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1. terra 62 f Manutenzione Gli interventi di manutenzione degli impianti funzionali all esercizio della rete di distribuzione al fine di evitare disservizi non controllati deve essere concordato e approvato dal distributore L utente deve comunicare tempestivamente ogni richiesta di variazione rispetto a quanto concordato al momento della connessione g Servizi ausiliari L utente deve fornire un alimentazione trifase BT con neutro in un locale di competenza del distributore con potenza adeguata ad alimentare i sistemi ausiliari del distributore L indisponibilit dell alimentazione dei servizi ausiliari per le connessioni in entra esce deve essere limitata a due ore E facolt del gestore richiedere un alimentazione di emergenza 4 2 3 L area per l impianto di rete presso l utente L utente deve fornire al distributore un area attrezzata con un fabbricato avente l accesso diretto dalla strada pubblica L area deve essere illuminata esternamente con accensione per mezzo di un dispositivo crepuscolare Le prescrizioni per la realizzazione dell area e l approvazione del progetto vengono date dal distributore dopo un attento esame tecnico I requisiti fondamentali sono e Separazione dell impianto di utente da quello del distributore con una recinzione di almeno due metri eseguita con materiali che garantiscano visibilit reciproca tra gli impianti e Pavimentazione e opere civili idonee all istall
2. 54 52 50 valore nominale 48 del carico P a b f Hz 52 50 48 46 Figura 3 8 a caratteristica f P di un carico b variazione di carico senza regolazione della frequenza La variazione della frequenza pu essere lenta o rapida La variazione rapida di solito dovuta ai guasti che potrebbero provocare la perdita di passo del generatore la regolazione di frequenza ha bisogno di tempo perci non interviene in questo caso Cn P Figura 3 9 caratteristica f P semplificata di un carico Nella variazione lenta della potenza invece ci sar l intervento del regolatore di frequenza Considerando che l ampiezza della tensione fosse costante riportiamo la caratteristica di potenza e frequenza di un carico generico con una sbarra alla quale sono connessi vari generatori e varie utenze Ipotizzando che il sistema sia privo di regolatore di frequenza se per esempio si aumenta la frequenza si aumenta la velocit della macchina e di conseguenza viene aumentato la potenza attiva come si vede nella figura 9 Tale sistema autoregolante ma con variazione di frequenza generalmente elevata Kc della figura ha la 49 dimensione di un energia e viene chiamato energia regolante del carico Kc AP Af che definisce la caratteristica potenza frequenza del carico 3 2 2 regolazione primaria Il regolatore primario di frequenza che viene utilizzato per un generatore che non in comunicazione con altri regolatori e
3. All utente deve essere assicurato un preavviso di almeno sei mesi per adeguare gli impianti 5 Punto di connessione con alimentazione di emergenza L utente deve prevedere interblocchi adeguati tra i dispositivi di manovra delle reti per evitare il funzionamento in parallelo nei punti di connessione con alimentazione di riserva di MT o BI In tal caso l utente deve installare due interblocchi meccanicamente ed elettricamente oppure un doppio blocco elettrico nel punto di confine tra l impianto con l alimentazione di riserva e il resto dell impianto RETE MT DEL DISTRIBUTORE APPARECCHIATURE iii DI CONSEGNA RETE DELL UTENTE E MISURA DG DISPOSITIVO GENERALE MTIBT 2 3 INTERBLOCCO ELETTRICO DI TIPO RIDONDANTE DDI _ _ DISPOSITIVO i DI INTERFACCIA DISPOSITIVO DEL GENERATORE m UTENZE PRIVILEGIATE SISTEMA DI PRODUZIONE Figura 4 9 schema di collegamento e protezione del sistema in isola con interblocchi Nel caso in cui l utente utilizzi i gruppi statici di potenza complessiva trifase maggiore a 30 kW per non interrompere il servizio si deve evitare l erogazione di potenza da parte dei dispositivi verso la rete anche in transitorio In tal caso per evitare il funzionamento 74 del gruppo statico di continuit come utente attivo si deve prevedere un dispositivo che interrompe il passaggio di potenza verso la rete entro 15 s 6 Funzionamento in parallelo di breve durata
4. Figura 4 4 schemi di inserimento dell impianto di utente Inserimento in entra esce su una linea esistente schema A Inserimento in antenna dalla stazione AT MT schema B Inserimento in antenna dalla cabina MT BT schema B2 Inserimento in antenna con una cabina aggiunta schema C Inserimento in derivazione rigida a T su una linea esistente schema D 67 68 B Schema dell impianto per la connessione Indipendentemente dalla connessione prescelta si ha sempre lo schema di figura 4 5 per l impianto di rete presso l utente Come si vede nella figura 4 5 per la cabina del distributore presso l utente per la connessione dell utente La collocazione dei dispositivi di misura riferita al caso di utente passivo nel caso utenti attivi i dispositivi di misura vedono essere montati a valle del dispositivo generale in modo tale da essere protetti contro le correnti di guasti della rete vedi figura 4 6 pica f crencnnnpannssssn r q p d 7 f PE H i poneeasona 7 i pp Cavo di collegamento allestito dall Utente Figura 4 6 schema di collegamento fra la cabina del distributore presso l utente e l impianto di immissione C Apparecchiatura di messa a terra della connessione Nella realizzazione delle connessioni presentati dalle figura 4 5 e 4 6 e la manovra di esercizio o manutenzione si riferisce all arte 11 della Norma CEI 11 27 Si pu effettuare la messa a te
5. Potenza media richiesta MW Figura 1 4 Richieste mensili di connessione di impianti di generazione alla rete MT e valori medi di potenza richiesta per singola connessione 12 1 1 Problemi legati all allacciamento degli impianti di generazione distribuita Il rapido incremento della GD che comprende per ragioni funzionali ed economiche gli impianti di cogenerazione e fonti rinnovabili limita la potenza delle centrali tradizionali esistenti e presenta una serie di problematiche e complessit crescenti che in particolare sono 1 Integrazione della GD con la rete di distribuzione esistente 2 Gestione delle GD da connettere alla rete di distribuzione 3 Controllo della power quality e gestione dei generatori e componenti presenti nel sistema di distribuzione in presenza della GD 4 Studio di sviluppo di nuovi assetti della rete di distribuzione in presenza della GD 5 Pianificazione delle reti con l ipotesi di nuovi impianti della GD 6 Problematiche legate alle normative nazionali ed eventualmente internazionali Pertanto a fronte di nuove richieste di energia e inevitabile diffusione della GD e la trasformazione della rete passiva della distribuzione in rete attiva si deve garantire la sicurezza e l affidabilit del sistema Di conseguenza sono state affrontate le varie problematiche per allacciamento della GD e Gestione delle GD da connettere alla rete di distribuzione La gestione della GD nel sistema
6. che funga da serbatoio a una quota altimetrica maggiore di quella in cui viene posta la centrale Dal bacino l acqua viene convogliata grazie alle opere di presa entro delle tubazioni che percorrono nel tratto pi breve possibile il dislivello tra il bacino e la centrale Tale dislivello viene detto salto geodetico Scendendo verso la centrale l acqua aumenta di pressione secondo la nota legge di Bernulli e viene 22 inviata alle turbine che trasformano l energia di pressione in energia cinetica Accoppiato alla turbina vi il generatore sincrono che permette di trasformare l energia meccanica in energia elettrica immessa successivamente in rete Le acque turbinate in uscita dalla centrale vengono infine restituite al corso d acqua dalle opere di restituzione diga turbina idraulica alternatore trasformatore canale di restituzione Figura 2 4 schema esemplificativo di un impianto idroelettrico a serbatoio Le turbine idrauliche sono costituite dal girante che rappresenta la parte mobile della turbina e dal distributore che ne costituisce la parte fissa Il distributore trasforma totalmente o parzialmente l energia sotto forma di pressione in energia cinetica dell acqua che collide contro le pale del girante mettendole in rotazione Se la trasformazione avviene interamente nel distributore la turbina si dice ad azione Le turbine ad azione sono le Pelton e le Turgo o turbine a flusso incrociato Ne
7. integrit dell apparecchiatura dell impianto Regolamento di esercizio Il distributore prevede un regolamento da seguire dall utente che contiene a Condizioni generali b Verifiche preliminari al collegamento e alla messa in servizio c Modalit di esecuzione e collegamento d Manutenzione e verifiche e Eventuale esercizio in transitorio f Sicurezza elettrica e riferimenti operativi Documentazione tecnico del punto di connessione dell utente L utente attivo deve fornire al distributore prima della connessione alla rete le seguenti documentazioni a Schema unifilare dell impianto e modalit di connessione b Schemi funzionali del sistema di protezione controllo e comando c Stato del segnale locale d Dichiarazione di conformit dell impianto e Attestazione dell adempimento degli obblighi informativi rilasciata dal TSO 110 Capitolo 5 Nuove regole di connessione degli utenti alla rete BT In questo capitolo sono state analizzate le nuove regole di connessione gi introdotte nell ultima versione della Norma CEI 0 21 5 1 Caratteristiche strutturali delle reti di distribuzione Livelli di tensione La tensione monofase nominale nella rete BT di 230 V e quella trifase di 300 V a frequenza nominale pari a 50 Hz ma in alcune porzioni della rete si ha ancora una tensione nominale differente Nel seguito si fa riferimento al livello di tensione 230 400 V Le variazioni dell ampie
8. negativa Vale a dire che il compensatore sincrono sopraeccitato eroga una potenza reattiva capacitiva e viceversa quando sottoeccitato eroga una potenza reattiva induttiva xad i sis fameen Figura 3 5 caratteristiche e q del carico 46 Ipotizzando che l impedenza a vuoto delle tre avvolgimenti sia infinita e considerando il p p 8 modello monofase del trasformatore alla sequenza diretta con N N2 gt N 3 Se si prende in considerazione un trasformatore a tre avvolgimenti a stella come si vede nella figura seguente Z2 avr valori molto bassi e in questo casa si avr un flusso di potenza reattiva di compensazione verso la rete 2 Cq 220kV 130kV Figura 3 6 schema esemplificativa del trasformatore a tre avvolgimenti Il secondo metodo utilizzato per la compensazione della potenza reattiva consiste nell inserzione dei banchi di condensatori in parallelo alla rete L inserzione e disinserzione dei condensatori non privo di problemi Tuttavia essi hanno una potenza reattiva di compensazione limitata inoltre l inserzione dei condensatori porta a una sovratensione e una variazione della pulsazione e di conseguenza un assorbimento della corrente di transitorio con valori elevati Si avrebbe le sovracorrenti transitorie maggiori e ulteriori variazioni della pulsazione se si volesse inserire un secondo condensatore sulla stessa rete in un secondo tempo La potenza di un condensatore proporziona
9. una cella fotovoltaica pu essere rappresentata da un circuito equivalente con una resistenza in serie e una conduttanza di dispersione e con la corrente che pari a I I Ia Ii a Figura 2 17 a circuito equivalente di cella fotovoltaica b caratteristica V I di un modulo fotovoltaico La figura b mostra la caratteristica di corrente tensione di una cella fotovoltaica in cui Isc la corrente generata nel cortocircuito mentre Vo la tensione a circuito aperto La potenza si aumenta all aumentare della tensione fino alla potenza massima Pm Oltre ai parametri importanti definiti nella curva del grafico 2 18 c un altro parametro che definisce la forma 37 della curva indicando la qualit globale della cella fotovoltaica Tale parametro si chiama Fill Factor o fattore di riempimento FF con valori tipici compresi tra 0 7 e 0 85 il fattore di riempimento il rapporto tra il prodotto di Voc Isc e la Um Im 3 5 1000 W m 900 W m 800 W m 700 W m 600 W m 25 500 W m Corrente A 0 5 0 Figura 2 18 caratteristica V I di cella fotovoltaica in funzione dell irraggiamento Nel progetto bisogna considerare l influenza dell irraggiamento solare e della temperatura sulla caratteristica V I come si vede nel grafico Is aumenta all aumentare l
10. 3 4 82 generatori con P gt 100 kW per il parallelo del generatore con un motore primo la velocit di rotazione deve essere uguale alla velocit di sincronismo con una tolleranza di 2 Invece con un avviamento da rete la corrente di avviamento deve essere minore di due volte la corrente nominale del generatore Fra l avviamento di un generatore e l altro deve intercorrere almeno 30 s Generatore full converter eolico il parallelo di questi generatori deve essere effettuato con la tensione e frequenza stabili con potenza generata crescente progressivamente Doubly fed induction generator eolico avviamento e sincronizzazione di questi tipi di generatori si effettuano con il motore primo con la tensione dello statore sincronizzata con quella della rete con una differenza di ampiezza di 5 e quella di fase a 5 Il parallelo dei generatori statici uguale al caso precedente Funzionamento continuativo in parallelo alla rete Il campo di funzionamento degli impianti di protezione limitata da valori della tensione e frequenza nel punto di connessione che sono 90 Un lt Un lt 110 Un 49 9 Hz lt f lt 50 1 Hz Inoltre in condizioni particolari per periodi di durata limitata essi devono rimanere comuni con una variazione di potenza erogata nei intervalli di 1 85 Un lt Un lt 110 Un 47 5 Hz lt f lt 51 5 Hz Generatori asincroni e sincroni per questi generatori le prescrizioni relativi
