Effetti della GD sulla rete

Versione stampabileInvia a un amico
GD
di Dario Rossi

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 Uniti è in vigore lo standard IEEE 1547 del Luglio 2003, 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 e i problemi di selettività delle protezioni.

Dalla definizione della GD deriva che le reti di distribuzione che in prevalenza sono chiamate ad accogliere la grande maggioranza di impianti di generazione distribuita sono le reti di media e bassa tensione, pertanto l’impatto maggiore si ottiene proprio su tali reti.

La rete elettrica di distribuzione attuale è stata progettata e gestita secondo il concetto di rete passiva e per un esercizio radiale caratteristiche che risultano essere, da un punto di vista tecnico, barriere alla penetrazione della DG. Le protezioni, gli automatismi e i sistemi di controllo e regolazione, sono le parti della rete che risentono dell’introduzione di GD, per cui per connettere un nuovo impianto di generazione distribuita è necessario prendere in considerazione una serie di  aspetti tecnici definiti dalla delibera AEEG 160/06 e sintetizzati come segue:

  • gestione dei transitori derivanti da fenomeni di avviamento, sincronizzazione e messa in parallelo degli impianti di produzione: manovre di attacco/distacco degli impianti di generazione distribuita, soprattutto in caso di generatore di tipo asincrono, comportano variazioni di tensione nelle reti di distribuzione che determinano buchi di tensione per un tempo dipendente da quello necessario all’attivazione della procedura di regolazione automatica della tensione che riporta tali valorinel range di corretto funzionamento. Per evitare tali problemi è necessario effettuare le manovre di distacco e risincronizzazione dei generatori secondo apposite procedure definite dalla norma. La procedura di inserzione e distacco dei generatori con interfaccia statica non presenta invece alcuna componente critica in quanto le caratteristiche dei convertitori statici consentono di effettuare tali manovre con passaggi graduali dalla condizione di carico a quella di vuoto.

  • Profili di tensione e regolazione della tensione in rete. 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. Con l’attuale configurazione di rete passiva la logica di regolazione di tensione, in assenza di impianti di generazione connessi alla rete stessa, prevede la necessità di adottare un valore di tensione relativamente elevato in prossimità della cabina primaria in modo tale che, prevedendo le relative perdite di tensione lungo la rete stessa, anche gli utenti lontani dalla cabina primaria sono serviti da un livello di tensione nei limiti di qualità del servizio fornito. La presenza di impianti di generazione distribuita collegati alla rete di distribuzione modifica i profili di tensione comportandone un aumento nel punto di connessione dell’impianto alla rete di distribuzione in misura proporzionale alla potenza erogata ed in generale una variazione del profilo di tensione lungo l’intero feeder in alcuni casi anche al di sopra dei livelli tollerabili.
    Tuttavia l’erogazione del produttore non può essere sempre garantita per cui oltre a innalzamenti di tensione si possono verificare anche cadute di tensione; le variazioni di tensione ammesse lungo una linea di distribuzione sono fissate nell’ordine di 4-6% del valore della tensione nominale. 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. Per la connessione di un impianto di generazione sia alla rete di media che bassa tensione è necessario agire sui fattori di taglia, potenza e posizione del generatore lungo la linea nonché predisporre opportuni generatori che permettono il controllo e regolazione della potenza stessa.

  • variazioni dei livelli di correnti di corto circuito e connessa sollecitazione termica/dinamica delle linee elettriche e dei componenti: la presenza di impianti collegati alla rete, nei peggiori dei casi anche senza l’interposizione di convertitori statici, può determinare un incremento delle correnti di cortocircuito all’interno della rete cosicchè i dispositivi di protezione tendono ad interrompere il normale esercizio creando, senza un vero e proprio guasto, un disservizio della rete e riducendo la qualità dello stesso. 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. Il problema dell’incremento delle correnti di corto circuito nasce quando tale valore supera il potere di interruzione dei dispositivi installati posti a protezione della rete. Oltre al problema stesso delle correnti di cortocircuito queste variazioni determinano sollecitazioni sia termiche che dinamiche dei componenti dell’impianto  di GD soggetto a corrente di cortocircuito che,se consistenti, possono comportare il danneggiamento degli stessi. Per tale motivo l’installazione di un nuovo impianto di generazione deve essere preceduto da un’attenta verifica degli incrementi delle correnti di corto circuito della totalità degli impianti di generazione dislocati in una determinata zonache, attualmente, devono mantenersi al di sotto di 12,5 kA, valore del potere d’interruzione degli interruttori posti a protezione delle reti di MT nel cui dimensionamento non sono stati previsti impianti di GD. Inoltre per tener in considerazione anche il problema delle variazioni sia termiche che dinamiche è necessario in base al tipo di conduttore e alla durata della corrente di cortocircuito rispettare i limiti massimi di sovracorrente che il conduttore può tollerare senza subire danneggiamenti. Con la maggiore diffusione della generazione distribuita, in un futuro prossimo, si renderà necessario rinforzare la rete di distribuzione in quanto soggetta a flussi di potenza non trascurabili.

