La condizione ottima che si deve perseguire nel collegamento di un impianto di produzione alla rete pubblica è di consentire il transito dell’energia, sia attiva che reattiva, e di poter interrompere il collegamento qualora insorgano condizioni di funzionamento anomale tanto nella rete pubblica quanto nella rete del produttore. In Italia il collegamento tra generatori distribuiti e sistema di distribuzione è regolato dalla norma CEI 11-20, mentre negli Stati
24 Uniti è in vigore lo standard IEEE 1547 del Luglio 2003 [14], che indica nuove linee guida per l’ottimizzazione dell’interconnessione tra GD e rete.
Gli aspetti tecnici da valutare in fase di connessione di un’unità GD alla rete di distribuzione sono: la regolazione della tensione, le correnti di corto circuito, la power quality e i problemi di selettività delle protezioni.
Regolazione della tensione
Il numero di unità GD collegabili alla rete può essere limitato a causa delle problematiche relative alla regolazione della tensione. I generatori distribuiti possono falsare tale regolazione, inserendo potenze in rete che ingannano i sistemi di taratura e aumentando la banda di incertezza della tensione. In generale, la presenza di un generatore su una linea di distribuzione determina nel punto di connessione un aumento della tensione proporzionale alla potenza erogata dal generatore stesso, quindi si può pensare di aumentare la capacità di trasmissione in queste reti aggiungendo componenti per la regolazione della tensione installati in siti sparsi. Tuttavia, dal momento che l’erogazione del produttore non può essere sempre garantita, il distributore è costretto a limitare il campo di regolazione della tensione di una quota che viene vincolata dal produttore. Il limite massimo di variazione permanente della tensione che il produttore può determinare è fissato pari al 4%.
La norma CEI 11-20 prevede che il distributore possa concordare un piano di scambio di potenza reattiva compatibile con le caratteristiche dei generatori presenti nell’impianto: è consentita quindi la possibilità di accordi di cessione di tale energia tra il gestore della rete e il produttore qualora questi abbia un gruppo di generazione con caratteristiche tecniche idonee.
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Correnti di corto circuito
Il livello della corrente di corto-circuito sulla linee non deve incrementare in modo significativo, e comunque rimanere contenuto normalmente entro il valore di 12,5 kA. La GD allacciata mediante interfaccia di tipo sincrono o asincrono, senza l’interposizione di convertitori statici, contribuisce ad incrementare le correnti di guasto: occorre pertanto verificare che il contributo alla totale corrente di corto-circuito fornito dai gruppi di Generazione Distribuita preservi la capacità di interruzione degli interruttori nonché la selettività delle protezioni.
Se l’inserimento di un impianto di generazione determina un incremento della corrente di corto circuito sulla relativa rete MT tale da non preservare il potere di interruzione degli interruttori, si rende anche necessaria una stima tecnico-economica che valuti l’entità dei costi relativi e dunque la convenienza dell’inserimento in rete dell’impianto stesso.
Power Quality
Per quanto riguarda l’affidabilità della rete, il fatto di interfacciare un sistema di Generazione Distribuita alla rete pubblica può indurre a problematiche di sicurezza e affidabilità della connessione, anche senza che insorgano necessariamente problemi sul normale funzionamento della rete stessa.
Se il funzionamento in isola è ammesso, la GD può sopperire all’alimentazione dei carichi durante le interruzioni del servizio pubblico a monte e ridurre così il numero e la durata delle interruzioni per gli utenti più sensibili. Tuttavia l’isola è indesiderabile in molti casi per problemi di sicurezza e di qualità del servizio. Per prevenire tale situazione le norme, tra cui l’italiana CEI 11-20, prevedono il distacco automatico del generatore in caso di guasto nella rete.
26 Per quanto riguarda la qualità della tensione occorre prestare particolare attenzione alle seguenti problematiche:
¾ Armoniche: il tipo è la gravità dei disturbi armonici immessi in rete dipendono dalla tecnologia di conversione dell’energia e dalla configurazione dell’interconnessione. I limiti di distorsione armonica che i generatori allacciati alla rete devono rispettare sono stabiliti dallo standard IEEE 519;
¾ Flicker: rapide variazioni di tensione nella linea di alimentazione, conseguenti all’avvio della macchina o alle continue fluttuazioni di potenza erogata. Tale problema è presente in generatori eolici e fotovoltaici, dove la potenza oscilla seguendo i rapidi mutamenti di vento e sole. In molti casi il problema può essere risolto con un aggiustamento dei sistemi di controllo, ma talvolta è necessaria un’analisi approfondita delle interazioni tra generatori e la rete.
Selettività delle protezioni
La selettività delle protezioni nelle reti MT è ottenuta regolando i tempi di intervento delle protezioni indipendenti per la massima corrente: in caso di guasto su un ramo della rete, viene isolato il ramo in questione mentre il resto del sistema continua ad operare normalmente. In presenza di unità GD, se il ritardo della protezione di massima corrente posta nel ramo guasto è elevata, la corrente fornita dalla generazione locale potrebbe far scattare anche le protezioni del ramo in cui si trova l’unità GD, creando così un fuori servizio indesiderato di una sezione di linea sana (Fig. 1.5).
Occorre dunque rivedere i tempi di ritardo delle protezioni, con l’inconveniente che potrebbero non essere rispettati i tempi minimi di intervento per la sicurezza di impianto e delle persone.
27 Una soluzione potrebbe essere la sostituzione di tutte le protezioni con interruttori e relè di tipo direzionale, che riconoscano il contributo dato dai generatori locali: tale scelta sarebbe però antieconomica e non del tutto sicura.
Guasto AT/MT GD Icc
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