11. 3 2 Regolazione della freguenzas uil iasa 47 3 2 1 Regolatore di Watt arcraGieiiaihale aliena iaia ahi 47 3 2 2 regolazione primaria ii aaa aio 49 3 2 3 Regolazione secondaria iua nare alia aaa nia 52 3 2 4 Variazione di frequenza potenza delle aree interconnesse 53 Cipolla dalle alli 56 4 1 Schemi di msemento ih ea 56 4 2 Regole tecniche di connessione per tutti gli utenti 58 4 2 1 Confini di propriet e dispositivi dell utente funzionali all attivit del distributore 58 4 2 2 L impianto di utente per la connessione iii 60 4 2 3 L area per l impianto di rete presso l utente ii 62 4 2 4 Regole tecniche di connessione per gli utenti paSSivi i 64 4 2 5 Regole tecniche di connessione per gli utenti attivi i 64 4 3 Regole di connessione alle reti MI lilla 66 4 3 1 Schema di connessione dell impianto di utente ii 70 4 3 2 Regole tecniche di connessione comuni a tutti gli utenti i 71 4 3 2 1 Impianto di terra presso l utente i 74 4 3 3 Sistema di protezione del dispositivo generale i 76 4 3 4 Regole di connessione per gli utenti attivi ii 80 4 4 Regole tecniche di connessione alle reti BT 93 4 4 1 Regole tecniche di connessione comuni per tutti gli utenti ii 97 CAPOLI
12. 5 2 Sistemi di misura dell energia elettrica Le prescrizioni presenti riguardano la misura dell energia scambiata con la rete e 1 sistemi di misura dell energia prodotta da impianti di generazione per i quali tale misura funzionale con l impiego di normative che implicano l utilizzo esplicito di dette misure L impiego dei sistemi di misura dell energia prodotta anche utile per la relazione tra l utente e il fornitore del sistema di produzione allo scopo di verificare l efficienza e prestazioni previste L autorit per l energia e il gas AEEG impone che a L installazione e manutenzione dei sistemi di misura dell energia prelevata M1 nei punti di prelievo di utenti passivi responsabilit del distributore Inoltre il distributore ha il compito di installare e fare le manutenzioni dei sistemi di misura dell energia prelevata e immessa M1 nei punti di prelievo di utente attivo con carico diverso dai servizi ausiliari per impianto di generazione b Per gli impianti di generazione con P gt 20 kW l utente responsabile dell installazione e manutenzione dei sistemi di misura dell energia immessa e prelevata nei punti di immissione L installazione e manutenzione dei sistemi di misura dell energia di tali impianti con P lt 20 kW compito del distributore Inoltre il distributore responsabile dell installazione manutenzione dei dispositivi di misura dell energia prodotta M2 da impianti c
13. CEI Il distributore pu modificare i propri impianti sulla base delle modifiche delle normative nazionali e internazionali e progressi scientifici tecnologici In tal caso all utente deve essere assicurato un periodo di anticipo pari a 12 mesi per adeguare gli apparecchi c Impianto di terra L utente deve progettare e realizzare un dispersore unico per l impianto di connessione di rete presso l utenza e per l impianto di utenza per la connessione L utente deve considerare il tempo di eliminazione del guasto t e la corrente Ir nel dimensionamento del dispersore Tali parametri vengono forniti dal distributore Nel progetto si pu considerare una riduzione della corrente di terra se vengono connessi al dispersore gli schermi dei cavi e le fune di guardia degli elettrodotti aerei d Verifica L utente deve effettuare la misura di tensione di passo e di contatto secondo CEI 99 3 per la verifica iniziale dell impianto di terra La corrente del circuito amperometrico dello strumento di prova deve essere almeno 50 A Alla fine della prova si deve compilare una relazione con i risultati e il metodo di prova riportando i valori di tensione di passo e di contatto misurati e i punti dove sono state misurate e Collegamento ad altri impianti di terra Se sono presenti ulteriori punti di connessione in MT o BT deve essere previsto un trasformatore di isolamento al fine di evitare il trasferimento di tensioni tra gli impianti di
14. CEI 0 21 se non in contrasto con la Norma presente RETE DI DISTRIBUZIONE MT IMPIANTO UTENTE ATTIVO DISPOSITIVO GENERALE PARTE DI RETE UTENTE NON ABILITATA AL FUNZIONAMENTO IN ISOLA DISPOSITIVO DI INTERFACCIA PARTE DI RETE UTENTE ABILITATA AL FUNZIONAMENTO IN ISOLA UTENZE PRIVILEGIATE DISPOSITIVO DI GENERATORE GENERATORE Figura 4 11 schema di principio della connessione di un impianto di produzione 81 Dispositivi Se l utente attivo dotato di impianti che possono entrare in parallelo con la rete deve predisporre un dispositivo di generatore DDG che esclude i gruppi di generazione singolarmente dalla rete e dispositivo di interfaccia DDI che assicuri sia il funzionamento in parallelo sia l interruzione di una parte dell impianto con funzionamento in modo isolato Il DG del generatore e d interfaccia sono installati nell impianto dell utente Il comando di apertura di tale dispositivo deve poter essere effettuato sia automaticamente che manuale Dispositivo di interfaccia DDI Il DDI dell utente attivo sulla linea MT deve essere costituito da un interruttore tripolare estraibile con sgancio di apertura a mancanza di tensione oppure un interruttore tripolare con sgancio di apertura a mancanza di tensione e un sezionatore Invece sulla linea BT si deve utilizzare un interruttore automatico con apertura a mancanza di tensione dell operatore Nei circuiti con pi generatori il DDI dev
15. Il coordinamento delle protezioni e il mantenimento degli standard realizzativi 72 Il locale del distributore posto presso l utente e contiene gli organi di manovra necessari per la connessione dell impianto di utente alla rete Il punto di connessione il collegamento tra il cavo di connessione e i morsetti del sezionatore del distributore che il confine funzionale e di propriet tra rete e l impianto di utente L installazione e la manutenzione dei misuratori dell energia erogata dall utente sono di competenza del distributore 2 Impianti di connessione della rete La progettazione l installazione la manutenzione e l esercizio dell impianto sono di competenza del distributore L impianto di connessione della rete presso l utente composto dai dispositivi di manovra e sezionatore del distributore Sulla stessa sbarra di MT di tale impianto pu essere previsto una cabina secondaria per l attivit del distributore In tal caso il neutro di BT del trasformatore deve essere collegato ad un impianto di terra separato dall impianto dell utente tranne per i seguenti casi e L impianto fa parte dell impianto di terra globale e Gli schermi dei cavi MT del distributore sono collegati all impianto di terra dell utente L impianto dell utente deve essere sezionabile dal resto della rete I sezionatori e i dispositivi di comando e interruzione del distributore in prossimit del punto di connessione
16. TA NI possono essere installati a monte del DG Invece i TA I devono essere installati a valle del DG II Schema con montante doppio Nel caso di impianto con due montanti le funzioni attribuite al DG sono assolte dai DG di linea La configurazione della figura 4 8 pu essere ammesso se c un unico quadro MT 71 e sono installati altre apparecchiature sulla sbarra MT tranne quelli indicati nella figura Le protezioni dei trasformatori di misura e dei trasduttori sono uguali al caso precedente T d fase T d fase Ca vo di colle gamento j rima nente Impianto di utenza Figura 4 8 schema di impianto di utenza per la connessione con due montanti MT della sbarra principale Se l utente adotta questo schema si devono montare i rel di protezione per ottenere le prestazioni I I su ciascun dispositivo di manovra oppure si pu realizzare la protezione sommando i due secondari dei TV di fase 4 3 2 Regole tecniche di connessione comuni a tutti gli utenti 1 Punto di connessione confini di competenze I confini di competenza funzionale deve essere precisato per i seguenti motivi La gestione della continuit circuitale della rete del distributore La trasparenza dei rapporti tra l utente e il distributore per un funzionamento corretto della rete La chiarezza della responsabilit nella conduzione e nella manutenzione di organi di manovra per gestire la sicurezza del personale durante i lavori
17. Tale limite non deve essere meno di 2000KVA per le reti 20 kV e 1800 kVA per quelli a 15 kV L utente non pu montare sezioni di trasferimento che accedono tale potenza massima Nel caso di incompatibilit delle limitazioni di potenza e limitazioni di utente si pu considerare l alimentazione in antenna con la regolazione di protezione di massima corrente personalizzata Per mantenere le correnti di inserzione l utente non pu montare trasformatori con potenza complessiva maggiore dei limiti sopra indicati Nel caso contrario l utente deve installare i dispositivi che non permettono la contemporanea energizzazione e superamento dei limiti suddetti qualora la corrente complessiva di energizzazione supera i limiti previsti si pu installare un blocco con funzionamento basato sull individuazione della seconda armonica e DG semplificato per trasformatori con P lt 400 KVA Per gli impianti con i trasformatori a Pn lt 400 KVA si pu adottare una configurazione semplificata come si vede nella figura 4 10 con le seguenti indicazioni e Quadro MT unico e Nessun dispositivo installato sulla sbarra MT tranne quelli mostrati nella figura 4 10 e Corrente di guasto fase terra della rete minore o uguale a 50 A e Trasformatore a valle del montante MT con P lt 400 KVA e fusibile con I lt 50 A e Cavo non maggiore di 20 m di lunghezza per la connessione dell IMS al trasformatore Sezionatore 1 lt i opziona
18. alle tensioni si riferiscono alle tensioni misurate ai morsetti del generatore senza considerare le variazioni transitori e di notevole entit a durata minima di 5s Legenda asseX frequenza p u 1 zona A asse Y tensione p u 2 zona B all esterno della zona A 3 punto delle caratteristiche nominali a b Figura 4 12 valori limiti di tensione e frequenza per a generatori sincronie e b asincroni 83 la figura 4 12 consente il funzionamento dei generatori rispettivamente sincroni e asincroni in una possibile combinazione della frequenza e tensione con riferimento alle Norme CEI EN 60034 1 a Condizioni nominali punto 3 servizio continuo a Pn COS n fn b Condizioni normali zona A servizio continuo a Py COS n Unt5 f 50 Hz 2 c Condizioni eccezionali zona B servizio a Pa cos pn per t lt 15 min a partire dalle condizioni nominali U t8 e f 50 Hz 3 5 2 Generatori eolici per questi generatori sono validi le prescrizioni generali di variazione della frequenza ma per quella della tensione il limite inferiore dell 85 deve assicurato per t lt 3 min in condizioni eccezionali 3 Generatori statici in condizioni particolari di variazione della frequenza e tensione il convertitore che garantisce l interfaccia di rete e generatore deve mantenere la connessione per un tempo indefinito Impianti di produzione e consumo a scambio di potenza attiva possibile applicare lo scambio di potenza att
19. anche i servizi locali per assicurare il funzionamento corretto della rete di distribuzione 6 3 Profilo di scambio AT MT Modello 3 In questo modello il DSO potrebbe mantenere un profilo di scambio programmato nelle aree con pi cabine primarie ma i servizi di sistema non saranno forniti al TSO Questo metodo di gestione del sistema porta a una variabilit minore della differenza tra carico e produzione con le FRNP Il DSO dovr gestire il bilanciamento dell interfaccia AT MT in tempo reale controllando i carichi e le unit di produzione connessi alla rete MT e BT Quindi il DSO dovr elaborare i piani di esercizio in base alle previsioni della domanda e offerta in fase di programmazione per ogni CP e anche al livello zonale In caso di variazioni significativi il DSO potrebbe impostare nuovi setpoint di potenza sui generatori per eliminare lo sbilanciamento all interfaccia tra la rete AT e le CP Anche in questo modello il DSO potrebbe creare il MSD D con la partecipazione degli impianti di GD oppure un trader con le offerte per gli impianti con P lt 1 MW Il DSO potrebbe imporre con le franchigie il mantenimento di un profilo programmato della GD sottesa ad un area di riferimento I sistemi locali in questo modello saranno offerti su MSD D da ogni utente del distributore Invece i servizi di sistema su MSD restano gli utenti di oggi 6 4 Alcuni benefici e difetti di vari modelli Il primo modello ha il vantaggio di
20. b Figura 2 21 a schema di principio di un inverter monofase b punto di massima potenza del generatore fotovoltaico La potenza fornita da un impianto fotovoltaico dipende dal punto di funzionamento Si deve adeguare il carico per ottimizzare l energia prodotta Ci avviene se il punto di potenza fornita massima coincide con il punto di funzionamento A tale scopo si utilizza un 39 convertitore controllato Chopper nell inverter che insegue il punto di massima potenza che si chiama Maximum Power Point Tracking ovvero MPPT Tale dispositivo individua i punti di massima potenza sulla curva V I del generatore I punti di trasferimento di potenza coincidono al punto di tangente tra l iperbole V I costante e la caratteristica V I del generatore o 0 002 0 004 0 006 0 008 0 01 0 012 0 014 tempo s RE RI O SERE m Vein Vir lt 1 Figura 2 22 principio di funzionamento della tecnica PWM Inoltre gli inverter devono ottimizzare l energia prodotta e riprodurre la tensione della rete negli impianti che sono connessi alla rete Invece negli impianti in isola devono fornire una tensione alternata il pi possibile costante sia al variare l energia fornita dai pennelli sia al variare la richiesta del carico La rete elettrica nazionale per non avere instabilit nella rete pu accettare una parte dell energia prodotta che dipende dal grado di interconnessione con altri reti e la configurazione della rete stessa L