  • attuazione di procedura di ricerca dei tronchi guasti: qualora sulla rete elettrica vi è un guasto una serie di procedure automatiche vengono messe in atto per individuare ed isolare il tronco guasto. L’individuazione del tronco su cui avviene il guasto si basa sulla presenza o assenza di tensione lungo la linea su cui si verifica il guasto. La presenza di impianti di generazione distribuita non comportano alterazioni a tale procedura se nel momento in cui si verifica il guasto l’impianto si distacca automaticamente dalla rete elettrica pubblica, con tempi inferiori a quelli previsti per la prima chiusura detta “rapida” (300 secondi circa),in modo da evitare il fallimento della procedura ed eventuali danni ai generatori causati dalla richiusura rapida dell’interruttore di linea. Se la generazione distribuita rimanesse in servizio in assenza della rete si potrebbero avere comportamenti anomali del sistema, in quanto sarebbe la stessa generazione distribuita ad “alimentare” il guasto, mantenendo in tensione anche tratti di linea, in relazione all’impedenza di corto circuito.

  • corretto funzionamento dei sistemi di protezione: con la presenza di impianti attivi un ulteriore problema per la rete di distribuzione, sia media che bassa tensione,può essere la perdita di selettività da parte delle protezioni di testata alle linee con l’intempestivo scattodell’interruttore delle stesse. Questo può accadere quandoin presenza di un guasto su un feeder, se il ritardo della protezione di massima corrente posta nel ramo guasto è elevato, l’impianto di GD presente su un feeder sano alimenta il guastoper un valore di corrente superiore alla soglia di intervento delle protezioni di massima corrente per cui si può avere l’apertura delle protezioni anche nel feeder su cui è installata l’impianto di GD nonostante questo non sia soggetto a guasto e creando così un fuori servizio indesiderato di una sezione di linea sana.

     

    Per tale motivo l’impianto di GD deve disconnettersi prima della richiusura rapida per evitare il fallimento della procedura, eventuali danni ai generatori ancora installati ed inoltre si dovrà calcolare il contributo alla corrente di corto circuito degli elementi attivi presenti in rete (ovvero i motori asincroni, le macchine sincrone e i convertitori) nel feeder. La somma di queste componenti dovrà essere inferiore alla soglia di intervento della protezione di massima corrente. 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. 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.

  • funzionamento in isola indesiderata di porzioni di rete. Il funzionamento in isola indesiderata si verifica quando, durante un guasto, una porzione del sistema di distribuzione rimane in tensione ad opera dei generatori locali anche se il tratto interessato non viene alimentato dal gestore. Tale sistema è da evitare in quanto determina una serie di problematiche tra cui le principali sono le seguenti:
    - la sicurezza per il personale addetto alla ricerca del guasto che possono rischiare di trovare porzioni della rete ancora energizzate anche se sconnesse dal sistema stesso;
    - il logoramento precoce di alcuni componenti elettrici degli impianti delle utenze che continuano a funzionare con valori di tensione molto bassi e di granlunga distanti da quelli nominali;
    - difficoltà di rimettere in servizio la porzione di rete ha provocato l’isola indesiderata. Per tali motivi è necessario predisporre dei dispositivi di comunicazione e telecontrollo tra i generatori in modo tale da evitare l’alimentazione della rete, da parte degli impianti di GD, quando la linea non è alimentata dalla rete pubblica o si verificano delle piccole variazioni dei parametri elettrici nel punto di connessione dell’impianto alla rete. Le norme, tra cui l’italiana CEI 11-20, prevedono il distacco automatico del generatore in caso di guasto nella rete.

Le attuali reti elettriche quindi non creano altro che un impedimento alla diffusione sempre più spinta della generazione distribuita. Con l’attuale evoluzione delle tecnologie di generazione distribuita emergono due esigenze prioritarie:

- come favorire le generazione di energia elettrica da fonte rinnovabile tipicamente caratterizzata da discontinuità produttiva, piccole taglie e dislocazione sull’intero territorio;

- come far partecipare anche impianti di piccole dimensioni al bilancio tra domanda ed offerta di energia.

Sulla base di queste priorità,  numerosi studi e ricerche restano fermi su un’unica procedura, ovvero una serie di trasformazioni della vecchia rete elettrica verso una rete intelligente.

Le reti intelligenti, infatti, sono un sistema di trasporto di energia che permette di distribuire la stessa senza creare deficit o surplus andando a compensarele aree con minore quantità di energia trasportandola da punti in cui si ha un eccesso di produzione rispetto ai reali consumi. Ciò si ottiene attraverso dei sensori e chip disseminati nel sistema in modo tale da disporre in ogni momento dei dati sui quantitativi di energia utilizzata/ prodotta in ogni punto della rete e, secondo le esigenze,  di orientare i flussi di energia.

L’utilizzo delle smartgrid consente quindi di utilizzare l’energia in maniera più dinamica e flessibile tenendo conto anche dell’apporto delle fonti rinnovabili.

 

Commenti

Sample

At the first sight, you Fake oakleys will certainly feel this are too exaggerate.But, in the eyes of fashion people, it's an eye-catching things.Especial this year, it's popular with the double bridge of the nose and the style of the hollow frame.On the one hand, it's the brand-new try of developers, consisting of international big brand sunglasses.And in the Japan, it had actually been in hot sale of these hollow oakley uk layout and also slim frame.The super copy Oakley sunglasses which had actually make me frightened.These round box sunglasses are regarded as the timeless reason of retro style.But there are various factions in the circle, and also almost everywhere penetrate the "round box frame" fashion.You have to see this big as well as replica round Oakley sunglasses at http://www.cheapoksunglassesuk.co.uk in Hollywood street.Furthermore, there is also the little round frame sunglasses in Tai Wan and Japanese.

sitak

I will always remember how you helped me to get this wonderful opportunity اخذ جواز ساخت.