Compensazione degli squilibri di tensione in reti BT con utenze attive monofase Fabio Monachesi
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Conclusioni
L’analisi condotta mediante opportuna modellazione ha confermato le problematiche di Power Quality dovute all’inserimento di generazione distribuita monofase nelle reti di bassa tensione.
Nel dettaglio, l’interesse del distributore per gli squilibri e il modulo della tensione ha trovato un riscontro chiaro nello scenario senza alcun dispositivo compensatore. Gli squilibri assumono valori fuori dalle soglie normative, rischiando di alterare il funzionamento dei carichi, quali motori, convertitori statici, apparecchiature elettroniche oltre che coinvolgere la rete MT, quindi un maggior numero di utenti, aumentare le perdite in rete e ridurne la capability.
L’ampiezza della tensione di alimentazione, inoltre, è sostenuta, rischiando anche critiche sovratensioni, in una linea rurale dalla presenza di generazione, pur rimanendo una situazione di qualità compromessa per le fasi cariche con il rischio di distacco di eventuale produzione. E’
evidente che il distributore per far fronte a tale situazione debba mettere in piedi delle soluzioni opportune.
La scelta ipotizzata, ritenendola oltre che innovativa anche sostanzialmente competitiva nel confronto con eventuali modifiche strutturali della rete, è ricaduta su dispositivi Custom Power, Shunt APF - UPQC. Si tratta di tecnologie presenti nella letteratura scientifica adottate per una serie di scopi che raramente focalizzano l’attenzione sugli squilibri. Shunt APF consente un’installazione unicamente derivata, con maggiore affidabilità per la linea e flessibilità nella sua collocazione. Questo dà buoni risultati, come si evince dalla simulazione in Matlab - Simulink ®, per la riduzione delle dissimmetrie causate dalla configurazione di carico a valle.
UPQC è la soluzione più completa, allo stato della ricerca di settore, avendo il vantaggio, grazie
al ricircolo possibile con i due filtri, di poter agire contemporaneamente sulla potenza attiva per
le tre fasi, a differenza degli Shunt o Serie APF descritti rapidamente, e quindi poter regolare
efficacemente anche il modulo della tensione oltre ad agire sugli squilibri, sia a valle sia a
monte. Può garantire, peraltro, una serie di funzioni modulari che si possono implementare a
seconda delle esigenze. Si ricorda, infatti, che ci si è interessati agli aspetti di regolazione del
modulo e di compensazione degli squilibri, tuttavia UPQC può fare compensazione armonica, di
reattivo, risolvere il problema di buchi di tensione, di flicker e, se completato con sorgenti di
produzione attiva, come accumuli o eventuali pannelli fotovoltaici connessi al DC Link, svolgere
funzione di copertura delle interruzioni e peak shaving.
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I dispositivi si prestano a una serie di interrogativi per la recente introduzione nel panorama
della distribuzione. Nel dettaglio, il loro posizionamento è stato preso in esame. Dai risultati
post simulazione, si nota, come riportato nella Tab. 8, come l’applicazione lungo la linea abbia,
in generale, una serie di vantaggi, superiori a un’eventuale applicazione al PAC. Si evidenzia
come, pur trattandosi di un caso studio, questo può essere indicativo di situazioni presenti nella
rete di distribuzione. L’interesse normativo per tali criticità di qualità è espresso dalle
campagne di monitoraggio in corso per definire limiti precisi, pertanto le considerazioni sono
basate sui valori suggeriti dalla CEI EN 50160.
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PRO CONTRO
Senza CUSPO
- Il modulo della
tensione è nella norma per la fase con molto carico attivo.
- Gli squilibri di tensione sono eccessivi, sia ad inizio linea, quindi trasmessi alla rete MT, sia lungo la stessa.
- Il modulo della
tensione è ridotto per le fasi passivamente cariche.
Con Shunt APF al PAC
- Miglioramento sensibile dello squilibrio al PAC, con meno problemi per la rete MT e alle altre linee connesse al medesimo PAC.
- Squilibri elevati lungo la linea.
- Nessuna azione sul modulo della tensione.
Con Shunt APF a metà linea
- Gli squilibri sono abbastanza ridotti al PAC e lungo la linea.
- Gli squilibri non rientrano in valori accettabili nella parte terminale della linea.
- Nessuna azione sul modulo della tensione.
Con UPQC al PAC
- Miglioramento sensibile dello squilibrio al PAC, con meno problemi per la rete MT e alle altre linee connesse al medesimo PAC.
- Rimangono squilibri significativi lungo la linea.
- Aumento solo ridotto del modulo della tensione.
Con UPQC a metà linea
- Gli squilibri sono nella norma sia al PAC che lungo la linea, evitando i problemi da essi derivanti.
- Il modulo della tensione si mantiene elevato anche a fine linea, nel rispetto delle norme ed evitando episodi di
disconnessione di generazione distribuita BT.
- Modifica della
tendenza delle tensioni per le tre fasi, con riduzione, in
particolare, sulla fase con carico attivo
109.
Tab. 8: confronto dei risultati tecnici
109 Tale aspetto si può modificare impostando nuovi setpoint nella regolazione (sequenza d).
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