21. base dei criteri che sono e Esigenze della rete le esigenze della rete riguardano la flessibilit dei sistemi di sbarra in modo di assicurare la disponibilit di connessione anche durante la manutenzione e guasti e Esigenze dell impianto di utente la disponibilit della connessione alla rete in 57 caso di manutenzione programmata mantenendo alimentati i carichi privilegiati I criteri per definire gli schemi di connessione sono Lo schema deve rendere sicura la connessione e l esercizio sia dalla rete sia dall impianto dell utente Lo schema deve considerare la separazione dell impianto di utente dalla rete dal punto di vista fisico e funzionale Lo schema deve minimizzare l impatto economico e tecnico sia sull impianto dell utente sia sulla rete Lo schema deve garantire la misura nei punti di connessione Lo schema deve consentire in caso di guasto l esclusione dell impianto dell utente con danni minimi per la rete e non deve diminuire la possibilit della rete nella vicinanza del punto di connessione Lo schema deve prevedere l esclusione sicura dell impianto dell utente dal punto di connessione Per eseguire la manutenzione dell impianto dell utente senza interessare il distributore il dispositivo della connessione pi vicino alla rete deve essere un sezionatore La scelta dello schema di connessione condizionata da quella dell inserimento in funzione di sbarre a Ass
22. dai generatori tradizionali e inoltre la mancanza d informazione riguardo il profilo di produzione orario zonale e la localizzazione di questi impianti non consente di prevedere la produzione di tali impianti da offrire sul MGP in fase di previsione e di prevedere i fabbisogni orari zonali residui per il riferimento di riserva in tempo reale nella fase di programmazione di MSD La penetrazione di elevati impianti di produzione alimentati da FRNP comporta anche una variazione del carico residuo con una maggiore difficolt di prevedere i margini di riserva In tal modo a parit di altri fonti l incremento della FRNP implica un aumento dei costi relativi alla transazione di compravendita dell energia sul mercato del giorno prima e mercato infragiornaliera e al dispacciamento sul MSD La criticit legata alla presenza dei fonti rinnovabili non programmabili ostacolano pure la possibilit di rispettare lo scambio di potenza con l estero Il problema diventa ancora pi critico con l elevata produzione fotovoltaica nelle ore di fabbisogno ridotto che sommandosi con la produzione termoelettrica minima necessaria per fornire i servizi di regolazione determinano un surplus di produzione che sar possibile bilanciare rispetto al fabbisogno in potenza con la modulazione d importazione La generazione dagli impianti fotovoltaici pu determinare il bisogno di massimizzare l uso degli impianti di pompaggio disponibili di limitare
23. devo alzare e abbassare la potenza attiva dell asse del generatore quando diminuisce o aumenta la velocit del generatore Figura 3 10 struttura del regolatore di frequenza Per analizzare in maniere pi precisa prendiamo in considerazione lo schema del sistema di regolazione descritto con una variazione di potenza rispetto a un punto di funzionamento Si ha una variazione di potenza Apg e una variazione di carico AC viene applicata la differenza di Apy e AC al rotore della macchina e viene integrato in termini di Laplace trasformata ottenendo una variazione di frequenza Af che attraverso la rete d la variazione di carico Af viene riportato in ingresso al regolatore dove c c s che rappresenta la funzione di trasferimento dell attuatore e regolatore In condizione di regime tenendo Afif 0 si ha Apg C 0 Af con s pari a zero In questo caso anche Apg deve essere pari al AC pi enne C 0 Af Figura 3 11 legame f P in condizione di regime 50 C 0 viene chiamato Kg che ha la dimensione di un energia e viene chiamato energia regolante del generatore Se si ammette che l energia regolante sia costante nel suo campo di funzionamento la formula Apg C 0 Af permetta di tracciare la caratteristica statica nel piano di f P come si vede nella figura 10 un altro maniera per fornire la caratteristica di potenza frequenza del generatore dare lo statismo che la variazione relativa di frequenza in funzionamen
24. di distribuzione in BT e MT rende necessario definire nuove soluzioni che includono interventi su vari livelli di tensione al fine di garantire l accessibilit alla rete di un numero elevato d impianti di generazione altrimenti esclusi a causa della relativa facilit con cui si pu giungere a saturazione degli elementi costituenti la rete attuale Inoltre sar necessario non limitare le attuali procedure implementate nelle reti esistenti quali ad esempio la ricerca di guasti e la gestione del funzionamento della rete in condizioni particolari di emergenza e Controllo della power quality e gestione dei generatori e componenti presenti nel sistema di distribuzione in presenza della GD La presenza massiccia di GD nelle reti di distribuzione determina un alterazione dei parametri con cui le stesse sono state progettate Le sollecitazioni a cui i vari elementi di rete sono soggetti possono notevolmente mutare rispetto alla configurazione che vede la rete interamente passiva Si deve realizzare pertanto un analisi dettagliata della configurazione di rete di distribuzione legata alla presenza di GD considerando i vincoli imposti dalle 13 caratteristiche elettriche e meccaniche di tutti i suoi componenti al fine di evitare il sovraccarico degli stessi che sollecitati in modo anomalo possono portare a un malfunzionamento dell intero sistema I componenti che richiedono pi attenzione sono i seguenti Interruttor
25. di tenere in equilibrio la generazione e i carichi di ogni area quindi con una regolazione senza scambio di potenza tra aree a meno di variazioni previsti contrattuali Per poter eseguire la regolazione di frequenza senza scambio di potenza bisogna valutare in ciascuna area le variazioni della potenza da generare per riportare in equilibrio il carico e la potenza generata perci bisogna conoscere APs la potenza di scambio potenza di soccorso che sar maggiore di zero se importata e minore di zero se esportata inoltre bisogna conoscere la variazione di frequenza La conoscenza di Af e APs consente di valutare le variazioni di carico in ciascuna area per poter ripartire la generazione in modo pi conveniente tra le aree Inoltre la conoscenza di variazioni di frequenza e potenza di soccorso di ogni rete ci permette di calcolare la seguente relazione 54 Apg APs Af ke Af Kg Apg APs Af kr Prendendo in esame un area con le caratteristiche di generazione e carico nel piano di frequenza potenza e supponendo che avvenga una variazione di carico da C1 a C2 Se tale area non fosse interconnessa con altre aree si raggiungerebbe il punto di equilibrio A ma dato che la rete interconnessa con altre aree man mano che aumenta la frequenza ci sar una potenza di scambio con altre reti alla nuova frequenza f APs gt 0 La relazione AP g consente di calcolare la variazione di carico avvenuta all interno della rete conside
26. e per quelli con P gt 20 kW tale sistema si deve installare a valle del PdC figura 5 5 b M1 e M2 La misura dell energia immessa ed eventualmente prodotta degli impianti con l energia immessa non coincidente con l energia prodotta nel punto di immissione con P lt 20 kW deve essere installato nell impianto di rete per la connessione a monte del PdC figura 5 6 M1 e quello con P gt 20 kW a valle del PdC figura 5 6 M1 mentre il sistema di misura dell energia prodotta deve essere comunque installato all interno o al confine della propriet del produttore figura5 7 M2 e figura 5 7 M2 Rete BT Mi Misura an rgi scambiata Carichi Utente Carichi Utente Servizi ausiliari a b Figura 5 4 schema di collegamento dei sistemi di misura a fotovoltaici b diverso dai fotovoltaici Rete BT Rete BT Morsettiera del Distributore Pac Eventuali servizi ausiliari Eventuali servizi ausiliari a b Figura5 5 schema di collegamento dei sistemi di misura a fino a 20 kW b superiore a 20 kW Rete BT 119 Rete BT Misu Servizi scambiata Ausiliari b Rete BT Figura 5 7 schema di collegamento dei sistemi di misura a impianti fotovoltaici b impianti non fotovoltaici 120 5 3 Punti di prelievo di utenti attivi con sistema di accumulo Gli schemi unifilari riportati di seguito si applicano agli impianti di generazione con sistema di accumulo che necessitano la misura sep
27. energia prodotta restante pu essere accumulata ed immessa nelle ore in qui l impianto fotovoltaico non in produzione Tale energia pu essere accumulata nelle batterie o nell idrogeno per un tempo sufficientemente lungo per essere fornita alla rete in modo pi continuo e stabile nel tempo Ci permette di migliorare gli inconvenienti dovuti alla generazione centralizzata 2 4 2 Centrale solare termodinamica Un impianto solare termodinamico sfrutta l energia termica della radiazione diretta solare per produrre l energia elettrica tramite un ciclo termodinamico con turbina a vapore come le centrali termoelettriche convenzionali Ci sono tre tipologie di realizzazione degli impianti a concentrazione solare che sono a torre a pannelli parabolici lineari e a pannelli 40 parabolici puntuali Il principio di funzionamento degli impianti a concentrazione uguale Perci ci limitiamo ad analizzare uno dei casi pi diffusi per esempio l impianto a concentrazione a collettori parabolici lineari I raggio solari vanno focalizzati da un concentratore riflettente che segue il sole su un tubo ricevitore che posizionato nella sua linea focale Il tubo ricevitore contiene un fluido termo vettore che pu raggiungere temperature tra 400 e 500 Elactricity generation Figura 2 23 schema esemplificativo del centrale solare termodinamico Il materiale impiegato nel tubo pu essere olio minerale o sintetico acqua pressurizzata g
28. generazione Limite in sottoeccitazione 2 Generatore asincrono i limiti di assorbimento dei generatori asincroni non autoeccitati sono e Impianto con potenza nominale complessiva minore di 400 kW cos gt 0 9 in assorbimento e Impianto con potenza nominale complessiva maggiore di 400 kW cos gt 0 95 in assorbimento I limiti sopracitati possono essere soddisfatti con i banchi di condensatori installati a monte del DDI 3 Generatori eolici i limiti di fornitura di potenza reattiva dei generatori eolici sono riportati nella figura 4 14 Durante lo scambio di potenza reattiva non devono esserci variazioni a gradini della potenza reattiva dovuti all indisponibilit della fonte primaria N Campo di funzionamento dei generatori DUH eolici nel piano P Q Campo di funzionamento senza prescrizioni 10 Q Qnax 0 3125 Qrar 0 312 5 Figura 4 14 capability per i generatori eolici caratteristica rettangolare 4 Impianti con generatori statici con potenza complessiva minore di 400 kW gli inverter devono fornire una capability semicircolare limitata vedi figura 4 15 con 0 9 per potenza inferiore a 10 della potenza complessiva nominale gli scostamenti della potenza attiva fino a un massimo di 10 Sn sono consentiti 85 N 4444 Campo di funzionamento Campo di funzionamento senza prescrizioni Q Amas 0 436 Sn Qrar 0 4365 1 Legenda Sn potenza apparente nominale er
29. posto in corrispondenza al PdC deve poter interrompere e chiudere il corto circuito in caso di guasto Manutenzione il distributore ha facolt di interrompere il servizio per effettuare manutenzione degli impianti e apparecchi anche senza preavviso se necessario per emergenza di rete Caratteristiche dei locali e impianti l utente deve fornire spazio dedicato all impianto di rete per la connessione al distributore Il locale per l impianto di rete per la connessione deve avere le dimensioni e caratteristiche adeguate all impiego Il locale con complessi di misura deve essere accessibile sia all utente sia al distributore in condizioni di sicurezza con l accesso e condizioni igieniche assicurate dall utente Il locale dei contatori deve essere ubicato preferibilmente al piano di terra con dimensioni adeguate al numero di contatori In tale locale non si possono installare i contatori del gas Il locale deve essere di altezza maggiore di 2 m con l impianto d illuminazione adeguato In caso di involucro installato all aperto esso deve essere impermeabile e resistente alle sollecitazioni meccaniche I dettagli tecnici e costruttivi devono essere forniti dal distributore l installazione delle opere a carico dell utente deve essere concordato con il distributore In tal caso l utente deve fornire e Leoperecivili per la connessione e Cavidotti e pozzetti per la posa dei cavi e Locale dei contatori ed eventuale locale per la cabi
30. proporzionali alle tre tensioni concatenate BT E quelle di massima minima frequenza devono avere le grandezze proporzionali almeno a una tensione concatenata Le regolazioni delle protezioni compito dell utente secondo la Norma CEI 0 21 Tenendo conto dei valori di regolazione e dei tempi di intervento per tutti i tipi di guasti sulla rete generalmente si ha l intervento del rel di frequenza mentre i rel di tensione si utilizzano prevalentemente per il rincalzo Il SPI deve essere realizzato con un rel di protezione per gli impianti di generazione con potenza complessiva maggiore di 6 kW oppure un dispositivo integrato nel 109 convertitore statico o un rel di protezione per gli impianti di generazione con potenza complessiva fino a 6 kW Il rel di protezione e il dispositivo integrato devono essere verificabili durante il funzionamento del sistema di protezione di interfaccia Esclusione temporale del SPI Il SPI realizzato con un rel esterno pu essere escluso temporaneamente se tutti i generatori scollegati oppure l impianto dell utente in isola e il dispositivo generale bloccato in posizione aperto in modo da impedire il parallelo tra l impianto di generazione e la rete Sistema di protezione del generatore nel caso di malfunzionamento o guasto nell impianto di produzione dell utente le protezioni degli impianti di generazione hanno il compito di distaccare i generatori senza compromettere l
