo, carichi e rete, migliorando l’efficienza energetica e semplificando il controllo del sistema.

L’attività descritta nel documento si propone di studiare delle strutture di rete in corrente continua che comprendano impianti a fonte rinnovabile, sistemi di accumulo e convertitori d’interfaccia con le reti in alternata. Si creano così delle reti “miste” continua/alternata che necessitano di adeguate funzioni di controllo e protezione.

L’obiettivo dell’attività di ricerca svolta è stato quello di studiare, sviluppare e sperimentare il controllo di una microrete in corrente continua estesa, in presenza di più nodi di rete, con un unico punto d’interfacciamento con la rete in alternata, con lo scopo di garantire la qualità e la continuità del servizio e gestire lo scambio di potenza attiva con la rete in alternata. Per poter svolgere questa attività, la rete in corrente continua di RSE è stata inizialmente sviluppata mettendo a disposizione un’infrastruttura di dimensioni non trascurabili (150 m tra i due nodi della rete) ed estendibile con nuovi componenti e risorse nel prossimo futuro. Sono stati inoltre inseriti nuovi dispositivi per la comunicazione dati su Ethernet. Questa modifica permette di sviluppare nuove strategie di controllo per la gestione coordinata dei diversi componenti della microrete per soddisfare vincoli tecnici ed economici e gestire la potenza attiva e reattiva scambiata tra le due reti.

A tale scopo la tecnica di controllo inizialmente prevista per la rete in corrente continua è stata modificata in modo tale da poter garantire una gestione intelligente delle diverse risorse secondo uno schema di controllo gerarchico su tre livelli, dove il livello 1 definisce le regolazioni di ciascun componente, il livello 2 ripristina le tensioni nei diversi nodi e le potenze dei diversi dispositivi e il livello 3 permette la gestione coordinata dei diversi componenti della microrete per soddisfare vincoli tecnici ed economici. Nell’attività descritta, sono stati studiati ed analizzati in ambiente di simulazione il primo e secondo livello di controllo, basati su un’evoluzione del droop control, che sono stati quindi sperimentati presso la rete in corrente continua. Sono evidenti i vantaggi offerti da questa nuova strategia di controllo che permette inoltre lo sviluppo del controllo di reti miste con obiettivi tecnici ed economici di più ampio spettro.