Smart grid 4 novembre

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    20-Jan-2015

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<ul><li> 1. Criticit funzionali per generatori sincroni connessi al sistema di distribuzione in media tensione Micaela Caserza Magro Paolo Pinceti Maurizio Vanti Mailab DINAEL Universit degli studi di GenovaForum Telecontrollo Reti Acqua Gas ed Elettriche Torino, 3-4 novembre 2011</li></ul> <p> 2. Introduzione Serie di guasti su un sistema di generazione Ricerca delle cause Simulazione di sistemi elettrici a generazione distribuita Analisi dei guasti Analisi degli effetti dei guasti sui generatori rotanti Analisi dellefficacia dei sistemi di protezione esistenti Verifica dellesistenza di soluzioni alternativa 3. Smart grid, un futuro idilliaco?Smart gridGenerazione distribuitaFonti rinnovabili Attenzione alle facili illusioni!!!!!!!! 4. I problemi delle smart grid Sistema di distribuzione MT e BT attivo Aleatoriet dellassetto della rete Generatori di piccola taglia Sistema di protezioni complesso Numero dei guasti elevato Instabilit del sistema Perturbazioni significative in caso di guasti 5. Reti MT estese con generazione Ridotta potenza di cortocircuito Eolico Linee lunghe Fotovoltaico Carichi ridotti Biomasse Massima frequenza di guasto Elevata probabilit di guasti con limitate correnti di corto circuito Buchi di tensione in sottostazione Valori di tensione tali da non far intervenire le protezioni del generatore Perturbazioni propagate al generatore 6. Buco di tensione Guasto fase - fase 4 x 103000 5 4 torque current 42000 3Test A/C/E 1km Test B/D/F 1km voltage31000 2 2Torque [p.u.]Current [A]Voltage [V]0110-10000-1-2000-1-2 Perturbazione della-3000-2 -39.95 10 10 10.1 10.05 10.2 10.1 10.3 10.15 10.410.2 10.5 10.25 10.6 10.3 10.7 10.3510.8 10.410.9 coppia elettromagnetica del9.9510 10.0510.110.15 10.210.2510.3 10.35 10.4Time [S][S]TimeTime [S] generatore Corrente di macchina Tensione SSE 20 kV 7. Esempio di connessione MT Step-upSSE MTtorque currentTest B/D/F 1km Test A/C/E 1kmvoltage Rete AT Possibili guasti Grandezze di interesse Generatore ed ausiliari 8. 4Oscillazione di coppia 1 2F 20kV 3F 20kV 1F terra 150kV 3 2F 150kV 2F terra 150kV 3F 150kV 3F terra 150kVCoppia elettromeccanica [p.u.] 2 1 0 -1 -21010.05 10.1 10.15Tempo [s]In relazione a diversi tipi di guasto sulla rete AT ed MT 9. Oscillazione di coppia 24 Guasto bifase su rete MT picco positivo Guasto bifase su rete MT picco negativo Guasto trifase su rete MT picco positvoPicco massimo di coppia e.m. durante il corto circuito [p.u.]3Guasto trifase su rete MT picco negativo210-1-2-302 4 6 8 101214 161820 Posizione del guasto sulla rete MT [km]In relazione alla posizione ed alla tipologia di guasto MT 10. Registrazione evento distruttivoRottura del giuntoGuasto fase-fase Guasto verso terra 11. Protezioni tradizionali Massima intensit delloscillazione gi nel primo ciclo &lt; 20 ms E necessario intervenire nellarco di qualche msRisposta del Comunicazione (IEC 61850)Apertura interruttorerel&gt;40 ms 100 ms5070 ms Le protezioni attualmente in uso non garantiscono tempi diintervento adeguati a questo tipo di eventi!!!! 12. Soluzioni innovative - SCB Static Circuit Breakers interruttore costituito da dispositivi a semiconduttore (IGBT,GTO) Segnale di trip generato dal sistema di controllo Tempi di intervento pari a 12 ms SCB RETE RETE SENSIBILEE necessario sviluppare nuove tecnologie del architetture di in quanto laPossibilit di sottodimensionare tutte le parti e/o sistema protettoprotezione ingrado di di corto circuito con dispositivi ad un valoreintervenire basso rispetto aicorrente sostituire i rel viene limitata in grado di molto pi pi rapidamentesistemi tradizionali (effetto perde completamente il vantaggio delluso degli SCB(qualche ms), altrimenti si di limitazione) 13. Soluzioni innovative - DVR Dynamic Voltage Restorers costituito da sistema di accumulo, inverter e sistema di controllo collegato in serie alla linea che alimenta il sistema da proteggere genera una forma donda complementare tra quella della rete e quella desiderata RETE RETE SENSIBILE4 x 104SORGENTE3 INVERTER 2 DC 1 Tensione [V]0-1-2 Controllo-3-415.48 15.49 15.5 15.51 15.52 15.53 15.54 15.55 Tempo [s] 14. Irrobustimento dellinfrastruttura Funi di guardia sulla rete di distribuzione MT 15. ConclusioneGenerazione distribuitaAffidabilit e disponibilit Protezioni tradizionali ridotta degli impianti di generazioneCondizioni di rete particolariIrrobustimento dellinfrastruttura Sviluppo di nuove strategie di protezione Sviluppo di nuovi dispositivi di protezione Integrazione dei sistemi (comunicazione) </p>