31. raggiunto il limite della potenza immessa prima del transitorio qualora la potenza disponibile dall alimentazione sia maggiore di Pimax si potr adeguare l immissione al nuovo livello di potenza disponibile con lo stesso gradiente La figura seguente riassume in forma grafica il funzionamento del regolatore che controlla il ripristino dell immissione di potenza dopo un transitorio di sovrafrequenza Il transitorio di riassestamento che inizia dopo 300 s alla Pmin raggiunta durante il transitorio e l istante in cui si arriva al valore attuale della potenza disponibile fino a Pnom pari a TI T2 e non passa oltre il valore limite di 20 min T1 lt 5min T2 lt 15min Esempio 1 P min 0 Pimax 25 Pnom 6 P P nom T 3 45 min reset_derating Ti Tima 5 min T 5 min T2 Tama 15 min Figura 5 14 funzionamento del regolatore che gestisce il ripristino della erogazione di potenza a valle di un transitorio di sovrafrequenza 128 Capitolo 6 Approvvigionamento delle risorse delle fonti rinnovabili non programmabili e generazione distribuita per il dispacciamento La massiccia penetrazione della generazione distribuita e fonti rinnovabili non programmabili FRNP nel sistema elettrico richiede un miglioramento della modalit di gestione della rete per poter accogliere una maggiore quantit di energia La potenza della GD sulle reti MT e BT e FRNP sulle reti AT pu portare una serie di problema
32. rapidit di adattare la potenza fornita dalla caldaia a quella richiesta dalla turbina dipende principalmente dalla flessibilit del generatore di vapore cio nella capacit dello stesso di produrre una determinata quantit di vapore a una data temperatura Nelle caldaie ad attraversamento forzato a differenza delle caldaie a circolazione naturale le iterazioni tra le varie grandezze da regolare sono elevate e non sono scindibili pi precisamente una variazione della portata d acqua di alimentazione o del combustibile non porta solo rispettivamente a una variazione di pressione e temperatura del vapore bens un notevole aumento di portata d acqua immessa in caldaia pu decretare una caduta della temperatura al suo interno Ci avviene a causa della mancanza di un volano termico che permetta di cedere il calore in esso contenuto alla massa mitigando il raffreddamento della caldaia Su una caldaia a circolazione forzata bisogna agire su tutte le variabili a disposizione per controllare la produzione di vapore in modo preciso Questi tipi di generatore necessitano quindi di un regolatore coordinato Direct Energy Balance Una regolazione della valvola di turbina influenza il carico e la pressione in senso opposto viceversa una variazione del segnale di richiesta della caldaia ha una influenza sul carico e la pressione nello stesso senso Pertanto la regolazione coordinata per effettuare la regolazione corretta deve tener cont
33. riserva primaria della potenza In caso di transitorio in sottofrequenza o sovrafrequenza la potenza erogata in rete del sistema di produzione deve essere rispettivamente incrementata e diminuita quindi necessario che tali sistemi dispongano di un margine di potenza La maggior parte delle macchine utilizzate per produrre energia da FRNP non posseggono un inerzia Questa caratteristica porta a una diminuzione dell energia totale del sistema con un aumento delle escursioni in frequenza Inoltre stato scelto di non utilizzare questi impianti nella regolazione primaria della frequenza Per far fronte a questi problemi potrebbe essere necessario che essi forniscano una riserva di regolazione primaria attraverso modalit di fornitura Inoltre potrebbe essere richiesto un contributo all inerzia del sistema degli impianti alimentati da FRNP tramite ad esempio accumulatori associati agli inverter per compensare le variazioni della frequenza Utilizzo del telescatto In alcuni casi non sempre possibile lo smaltimento della produzione nel funzionamento normale oppure a seguito di un malfunzionamento Per tali motivi il TSO predispone controllori automatici in grado di ridurre la produzione del sistema con un maggiore influenza per il rispetto dei vincoli qualora la rete sia gestita con modalit fit amp forget potrebbe essere richiesto la disponibilit di utilizzare tale telescatto alla unit di GD e potrebbe essere bisogno di utilizzar
34. tempo di emergenza lt 5 s e Riserva reattiva per la regolazione primaria e secondaria della tensione Per controllare la tensione della rete di trasmissione le unit abilitate devono fornire le riserve di potenza reattiva per la regolazione primaria mentre le partecipazioni di tali riserve per la regolazione secondaria dipendono dagli opportuni profili di tensione sulla rete f Rifiuto del carico e rialimentazione a fronte di una disconnessione dell unit di produzione della rete esso deve rimanere in condizioni di funzionamento stabili alimentando i propri servizi ausiliari Gli utenti del dispacciamento hanno l obbligo di prestare il servizio di rialimentazione g Disponibilit per l utilizzo del telescatto Al verificarsi alcuni eventi l unit di produzione si deve distaccare con un dispositivo automatico dando le comunicazioni dell idoneit al servizio ed eventualmente l indisponibilit al telescatto 6 1 Dispacciamento Il regolamento per il dispacciamento diventa pi complicato in presenza del FER e DG Ci dovuto alle caratteristiche di intermittenza e aleatoriet che sono le caratteristiche fondamentali delle fonti primarie e al fatto che questi impianti storicamente sono esonerati dal fornire servizi di rete L aumento progressivo di tali impianti pu creare problemi all esercizio in sicurezza della rete di trasmissione e distribuzione Queste criticit hanno un ulteriore accentuazione per effett
35. transitorio 1 generatori devono abbassare la potenza attiva per ristabilire la frequenza Tale sistema obbligatoria per i generatori statici ed eolici della rete MT La figura 4 19 mostra le variazioni della potenza generata L insensibilit massima dei generatori deve essere minore di 20 mHz 120 qromeenannenasn o i i i i 00 M a a AN OAA AE a AR S anni 100 1 i H H H i H i i i i i i i i i i i i i i o o D 4 00 J Pa a a a joasa a Potenza immessa in rete percento della potenza istantanea 493 49 6 49 7 49 8 60 1 50 3 505 50 7 50 9 51 1 61 3 516 Frequenza Hz Figura 4 19 regolazione della potenza attiva immessa in rete in condizioni di sovrafrequenza Per i generatori sincroni e asincroni con P gt 1IMW la diminuzione della potenza deve avvenire con lo statismo del 4 5 in modo lineare per superare una banda morta regolabile con frequenza intorno alla normale in non pi di 10 s la diminuzione della potenza deve iniziare a f 50 3 Hz Invece la diminuzione della potenza attiva dei generatori statici avviene per valori di f 50 52 Hz default 50 3 Hz con S 2 5 default 2 4 La diminuzione della potenza immessa deve avvenire in meno di 2 s Il livello minimo di potenza raggiunta in fase di ascesa di frequenza non deve essere aumentata finch la frequenza non torna a valore nominale Il funzionamento dei 88 generatori eolici simile al caso precedente tranne per il t
36. un abbassamento della frequenza pu essere provocato dall improvvisa fuori servizio di una centrale della produzione La variazione di frequenza estremamente legata alla velocit del generatore eppure la potenza erogata varia in funzione della velocit Tralasciando l importanza della variazione della frequenza per gli utenti una diminuzione della frequenza oltre a 48 Hz pu provocare danni ai centrali termoelettrici con un contemporaneo incremento della tensione e fuori servizio della centrale stessa Normalmente la frequenza con adeguati sistemi della regolazione viene mantenuto a 50 Hz con scarti di 0 05 Hz Per studiare gli effetti della regolazione della velocit e frequenza prendiamo in considerazione un esempio di un regolatore di velocit di un gruppo idroelettrico 3 2 1 Regolatore di watt La figura 3 7 rappresenta un sistema con la turbina T l alternatore G utenze U un regolatore di velocit con le grandezze d ingresso f e b e il comando di apertura del dispositivo D per controllare la potenza immessa Pi Figura 3 7 regolatore di watt 48 Ipotizzando che punto B nella figura otto sia fisso Un aumento della velocit AQ causa una variazione AC e AA entrambi positivi rispettivamente del punto A e C di conseguenza con l apertura delle luci 1 e 2 l olio sotto pressione passa alla parte superiore del cilindro 3 e provoca l apertura del distributore della turbina riducendo la potenza immessa f Hz
37. Funzionamento dell impianto di generazione In questo paragrafo si definiscono i criteri di avviamento degli impianti di generazione che possono funzionare in parallelo con la rete di distribuzione In caso di mancanza 104 della tensione di rete o di valori di tensione e frequenza sulla rete bassa tensione non compresi entro i valori stabiliti dal distributore l impianto di produzione non deve poter funzionare in parallelo con la rete stessa A Avviamento e sincronizzazione dei generatori asincroni direttamente connessi B C l avviamento e sincronizzazione dei generatori asincroni con P lt 20 kW possono avvenire con il motore primo o motore elettrico di lancio utilizzando il generatore stesso Se a seguito dell intervento delle protezioni SPI viene aperto il DDI o DDG si deve prevedere un tempo di attesa di almeno 180 s trascorsi dall istante in cui i parametri elettrici controllati dalle suddette protezioni hanno riacquisito i valori nominali prima di richiudere il DDI o il DDG Avviamento e sincronizzazione di generatori sincroni direttamente connessi l avviamento e sincronizzazione di questi generatori deve essere effettuato con il motore primo Il DDI o DDG pu essere chiuso con la tensione e frequenza dell impianto di generazione pari a quelle della rete con una tolleranza di rispettivamente 10 e 5 e una differenza di fase tra la tensione dell impianto e quella della rete minore o uguale a 15 Se a s
38. Il funzionamento in parallelo tra la rete e l alimentazione di riserva ammesso allo scopo di evitare l interruzione del servizio nel momento del cambio di assetto della rete Il funzionamento in parallelo alla rete MT consentito purch la durata del parallelo non superi 30 s per gli impianti trifase e 10 s per gli impianti monofase Deve essere previsto un rel temporizzatore che avvisa il momento di inizio del parallelo e interrompe l impianto di produzione dalla rete al termine del tempo di ritardo Nel caso sia necessario il funzionamento in parallelo fino a30 minuti si deve prevedere una protezione di interfaccia del generatore con le regolazioni di 10 Un e 15 Un 4 3 2 1 Impianto di terra presso l utente 1 Dimensionamento Con riferimento alle Norme CEI 99 3 si assume un fattore di riduzione pari a 0 7 per tenere conto della riduzione di corrente di terra Ig rispetto alla corrente di guasto fase terra Ir dovuto agli schermi dei cavi Il distributore deve collegare gli schermi dei cavi all impianto di terra nelle connessioni con almeno tre cabine secondarie A tale impianto si devono collegare le masse dei dispositivi del distributore Il distributore comunica all utente il valore di Ir e tr calcolati per la dimensione dell impianto di terra L utente responsabile dell esercizio e manutenzione degli impianti Il distributore deve comunicare in anticipo l eventuale aumento del fattore di riduzione e l utente de
39. NO AN 110 5 1 Caratteristiche strutturali delle reti di distribuzione 110 5 1 1 Regole di connessione per tutti gli utenti i 111 5 2 Sistemi di misura dell energia elettrica 117 5 3 Punti di prelievo di utenti attivi con sistema di accumulo 120 5 4 Caratteristiche e prove per il Sistema di Protezione di Interfaccia SPT 123 5 5 Prove sugli inverter per impianti connessi indirettamente 124 5 6 Limitazione della potenza attiva delle unit GD 126 CAPITOL dalai aaa 128 6 1 Dispacciamento alcoli ee 130 6 2 obblighi e requisituteehicis incanalare e a 132 0S Sc ZA dinero le 134 6 4 Soluzioni innovative per le risorse del dispacciamento 135 6 4 1 Dispacciamento centralizzato diffuso Modello 1 i 135 6 4 2 Dispacciamento locale del DSO Modello 2 i 137 6 3 Profilo di scambio AT MT Modello 3 138 6 4 Alcuni benefici e difetti di vari MOdElli 138 Capitolo 74 conclusione iee a n ela 140 Bibliografia arco ale aa ea ia 142 Introduzione Con l aumento degli impianti di produzione dell energia elettrica sono state introdotte varie problematiche riguardo la sicurezza di funzionamento della rete il trasporto dell energia elettrica verso gli utenti finali e il corretto fu
40. P_ 0 f hf capanna G s A pieno carico P Py frequenza fa fa iii ig i STATISMO DEL REGOLATORE a Figura 2 6 a caratteristica statico di un gruppo di generazione b effetto di varia giri 25 Nella figura sopra indicata si vede le caratteristiche frequenza potenza ottenuta da un sistema di regolazione come quello sopra descritto La caratteristica di regolazione pu essere spostata parallelamente a se stessa tramite il variagiri del regolatore Un sistema di regolazione con S 0 si dice statico e si presenta stabile al crescere del grado di statismo Figura 2 7 a regolazione isodromica senza dispositivi stabilizzatori b regolazione statica Oggi si chiede che le variazioni della frequenza siano molto ristrette perci la regolazione deve essere di tipo continuo Questa condizione pu essere soddisfatta con un regolatore astatico a statismo nullo che si pu ottenere bloccando il punto C del regolatore fisso Questo tipo di regolazione viene chiamato isodromica ed a velocit costante ma non stabile Il cassetto C va in equilibrio solo se a occupa dopo il transitorio la stessa posizione a una sola velocit anche se ci avvenisse l inerzia delle masse in moto esaltano fenomeni di surregolazione e amplificano le oscillazioni degradando la stabilit Le variazioni di energia cinetica delle masse rotanti in un regime transitorio hanno un effetto di compensazione dello squilibrio di potenza
41. TE CAVO DI COLLEGAMENTO CAVO DI COLLEGAMENTO Impianto Utente Impianto Utente era Ratti i II c D PdC Figura 4 22 schema di collegamento per utenze attive e passive con immissione parziale misura diretta 96 Per gli utenti passivi con P gt 30 kW il distributore fornisce il valore richiesta senza installare il DLP come si vede nella figura 4 22 schema C e figura 4 24 schema A nel caso in cui il distributore rileva sistematici prelievi di potenza massima su base di 15 min pu procedere all adeguamento contrattuale relativo alla potenza disponibile Rete del Distributore Rete del Distributore Impianto Utente p CT Impianto Utente A B Figura 4 23 schemi di collegamento di utenze con immissione totale dell energia misura diretta oltre 20 kW Gli utenti attivi che si configurano come ponte di immissione devono installare un contatore tele leggibile senza alcun DLP in grado di misurare l energia immessa su base oraria Rete BT del Distributore Rete BT del Distributore Rete BT del Distributore Morsettiera Distributore Q Q Q 2 Pac e Cavo di collegamento qM gme Contatore PL semidiretto Contatore w_ _ semidiretto Cavo di IE impianto dell Utente SCHEMA B Impianto dell Utente Impianto dellUtente SCHEMAA SCHEMA C Figura 4 24 schemi di collegamento di utenze con misura semidiretta 97 4 4 1 Regole tecniche di connessione comuni per tutti gli uten
42. Tra tanti uno dei principali compiti del gestore della distribuzione fornire l accesso al servizio elettrico a tutti gli utenti interessati a connettersi alla rete e in possesso dei requisiti idonei Oggigiorno il distributore ha l obbligo di pianificare gli interventi necessari a mantenere gli standard qualitativi richiesti dalle autorit anche in presenza della GD garantendo l accesso alla rete a tutti gli utenti attivi che ne fanno richiesta Per rispondere a tale onere ogni gestore deve pianificare lo sviluppo della propria rete in tutti i suoi componenti per rendere possibile la connessione di nuovi impianti di generazione secondo criteri di trasparenza e di non discriminazione La GD specie se di piccola taglia o per esigenze intrinseche alla tecnologia utilizzata per la conversione s interfaccia con la rete attraverso dispositivi che utilizzano l elettronica di potenza per cedere l energia con parametri congrui ai vincoli imposti dal gestore Spesso nell ultimo periodo lo stesso distributore si trovato a valutare attentamente l incidenza del comportamento di tali macchine sul comportamento stesso della rete arrivando a 15 definire nuove regole per la connessione Tale processo ovviamente ancora in evoluzione e i distributori sempre di pi dovranno pianificare e valutare attentamente lo sviluppo delle loro reti e la loro gestione in esercizio per rendere il sistema il pi elastico possibile e pronto ad
43. UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PADOVA DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica NUOVE REGOLE DI CONNESSIONE DEGLI UTENTI ATTIVI E PASSIVI ALLE RETI DI DISTRIBUZIONE Relatore laureando Prof Roberto Turri Mohammadi Visroudi Farzad Anno accademico 2013 2014 T troduzi one varie alari eda 1 E 01113 CaA PARERE SRI ME ERO RAISI EROE RA NERONE AI E 8 1 1 Problemi legati all allacciamento degli impianti di generazione distribuita 12 Capitolo crearla 16 2 1 Centrale termoelettrica ics s rca iiaronira aaa aidariniplan dicano ala daraa RSA iaaiiai e 16 2 1 1 Regolazione delle centrali termoelettriche 18 22Centrale idroelettrica 21 2 2 1 Regolazione degli impianti idroelettrici i 23 2 3 Centrale colica iu pria lilaai 27 2 3 1 Sistemi di regolazione delle centrali eOliche ii 29 2 3 1 1 Controllo della coppia aerodinamica del rotore ii 30 2 3 1 2 Turbine a velocit di rotazione fissa iii 31 2 3 1 3 Turbine a velocit variabile 32 24 Contrale solare rela Ari 35 2 4 1 centrale fotovoltaica ii 35 2 4 1 1 sistema di regolazione degli impianti fotovoltaici ii 38 2 4 2 Centrale solare termodinamica ii 39 Capitolo Fisica lella lalla lalla 42 3 1 Regolazione dela Vie Orhogl o aelo alla 42 3 1 1 Provvedimenti per la regolazione della tensione i 44
44. a cabina di consegna Pi generatori insieme formano una wind farm che sono delle zone in cui la distanza tra un aerogeneratore e quello adiacente di 5 o 10 volte il diametro delle pale La produzione dell energia elettrica tramite generatori eolici ha una serie di effetti indesiderati quali impatto visivo rumore occupazione del territorio interferenze sulle telecomunicazioni effetti elettromagnetici indesiderati ed effetti su flora e fauna locali Ciononostante l energia prodotta di tipo rinnovabile 2 3 1 Sistemi di regolazione delle centrali eoliche una turbina eolica pu essere schematizzata in un modello meccanico semplificato con due masse rotanti che rappresentano il rotore e il generatore alle quali sono applicate relativamente la coppia aerodinamica e la coppia elettromagnetica Al di sopra di velocit nominale del vento il sistema di regolazione agisce per mantenere la coppia del rotore entro limiti accettabili mentre al di sopra di velocit nominale agisce per massimizzare tale coppia Momento di inerzia del rotore Momento di inerzia del drivetrain Coppia Coppia aerodinamica elettromagnatica Coppia freno meccanico Figura 2 12 modello meccanico semplificato della turbina eolica Nelle turbine a velocit fissa la coppia del generatore varia in funzione della coppia del rotore e l unico metodo per controllare la potenza in uscita variare la coppia del rotore 30 Nelle turbine
45. a di collegamento per l utente attivo Il distributore deve installare i contatori dell energia prelevata dall utente passivo e fare le manutenzioni Inoltre deve rilevare e registrare le misure dell energia elettrica immessa dal produttore e prelevata dall utente passivo I componenti relativi all impianto di utenza ai fini dell affidabilit e della continuita del servizio della rete quali il dispositivo generale il dispositivo di interfaccia e il sistema di 112 protezione di interfaccia devono essere forniti da produttori con sistemi di gestione per la qualit certificato Punto di prelievo e d immissione Per il punto di prelievo l impianto di rete per la connessione comprende il contatore e la morsettiera a valle del contatore stesso Per il punto di ammissione convenzionalmente l impianto di rete per la connessione comprende la morsettiera a monte del contatore e il produttore deve installare il contatore e il dispositivo generale dell impianto e fare le manutenzioni In tal caso il distributore deve poter aggiungere un sigillo sull involucro che contiene la morsettiera Spazio per la trasformazione MT BT Per potenza richiesta al di spora di 100 kW il distributore ha facolt di proporre la sola fornitura MT al richiedente al di sotto di tale limite invece il distributore ha comunque facolt di proporre entrambi le soluzioni MT o BT Impianti di forniture temporanee In caso di fornitura d
46. a variazione del carico con la conseguenza di dover installare sistemi di accumulo in CP 140 Capitolo 7 Conclusione Con l aumento degli impianti di generazione dell energia elettrica favoriti dagli incentivi del conto energia sono stati introdotti varie problematiche relative alla gestione delle reti del trasporto dell energia elettrica La nuova Norma CEI 0 21 intervenuta proprio per fornire delle regole di riferimento per il corretto funzionamento connessione degli impianti degli utenti considerando le caratteristiche funzionali della maggior parte della rete in BT la sicurezza funzionale delle reti le esigenze del distributore e le esigenze degli utenti che dovranno essere connessi alla rete elettrica Proprio a questo proposito non pi necessario il trasformatore di separazione galvanica se l inverter dell impianto di utente dotato di un sistema che limita l immissione delle correnti con componente continua maggiore di 0 5 In Nel caso la componente continuo sia maggiore di tale valore dovr intervenire il dispositivo di interfaccia Al fine di regolare la tensione di esercizio della rete in caso di funzionamento in isola gli inverter di potenza superiore a 3 kW potranno essere collegati alle reti purch in grado con fattore di potenza istantanea regolabile In tal modo l inverter dovranno essere sovradimensionati rispetto alle caratteristiche del proprio impianto di generazione per potere
47. a velocit variabile si pu variare la coppia del generatore indipendentemente dalla coppia del rotore Per variare la velocit del rotore si pu agire sia sulla coppia del rotore che sulla coppia del generatore Per variare la coppia del generatore invece si deve regolare la fase e frequenza della corrente degli avvolgimenti di generatore mediante un convertitore elettrico di potenza 2 3 1 1 Controllo della coppia aerodinamica del rotore si pu regolare la coppia aerodinamica agendo sulla geometria del rotore regolando l angolo di Pitch lungo tutta la pala o una porzione della pala Si pu controllare l angolo di Pitch di ogni pala indipendentemente dalle altre pale oppure tutte le pale assumono lo stesso angolo in modo ciclico Il controllo individuale fornisce pi sistemi di frenatura aerodinamica ma richiede un controllo preciso del calettamento delle pale Per variare la geometria di una porzione si possono utilizzare dei flaps oppure degli spoilers variando la resistenza e la portanza delle pale Vostin amp Vi Vrom Viom Vi lt Veutout _ Regolazione Regozionedi Regolazione Regolazione di dello stallo pitch stallo Pitch Controllo di Pitch per Controllo di Pitch per mantenere potenza mantenere velocit erogata a Prom del rotore a Vnom Figura 2 13 strategia di regolazione quadro sintetico 31 La figura 2 13 mostra una tipica strategia di controllo in funzione di velocit del vent
48. accogliere una penetrazione massiccia di GD e Problematiche legate alle normative nazionali ed eventualmente internazionali Le normative e le delibere e decreti attuativi riguardanti la connessione della GD alla rete nazionale e alle reti di distribuzione locali saranno illustrate nei prossimi capitoli 16 Capitolo 2 Tipologia delle centrali elettriche L energia elettrica viene prodotta nelle varie tipologie di centrali elettrici che si distinguono in base a tipo del materiale utilizzato nelle centrali in generale nell unita di produzione dalla potenza prodotta dal tipo di energia prodotto e la regolazione della frequenza e tensione 2 1 Centrale termoelettrica Le centrali di produzione dell energia elettrica che utilizzano un ciclo termico alimentato da combustibile quale il petrolio e derivati il carbone la nafta il metano la biomassa i rifiuti e gli scarti delle lavorazioni industriali vengono comunemente chiamate centrali termoelettriche camino 4 caldaia condensatore ge a bruciatore filtro i bimba A elettrostatico e Ade gg acqua acqua di k dall opera restituzione di presa Figura 2 1 centrale termoelettrica In questa tipologia di impianti l energia termica liberata dalla combustione viene trasformata tramite un ciclo termico in energia meccanica e poi con un alternatore in energia elettrica 17 Le centrali termoelettriche gene
49. aglio perch e come si dovranno adeguare le imprese distributrici di energia elettrica Capitolo 1 Panoramica sulla generazione distribuita La produzione centralizzata dell energia elettrica con grandi centrali termoelettriche idroelettriche nucleari ha impatti ambientali non indifferenti e costi elevatissimi in termini di investimento iniziale Con la produzione mediante grandi centrali termoelettriche seppur oggigiorno la regolamentazione sull emissione dei gas inquinanti sia diventata molto restrittiva e la tecnologia per l abbattimento dei fumi tossici abbia raggiunto livelli prestazionali molto elevati permane la problematica dell emissione in atmosfera di elevatissime quantit di CO2 che sta provocando immensi sconvolgimenti climatici a livello globale L idroelettrico inteso come centrali con grandi bacini di accumulo e grandi gruppi di generazione pur rimando una tecnologia irrinunciabile per il suo potenziale ha subito numerose battute d arresto soprattutto in Europa dove la presenza di alte montagne ricche d acqua ha spesso decretato la scomparsa di vallate intere sommerse dai bacini di accumulo delle centrali Da alcuni anni la maggior attenzione posta alla salvaguardia di territori unici per la loro bellezza e la cui economia si basa prevalentemente sul turismo ha spostato la realizzazione di queste tipologie di impianto sui grandi fiumi sudamericani e indocinesi Il nucleare infine pur rappresentando una forma di en
50. agnetico rotante hanno bisogno di una sorgente esterna a frequenza costante Contattore di by pass Batteria condensatori Connessione 77 AA Moltiplicatore di giri Trasformatore bt MT Generatore asincrono Supporto del Pitch Sistema di controllo rotore turbina eolica Figura 2 14 controllo in aerogeneratore a velocit variabile 32 Nel funzionamento il generatore viene accelerato dal rotore fino alla velocit di sincronismo poi viene connesso direttamente alla rete oppure connesso alla rete e viene avviato come motore Nel primo metodo la turbina auto avviante con il controllo dell angolo di Pitch Mentre nel secondo metodo utilizzato il controllo passivo di stallo nel quale la velocit di avviamento del generatore sar stabilito dal vento A velocit di sincronismo il rotore viene girato in marcia iper sincrona a scorrimento negativo con la potenza eolica estratta erogando la potenza attiva alla rete Poich limitato lo scostamento della velocit nominale l impiego di tali macchine elettriche determina il funzionamento dell aerogeneratore a velocit costante Per ridurre la corrente di avviamento si utilizza un soft starter e Regolazione passiva dello stallo All aumentare la velocit del vento incidente aumenta l angolo di attacco delle pale e il flusso d aria comincia a distaccarsi inizialmente delle superfici esterne delle pale in prossimit del mozzo e successi
51. ale monopolistico dell intero comparto dell energia elettrica sia per fini politico strategici sia per rendere possibile un accesso di massa al servizio elettrico Ci ha decretato la creazione di un sistema di tipo centralizzato che permettesse all azienda statale unica concessionaria per la gestione del servizio elettrico di ridurre i costi di manutenzione e di gestione della produzione sfruttando fonti energetiche un tempo economicamente molto convenienti come i prodotti di scarto provenienti dalla raffinazione del petrolio il carbone e in epoche pi recenti il gas Il progredire della tecnica delle costruzioni civili e meccaniche che ha permesso la realizzazione di unit di produzione di potenza sempre pi elevata e con rendimenti sempre maggiori ha spinto il sistema forse in modo preponderante rispetto a tutti gli altri fattori influenti ancor di pi verso la massima centralizzazione delle unit produttive garantendo su un sistema elettrico con qualit del servizio molto elevata ma fortemente centralizzato e rigido Dopo la caduta del monopolio il mercato di energia elettrica stato aperto anche alle piccole medie imprese private che hanno visto un importante opportunit d investimento garantito da forti politiche incentivanti Ci ha permesso di affiancare al sistema tradizionale della generazione concentrata un crescente numero d impianti di taglia molto minore che costituiscono la GD Nel corso degli anni in
52. alimentati dalle fonti rinnovabili non programmabili sono e Risorse per il bilanciamento e risorse in fase di programmazione e Risorse per la riserva primaria secondaria e terziaria di potenza e Regolazione della tensione con l assorbimento erogazione della potenza attiva e reattiva e Funzionamento di porzioni della rete in isola e Partecipazioni alla rialimentazione del sistema e Utilizzo del telescatto e Servizio di demand response e interrompibilit del carico In caso dello sviluppo della smart grid con l integrazione dei sistemi di comunicazione always on e sistemi di monitoraggio e controllo da remoto della GD FRNP TSO DSO e dai sistemi di accumulo Per garantire il corretto funzionamento del sistema generale si deve revisionare la disciplina degli sbilanciamenti e prevedere l integrazione dei mercati attuali con quelli locali a secondo del modello che verr applicato Secondo l approccio fit amp forget potrebbe non essere pi bisogno il dimensionamento per assicurare il funzionamento dei generatori alla potenza massima ma potrebbe essere utilizzata la GD per risolvere congestioni o situazioni di criticit 6 2 obblighi e requisiti tecnici Gli obblighi requisiti tecnici fanno rifermento agli esercizi che il sistema di generazione alimentata dalla GD e FRNP devono garantire per connettersi alla rete elettrica allo scopo di garantire l affidabilit e sicurezza del sistema 133 Risorse per la
53. arata dell energia prodotta e quella scambiata dal sistema di accumulo Tali sistemi si applicano solo agli impianti con un PdC dedicato non condiviso con altri impianti incentivati o che non condividono alcun contatore con altre porzioni di impianto incentivato Il sistema di accumulo con riferimento ad un impianto di generazione pu essere connesso nella parte dell impianto in corrente continua oppure in corrente alternata Nelle more di variazioni di regolazione del dispacciamento sulla rete MT e BT si deve prevedere che l impianto sia in grado di gestire se richiesto il monitoraggio da remoto dei flussi di energia e il telecomando del sistema di accumulo tramite i segnali inviati dal gestore di rete 1 sistema di accumulo connesso nella parte di impianto in corrente continua Il sistema di accumulo nella rete di impianto in corrente continua deve essere installato come nella figura seguente Rete di distribuzione M1 Misura energia scambiata M2 x lt Misura energia prodotta Carico equivalente Accumulo ESS BMS Generatore Figura 5 8 misura dei flussi di energia con accumulo posizionato nella parte d impianto in DC Allo scopo di gestire l accumulo di energia della rete il contatore di generazione deve essere di tipo bidirezionale 121 2 sistema di accumulo connesso alla rete di impianto in corrente alternata I sistemi di accumulo nella rete di impianto in corrente alte
54. as aria e sali fusi Per avere una distribuzione continua si pu accumulare l energia termica in appositi serbatoi per poi utilizzarla nelle ore notturne oppure in mancanza di luce solare diretta L impianto solare termodinamico potrebbe essere inserito in un ciclo combinato con una centrale convenzionale a combustibile Il vapore della centrale solare ha una pressione molto pi bassa rispetto a quello impiegato in un centrale termoelettrico convenzionale Le centrali solari se sono costruiti in vicinanza al oceano possono essere utilizzati nella produzione dell acqua dolce dal mare Il sistema di regolazione della frequenza e tensione di tali centrali del tutto simile a quello delle centrali convenzionali 41 42 Capitolo 3 Regolazione di tensione e frequenza La caduta di tensione lungo le linee di trasmissione e distribuzione dovuta sostanzialmente alle variazioni della potenze attive e reattive le variazioni sono dovute sia ai carichi che ai componenti della rete Tuttavia le cadute di tensione devono essere sostenute entro certi limiti prestabiliti Dato che l ampiezza della tensione legata fortemente al flusso di potenza reattiva assorbita dagli utenti e gli elementi della linea si deve variare la potenza reattiva per poter effettuare regolazioni adeguate della tensione 3 1 Regolazione della Ve Q Considerando un caso semplice di una linea trifase attiva ed equilibrata per approfondire la relazione tra la potenza reat
55. atore e rimane costante se la coppia generata dalla turbina uguale a quella richiesta dal generatore sincrono Pertanto per mantenere l equilibrio l impianto di regolazione dovr agire costantemente sugli organi idraulici operando continue correzioni gestite in modo automatico Nella figura successiva viene illustrato il funzionamento di un semplice regolatore di velocit puramente meccanico 24 e lr P pompa olio D Distributore e C Cassetto distributore T Turbina S Servomotore G Alternatore maia set N dll SLAN CIRCUITO DE FORZA DI VELOCITA Figura 2 5 schema di principio di un regolatore di velocit meccanico Il regolatore oltre a mantenere costante la velocit deve mantenere gli scarti di velocit entro certi limiti e riportare il gruppo alla velocit di regime in modo aperiodico e con le oscillazioni rapidamente smorzate Con riferimento alla figura precedente si pu affermare che all aumentare diminuire della velocit di rotazione dell albero della turbina le masse connesse a un pendolo solidale alla stessa tendono ad allontanarsi avvicinarsi per effetto della forza centrifuga azionando il leveraggio che pilota l impianto idraulico di controllo della valvola d intercettazione L organo sensibile alla velocit di rotazione viene detto tachimetro al quale spesso viene affiancato un accelerometro per consentire maggior prontezza nella regolazione Funzionamento a vuoto
56. ausare un cambiamento radicale del regime di tensione il collegamento di un generatore sulla linea MT pu invertire i flussi di potenza incrementando la tensione in quel punto Perci la regolazione della tensione in presenza dell inversione del profilo di tensione non sar pi efficace Per limitare la tensione il DSO pu applicare il controllo della regolazione di tensione centralizzato con l iniezione di potenza reattiva dai generatori nei limiti della propria capability Il TSO potrebbe richiedere agli impianti fotovoltaici di assorbire la potenza 135 reattiva per poter controllare il profilo della tensione Tale richiesta potrebbe essere acquistata come un servizio di sistema dal TSO tramite un mercato oppure tramite chiamate dirette Nel caso le soluzioni sopra indicate risultano insufficienti il DSO potrebbe limitare la potenza attiva prodotta dalla GD La limitazione della potenza attiva o anche l annullamento dell iniezione della potenza potrebbe essere acquistata dal DSO tramite un mercato ma sarebbe pi conveniente ridurre la potenza attiva dei sistemi adatti a questo servizio Servizio di demand risponse e di interrompibilit del carico Con il coinvolgimento egli utenti finali nella gestione del sistema aumenta la flessibilit nella gestione della rete con una integrazione pi efficace della FER aumentando l intermittenza e l interrompibilit di flussi di potenza nella rete Gli utenti finali po
57. azione degli organi elettromeccanici nell area e strade di accesso e circolazione all interno della stessa asfaltate e Il fabbricato deve avere le caratteristiche meccaniche strutturali e statiche adeguate al suo funzionamento seconda le norme vigenti e le regole tecniche del distributore e deve avere un locale contatori con diverse serrature per il personale dell utente e del distributore Il fabbricato deve essere climatizzato e dotato d illuminazione e forza motrice a Componenti elettrici e loro caratteristica I componenti di rete presso l utente e l impianto di utente per la connessione devono seguire le soluzioni minime di dettaglio individuate dal gestore I componenti coinvolti nel garantire l affidabilit e continuit del servizio devono essere acquisiti da costruttori operanti secondo standard ISO 9001 del 2000 Tutti i dispositivi e circuiti in particolare il dispositivo generale devono avere caratteristiche di funzionamento e sovraccaricabilit corrispondenti al funzionamento nominale e alla corrente massima di cortocircuito della rete nel punto di connessione 63 b Dispositivo generale e sistema di protezione associata 1 Criteri generali il sistema di protezione della rete e dell utente devono e Contribuire alla sicurezza delle parti guasti accelerando la diagnosi del malfunzionamento e la risposta del servizio e Essere coordinate opportunamente e Essere monitorati ai fini di assicurarsi il funzionam
58. bazioni sulla rete al fine di mantenere il livello di qualit del servizio _ Servizio di rete per evitare il degrado del servizio della rete gli utenti attivi devono rispettarle seguenti prescrizioni e Insensibilit agli abbassamenti di tensione l impianto di generazione con generatori statici e potenza complessiva maggiore di 6 kW deve essere in grado di soddisfare i requisiti rappresentati nella figura 4 30 Per evitare la separazione dalla rete in occasione di buchi di tensione Tali requisiti sono indicati con LVFRT Low Voltage Fault Ride Through Tensione di Va Frequenza nominale Ripristino P Q entro 200 ms dall istant Il generatore NON DEVE disconnettersi dalla rete Possibile disconnessione dalla rete gt o 200 400 Tempo ms Figura 4 30 requisiti per LVFRT 108 Partecipazioni al controllo della tensione le prescrizioni del presente paragrafo si applicano ai generatori sincroni direttamente connessi e ai generatori statici La presenza dei generatori lungo la linea BT aumenta la tensione nel PdC La media del valore efficace di tale tensione non deve superare il 110 della tensione nominale Per rispettare i valori suddetti necessario che per la tensione maggiore del 110 della tensione nominale con t gt 0 2 s i GD siano distaccati dalla rete Inoltre se il valore medio della tensione misurata in un intervallo di 10 min supera il 110 d
59. bens potranno presentare a loro volta impianti di produzione di taglia anche considerevole relazionata alla porzione di rete che possono se non adeguatamente controllati dar vita a fenomeni pericolosi per l integrit delle apparecchiature e per la sicurezza delle persone funzionamento in isola chiusure anomale degli interruttori su guasto ecc Un ruolo fondamentale nell integrazione nella rete di una massiccia presenza di GD potrebbe essere rappresentato dalla trasmissione in corrente continua che d l opportunit di trasferire maggiore potenza su lunghe distanze di gestire opportunamente i flussi e di vincolare premeditatamente la quantit di potenza che si desidera veicolare sull elettrodotto Ci pu permettere di suddividere in modo razionale la potenza tra le varie arterie della rete di trasmissione liberando spazio alla trasmissione di potenza generata da fonti rinnovabili a oggi non connettibili alla rete e di far fronte ai forti scompensi locali legati alla GD da fonti rinnovabili non programmabili Sostanzialmente una rete di trasmissione molto forte e intelligente permette di supplire senza troppe preoccupazioni per la stabilit del sistema a forti scompensi Con la massiccia diffusione della GD nelle reti di BT si pu valutare di passare dal sistema di distribuzione AC in DC per avere una migliore qualit di energia elettrica fornita e Pianificazione delle reti con l ipotesi di nuovi impianti della GD
60. c Magnetic Pickup Pickup Example fa N 2000 RPM Example ine N 1000 RPM Voltage Voltage Time Time Figura 2 9 pick up magnetici 27 2 3 Centrale eolica L energia da fonte eolica viene prodotta tramite la conversione dell energia cinetica posseduta dal vento in energia elettrica La trasformazione dell energia eolica relativamente semplice Il vento mette in movimento le pale di un aerogeneratore che a loro volta mettono in movimento il mozzo a cui sono fissate Quest ultimo trasmette l energia ad un generatore elettrico L energia prodotta viene quindi trattata da una serie di dispositivi che la rendono compatibile con la rete elettrica di trasporto PARTICOLARE moltiplicatore di giri navicella alternatore vento cavidotto Figura 2 10 Schema esemplificativo di un impianto eolico Gli aerogeneratori sono composti da Il rotore costituito da una corona circolare sulla quale sono montate le pale Le macchine possono avere da una a tre pale solitamente vengono montate tre pale in fibra di vetro che garantiscono un efficienza maggiore e sono pi silenziose Moltiplicatore di giri connesso al rotore delle pale e che trasforma il movimento rotativo lento delle pale in una rotazione pi elevata per fare funzionare il generatore Sistema di controllo che assicura le prestazioni migliori e garantisce la sicurezza di funzionamento Il sistema di controllo col
61. care la permanenza dello stato di aperto A tal punto la frequenza pu assumere i valori nei limiti 49 9 Hz lt f lt 50 1 Hz e al contempo si pu disabilitare l inverter In queste condizioni si deve procedere al riarmo verificando che il parallelo con la rete e l inizio dell immissione di potenza non avvengano prima che siano passati almeno 30 s dall attivazione del convertitore f Come nel punto c si deve simulare con il convertitore sotto carico un distacco per superamento delle soglie di massima e minima frequenza allo scopo di verificare che riportata la stessa nei limiti 49 9 Hz lt f lt 50 1 Hz il tempo di attesa per la riconnessione sia almeno pari a 300 s La stessa prova pu anche essere effettuata con un simulatore di rete in grado di modificare i parametri di f e U all uscita dell inverter oppure sulla rete stessa In questo modo per effettuare le prove si pu determinare i parametri di f e U che controllano le condizioni di parallelo in modo che siano al di fuori dei valori attuali della f e U di rete Per controllare il tempo minimo di ritardo all avviamento o riconnessione dopo intervento delle protezioni si devono riportare durante la prova i valori dei limiti di U ammessa e di f a quelli di default In ogni caso l alimentatore in corrente continua deve essere impostata per immettere la potenza nominale dell inverter Verifica della erogazione graduale della potenza attiva La verif
62. caso di fornitura per pi di quattro unit il distributore pu chiedere un posto per installare la cabina di trasformazione MT BT Nel caso di nuove costruzioni da vari edifici l utente pu allestire pi locali contatori collegati tra loro Il numero dei tubi deve essere correlato al numero dei cavi e deve essere concordato con il distributore I cavidotti devono avere protezioni meccaniche adeguate ed essere posti lungo i corridoi o vani all interno dell edificio Tali cavidotti sono destinati alla posa dei cavi del distributore Non consentito il transito dei cavi in cantine box e zone con pericoli di esplosione o incendio I cavidotti devono essere accessibili dai pozzetti di servizio e ispezione con dimensioni esterne minime di 0 6 x 0 6 m I pozzetti devono essere posizionati per ogni nodo e ogni 25 30 m lungo le tratte dirette cambio direzione o l altezza all ingresso dei locali Impianti per l illuminazione pubblica questi impianti possono essere collegati alla rete in pi punti di connessione In tal caso a ciascun punto di connessione corrisponde una fornitura da un contatore L utente deve prevedere alla connessione dell impianto con un DG a valle del PdC al pi vicino possibile all impianto al fine di evitare i disturbi sulla rete L impianto non deve erogare la potenza reattiva verso la rete Le seguenti utenze qualora siano indipendenti da altri utenti devono essere assimilati agli impianti di illumi
63. che e repentine variazioni di pressione al suo interno Il metodo caldaia segue trova applicazioni nelle caldaie a circolazione naturale per il loro funzionamento in variazioni notevoli di carico Funzionamento in turbina segue Nel funzionamento in turbina segue per seguire gli andamenti del carico elettrico si agisce sui regolatori della caldaia modificando sia la portata di carburante che il flusso d acqua in ingresso Questa tipologia di regolazione prevede di variare la quantit di vapore prodotto che viene interamente immessa in turbina Se il vapore prodotto insufficiente per permettere alla turbina di bilanciare la coppia antagonista del generatore elettrico la turbina inizia a rallentare viceversa essa si comporter da sfioro per la caldaia e tender ad aumentare il proprio numero di giri L intero sistema delicato e necessita di molta accuratezza per essere gestito in modo ottimale Il limite maggiore risiede nella lentezza della risposta alle variazioni di carico che si accentua quando le stesse sono di ampiezza elevata poich entro la caldaia non presente energia accumulata pronta all uso per compensare la variazione di richiesta della turbina Il principale beneficio si individua nella possibilit di esercire il ciclo termodinamico a pressione pressoch stabile e costante nel tempo non sottoponendo le strutture a continui stress meccanici 20 Funzionamento in regolazione automatica La
64. ciclo combinato pu raggiungere il 60 il rendimento il rapporto tra l energia ottenuta utile rispetto all energia utilizzata Un altra soluzione per aumentare il rendimento la produzione contestuale di energia elettrica ed energia termica che prende il nome di cogenerazione In questo caso soprattutto se l impianto viene calibrato sul fabbisogno del processo industriale e o residenziale cui destinato si ha un notevole risparmio di energia In Italia quasi il 75 dell energia elettrica viene prodotta con le centrali termoelettriche ENERGIA ENERGIA DEI e a PERDITE Faso ENERGIA ELETTRICA ENERGIA PERDITE TERMICA iz errore Figura 2 2 schema dell impianto di cogenerazione I vantaggi della produzione con impianti di cogenerazione sono f Riduzione dell inquinamento atmosferico 18 g Minor dipendenza dalle fonti fossili h Consumo minore 1 Efficienza energetica maggiore j Costi complessivi pi bassi 2 1 1 Regolazione delle centrali termoelettriche Nelle centrali termoelettriche operano contemporaneamente diversi tipi di sistemi di regolazione volti a controllare la potenza meccanica disponibile per la conversione all albero del generatore Ogni sistema di regolazione pu agire a seconda della strategia utilizzata per controllare il processo su una o pi grandezze di controllo e su uno o pi organi regolanti Essendo il generatore mosso dalla turbina alimentata a vapore r
65. conomiche competitive non sono inquinanti non richiedono l utilizzo di combustibili e sono una fonte di energia rinnovabile Inoltre esse sono molto pi rapide nelle variazioni della produzione dell energia e il loro sistema di variazione della produzione relativamente meno complesso rispetto alle centrali termoelettriche Per contro richiedono delle costruzioni edile di dimensioni importanti fortemente impattante a livello ambientale Le centrali idroelettriche sono distinte in base alla potenza nominale in micro impianti con potenza minore di 100 kW mini impianti con potenza compresa tra 100 e 1000 kW piccoli impianti con potenza tra 1 e 10 MW e infine grandi impianti con potenza maggiore di 10 MW 2 2 1 Regolazione degli impianti idroelettrici Poich le turbine idroelettriche a fronte di una variazione di carico sono per loro stessa natura molto pronte a rispondere a tale variazione la loro regolazione assume una particolare importanza nel mantenere la frequenza del sistema costante o quantomeno a uno scartamento minimo dal valore nominale Gli organi di regolazione di una centrale idroelettrica sono le strutture idrauliche di intercettazione della condotta e il distributore della turbina l impianto meccanico che agisce sulle strutture idrauliche e l impianto di misura comprendente anche gli attuatori agenti sull impianto meccanico La frequenza della corrente generata proporzionale alla velocit del gener
66. curezza per il distributore in ogni momento qualora il quadro sia posizionato nella propriet dell utente In caso di utenti passivi ci devono essere i sistemi di misura e telemisura nel quadro In caso di utenti attivi deve esserci un posto per il misuratore con l accesso al distributore in ogni momento 59 Il punto di connessione consiste nei codoli del sezionatore di linea dell utente per la connessione lato rete che definisce il confine di competenza dei circuiti di potenza sure EE PER LA CONNESSIONE IMPIANTO DI RETE PER LA CONNE S SIONE IMPIANTO DI RETE PRESSO L UTENZA PUNTO DI CONNESSIONE UTENTE PASSIVO IMPIANTO DI UTENZA PER LA CONNESSIONE PARTE RESTANTE Figura 4 2 configurazione generale del collegamento d utente Dispositivi funzionali di distributore dall utente I dispositivi dell utente funzionali all attivit di distribuzione sono A Sistemi di protezione tele scatto e sistemi di apertura degli interruttori 60 B Gli interruttori che servono a distaccare l utente dalla rete C Sezionatori sistemi di sbarra e interruttori necessari a garantire la continuit e la flessibilit di gestione della rete D Sistemi di misura e monitoraggio e i sistemi di telecomunicazione per il flusso di informazioni tra l utente e il distributore Le relazioni conformi alle regole tre utente e distributore sono e Il distributore determina la configurazione della rete e il comando d
67. d V1 aV2 a2V3 2 e Vi V1 a2V2 avV3 2 e Vd U12 aU23 a2U31 2 e Vi U12 a2U23 aU31 2 Per misurare la tensione residua si deve ricostruire la stessa all interno di PI a partire dalle tre tensioni di fase Caso C misura diretta delle tensioni concatenate in BT con tre TV NI fase terra o tre TV I stella triangolo aperto in MT per misurare la tensione residua La frequenza deve essere misurata dalla tensioni concatenate BT In caso di utilizzo di pi grandezze di misura lo scatto previsto per minima frequenza e massima frequenza misurati Le funzioni 27 S1 27 52 59 S1 e 59 52 devono avvenire con la misura delle tensioni concatenate con lo scatto per minima tensione e massima tensione misurate Il calcolo delle tensioni di sequenza diretta e inversa pu avvenire con le misure di tensioni in seguenti metodi e Vd U12 a2U23 2 e Vi U12 aU23 2 e Ud U12 aU23 a2U31 2 e Ui U12 a2U23 aU31 2 La misura della tensione residua deve avvenire dai tre TV induttivi stella triangolo aperti e una resistenza antiferrorisonanza oppure con la ricostruzione della tensione residua all interno della PI con trasduttori voltmetrici fase terra La tensione residua deve essere derivata sulla media tensione ricavata da tre TV o con TV NI posti a monte del DDI sulla rete MT In relazione Alle funzioni delle protezioni si pu adottare una delle seguenti alternative e Letre tensioni secondarie 93 e Le tensioni dei seconda
68. devono essere conformi alle Norme CEI 60265 1 3 Impianto di utente per la connessione Gli impianti dell utente per la connessione devono essere composti dai sezionatori e interruttori in particolare devono esserci e Sezionatore generale posto a valle del punto di connessione e Interruttore generale posto a valle del sezionatore generale Per poter omettere tale interruttore la sbarra dell utente deve essere posto a valle del punto di connessione con una terna di trasformatori e trasduttori voltmetrici A tale sbarra non devono essere attestati pi di due montanti con interruttore Il comando dell interruttore generale deve essere impartito dall utente e regolato in modo da non danneggiare persone e oggetti 4 Dimensionamento Il cavo di collegamento incluso le terminali deve essere al massimo 20 m di lunghezza e almeno equivalente a 95 mm di ramo di sezione Le caratteristiche elettriche dei componenti dell impianto di rete devono essere adeguate al tipo dell impianto e alle specificazioni fornite dal distributore I valori massimi di regolazione della protezione generale richiesti dal distributore permettono la massima selettivit con protezioni di rete ma non serviranno a proteggere l impianto dell utente Il distributore pu modificare le 173 caratteristiche dell energia fornita all utente in base alle evoluzioni delle normative e della tecnologia ma non pu modificare i criteri di esercizio della rete
69. di energia rinnovabili che riducono la richiesta di altri fonti tradizionali meno economiche e pi inquinanti b La possibilit di produrre l energia elettrica in prossimit dei punti di consumo finale anche in ragione della difficolt di realizzare le nuove porzioni del sistema di produzione trasmissione e distribuzione dell energia elettrica c La possibilit di sfruttare i materiali di recupero quali i rifiuti solidi urbani scarti di lavorazioni industriali e o artigianali e rifiuti agricoli d L impiego di impianti di cogenerazione ad alto rendimento nelle industrie che utilizzano grandi quantit di calore nel loro ciclo produttivo 11 e La possibilit di utilizzare biomasse altrimenti non utilizzabili in altro modo Nelle figure seguenti sono evidenziati gli incrementi nell andamento delle richieste di connessione d impianti di generazione pervenute a Enel Distribuzione e delle connessioni conseguentemente attivate inoltre illustrata la densit geografica delle richieste di connessione attualmente in corso sia in termini numerici che di potenza Numero mensile richieste Potenza media richiesta kW Figura 1 3 Richieste mensili di connessione di impianti di generazione alla rete BT e valori medi di potenza richiesta per singola connessione 2 800 ninni ri i i Mw N 2009 2010 2011 2012 l 1 6 1 4 0 4 0 2 0 0 ss Numero mensile richieste
70. di potenza che controlla la velocit del rotore Tale sistema ha molti vantaggi quali l aumento della potenza estratta dal vento riduzione del rumore nella velocit bassa qualit migliore della 33 potenza e infine diminuzione degli stress meccanici Tuttavia hanno lo svantaggio di avere costi e perdite maggiori per la presenza del convertitore Le turbine a velocit variabili non sfruttano la regolazione passiva dello stallo per la bassa efficienza e Regolazione dell angolo di Pitch nelle turbine a velocit variabile Per le velocit modeste le turbine funzionano all angolo di Pitch costante e velocit de rotore variabile tramite il controllo della coppia Quando si raggiunge la potenza del progetto si stabilizza il controllo combinato sull angolo di Pitch e sui coppi Per controllare sia la velocit del rotore sia la potenza di uscita nominale Velocit istantanea Potenza generata EE i Iv Potenza Se generatore ontrollore coppia elettromagnetica Figura 2 15 regolazione dell angolo di Pitch La figura di sopra dimostra lo schema logico di controllo in cui la velocit del rotore confrontato con la velocit nominale e con la curva di velocit potenza alla coppia massima Per la tensione maggiore della tensione nominale si attua il controllo di Pitch per ridurre la velocit Per raggiungere la potenza desiderata oppure limitarla alla potenza nominale si agisce sul convertitore Ci sono vari
71. e dell energia elettrica Per aumentare l energia regolante si deve incrementare l energia regolante del generatore ma l aumento di Kg pu dare luogo ai problemi i quali l instabilit del sistema In questo caso per avere Af 0 bisogno progettare un regolatore di frequenza che dia Kg infinita Per fare ci la funzione del trasferimento deve avere un polo nell origine 51 Figura 3 12 a variazione di f dovuta ad una variazione di C b triangolo della ripartizione della potenza Consideriamo ora una rete con pi generatori ognuna con un regolatore primaria propria Consideriamo di avere una sbarra con 2 generatori e 2 carichi In questo caso in condizione di funzionamento a regime si avr AP APig AP2s C1 0 C2 0 Af L energia regolante complessiva la somma di tutte le energie regolanti e la variazione di frequenza inversamente proporzionale all energia regolante totale di rete Acn Kc Y Kg Af La variazione di potenza di ciascun generatore proporzionale alla propria energia regolante quindi Ap di ciascun generatore pari a Acn Kgi Kc Y Kg ACn Per avere la frequenza costante in un sistema con pi generatori con solo regolazione primaria almeno uno dei generatori deve avere l energia regolante infinita Per in un sistema con grandi dimensioni non si pu dare troppa fiducia a un solo generatore perch i suoi limiti di potenza non sarebbero in grado di subire le variazio
72. e alimentate da FRNP AAT AT Clienti finali AAT AT Responsabile del rispetto degli impegni fisici e della presentazione di offerte su MSD Trader per unit di generazione diffusa MT e BT fino a 1 MW Unit di generazione diffusa MT e BT gt 1 MW Trader per clienti finali MT e BT Responsabile del rispetto degli impegni fisici e della presentazione di offerte su MSD Figura 6 1 Modello 1 fase a servizi di sistema e fit amp forget La partecipazione della FRNP al MSD comporta una ridefinizione dei requisiti tecnici e quella della GD connesse alla rete di distribuzione comporta una verifica dei limiti di funzionamento della rete BT e MT Per tale motivo nella fase iniziale potrebbe essere richiesto la partecipazione di sole unit alimentate da FRNP Prima fase Nella situazione attuale la rete di distribuzione dimensionata con il metodo fit amp forget In questo sistema le unit di GD possono offrire servizi per il dispacciamento al TSO La rete di distribuzione potrebbe richiedere agli impianti di GD la possibilit di variare la propria potenza reattiva per rispettare i vincoli sulla tensione dei nodi In questa fase tutti i generatori possono essere offerti sul MSD da tutti gli utenti abilitati del dispacciamento Seconda fase Per garantire il corretto funzionamento nel caso in cui la rete di distribuzione non sia dimensionato con il metodo fit amp forget il DSO deve acquistare i servizi locali
73. e assicurato per 20 U con t gt 100 ms e 15 Un con t gt 500 ms 13 Zona di distacco ammesso Caratteristica OVRT 1 2 115 E LI 1 1 Lo Zona di distacco non ammesso 0 9 0 8 a Caratteristica LVRT 0 6 Tensione Vn 0 5 Zona di distacco ammesso 0 4 0 3 0 2 01 C Eee e FA A HA me 6 Tempo i Figura 4 18 caratteristica V t LVRT e OVRT per generatori eolici 87 Controllo della tensione La presenza di un qualsiasi generatore lungo la linea MT alza la tensione nel punto di connessione La media di tale tensione in un periodo di 10 min deve superare i 110 della U con tensione massima di 120 per pi di 0 6 s le GD devono essere distaccate e per le tensioni maggiori di 110 di Un devono essere distaccati entro 3 s La condizione base di inserzione della potenza avere la cos pari al Nel caso di utente attivo con un generatore i vincoli e le condizioni operative sono garantiti dal normale funzionamento del generatore nell ambito della curva di capability e nel caso di pi generatori essi sono garantiti dal normale funzionamento di ogni generatore Regolazione della potenza attiva Il generatore deve essere in grado di modificare la potenza immessa in rete in funzione della tensione Per le tensioni prossime al 110 deve essere previsto una limitazione automatica della potenza in funzione della tensione Nel caso di sovra frequenza in
74. e determinano un azione stabilizzante Per ottenere la stabilit della regolazione e una frequenza costante si usa un asservimento elastico in cui tramite un freno F e una molla M si rende elastico il collegamento tra A e C oppure si impiega un tachimetro con abbinato un accelerometro 26 Figura 2 8 regolazione isodromica stabilizzata Oggi la regolazione degli impianti idroelettrici sono affidate nella realt a regolatori di tipo elettronico con attuatori formati da motori elettrici I vari segnali vengono convertiti in segnali elettrici ma il principio di funzionamento resta comunque lo stesso I regolatori elettrici per l assenza d inerzia meccanica sono pi rapidi possiedono una sensibilit pi elevata e non presentano limitazioni sul numero di segnali utili al controllo della turbina gestibili Per esempio i Pick up magnetici sono un efficace sistema aggiuntivo per misurare con precisione la velocit di rotazione essi convertono una variazione di riluttanza data dalle asperit realizzate in materiale ferromagnetico di una ruota calettata sull albero della turbina in un segnale di tensione in uscita da un sensore attivo La frequenza e ampiezza del segnale sono proporzionali alla velocit periferica al diametro e numero dei denti della ruota dentata alla resistenza del carico alla distanza sensore dente al rapporto della dimensione dente diametro del sensore e al tipo di pick up utilizzati Magneti
75. e elettrica A tal proposito sono state proposte ulteriori provvedimenti e modifiche della gestione della rete da introdurre in un futuro cambiamento delle normative 142 Bibliografia 1 Paolucci Antonio 1998 Lezioni di trasmissione dell energia elettrica Cepu padova 2 Norma CEI 0 16 3 Norma CEI 0 21 4 Pallabazzaer Radulfo Sistemi di conversione eolico 2011 5 Fith european amp african conference on wind engineering 2009 firenze University Press 6 Impianti solari fotovoltaici a norme CEI Guida per progettisti e installatori VII edizione aggiornata con il quarto conto energetico 2011 Editoria Delfini 7 Alessandro Caffarelli Giulio De Simone Marta Stizza Alessio D Amato Sistemi solari fotovoltaici 2013 Maggioli 8 Luca Rubini Mario Di Veroli Alfonso Calabria Sistemi solari termici tecnologia applicazioni dimensionamento 2008 9 Teddei Andrea La progettazione di centrali termiche a metano e GPL 2010 editoria Maggioli 10 Vittorio Di Vito Regolazione della frequenza e della potenza di scambio in un sistema elettrico con interconnessioni di rete 2007 Lulu com 11 R Marconato Electric power system Vol 1 background and basic components CEI Comitato Elettrotecnico Italiano Milano 12 Siti web http Awww ceiweb it ultimo accesso 18 09 2014 http www trenta it content home ultimo accesso 12 09 2014 http eneldistribuzione enel
76. e escludere tutti i generatori contemporaneamente Dispositivo del generatore DDG Il DDG per un gruppo di generazione deve essere costituito da un interruttore tripolare con sgancio di apertura oppure un interruttore estraibile con sgancio di apertura e un sezionatore installato a monte dell interruttore Invece il DDG per un gruppo di generazione BT deve essere automatico Il DDG deve essere montato su ogni generatore Presa di carico sincronizzazione e avviamento Nel caso di mancanza della tensione di rete non deve essere effettuato il parallelo dell impianto di generazione e la rete I valori di frequenza e tensione per il parallelo dell impianto di produzione sono e Latensione di rete per la presa unica deve essere 90 110 Un per almeno 30 s e La frequenza di rete prima del parallelo deve stabilirsi nell intervallo di 49 9 50 1 Hz per almeno 30 s Nell operazione del parallelo per quanto riguarda la presa del carico il gradiente positivo della potenza non deve essere maggiore al 20 P min 1 Generatore sincrono l avviamento e sincronizzazione dei generatori sincroni si effettuano con il motore primo Per gli impianti con Pn lt 400 kW il parallelo pu essere effettuato con e Pa Piete 10 fn frete 0 5 e po lt 10 2 Generatore asincrono l avviamento e sincronizzazione dei generatori asincroni fino al00 kW si effettua con il motore primo o con un motore di lancio elettrico Per i
77. e generale Le soglie di regolazioni delle protezioni sono forniti dal distributore all utente 3 Interventi sugli apparecchi di protezione la regolazione della protezione generale dipende dalla rete e dall impianto dell utente Le regolazioni delle protezioni non possono essere modificati dall utente senza il permesso del distributore 4 Dispositivi di richiusura automatica generalmente per evitare le sollecitazioni sui generatori la chiusura rapida tripolare non adatta nei collegamenti degli utenti attivi tuttavia la chiusura rapida tripolare pu essere utilizzata in casi particolari e in prossimit degli utenti attivi con criteri di esercizio cautelativi Generalmente viene utilizzata la chiusura e l apertura uni tripolare 5 Lo stato del neutro per V gt 120 kV i centri stella dei trasformatori elevatori di 6 64 interconnessione e di centrale devono essere accessibili per il collegamento di messa a terra Tali trasformatori devono avere un avvolgimento per far circolare la corrente omopolare e l isolamento dell avvolgimento deve essere realizzato considerando la piena tensione Comunicazione l utente deve fornire al distributore le misure le limitazioni del punto di connessione e i segnali prestabiliti L utente pu chiedere alla rete se disponibile i registri cronologici degli eventi le segnalazioni locali e i rilevatori della qualit della tensione 4 2 4 Regole tecniche di connessione per g
78. e il telescatto al livello locale dai DSO Perci la disponibilit di utilizzare tale servizio potrebbe essere un obbligo di natura tecnica a livello locale oppure a livello del sistema Partecipazioni alla rialimentazione del sistema La possibilit di assicurare la rialimentazione del sistema potrebbe essere soddisfatta dalla partecipazione degli impianti alimentati da FRNP Tale partecipazione un obbligo di natura tecnica al livello di sistema imposta dal gestore di rete Funzionamento in isola In alcuni casi per maggiore continuit del servizio con la rete del distributore soggetto a guasti frequenti il TSO potrebbe continuare ad alimentare la sua rete oppure una porzione di essa in isola rispetto al sistema elettrico generale In tal caso le unit di GD devono assicurare il funzionamento del sistema alimentando i carichi propri con livelli elevati di sicurezza affidabilit e qualit presentando i servizi di regolazione necessaria 134 6 3 servizi di mercato Per consentire un esercizio migliore della rete con lo sviluppo della capacit di generazione si potrebbe ridefinire i diritti e i meccanismi economici applicati agli impianti alimentati da FRNP e GD Riserva in fase di programmazione In caso di sviluppo di un dispacciamento locale tale risorsa pu essere richiesto alla generazione distribuita connessa alla rete per assicurare la risoluzione delle congestioni Il DSO potrebbe acquistare la disponib
79. e soluzioni di natura elettrica o meccanica per il funzionamento del rotore a velocit variabile mantenendo costante la frequenza Le soluzioni pi utilizzate sono e Generatore asincrono a rotore avvolto con resistore variabile esterno in serie all avvolgimento di rotore con inserimento del resistore si pu ottenere una variazione della velocit al di sopra di velocit di sincronismo 0 10 e della coppia elettromagnetica del generatore In questo modo si va a funzionare nel punto di TSR ottimale in funzione del vento In tal caso si ha un aumento della perdita nel resistore Alla velocit elevata del vento per mantenere costante la corrente nel rotore e la 34 potenza erogata circa uguale alla potenza nominale si pu aumentare la resistenza complessiva del rotore L incremento dell energia meccanica erogata dal rotore si dissipa in calore del resistore esterno Generatore asincrono a rotore avvolto con un convertitore interposto tra rete e rotore la potenza dissipata aggiuntiva nel resistore pu essere immesso in rete con un raddrizzatore che converte la potenza in eccesso da AC in DC e poi la riconverte in AC alla frequenza nominale di rete tramite un inverte La tensione del rotore fornita dal convertitore mentre quella di statore dalla rete La potenza erogata dallo statore si immette in rete invece il rotore eroga la potenza nel funzionamento da generatore e assorbe nel funzionamento da motore Si fornisce 1 3 della poten
80. egli organi di manovra per quanto riguarda gli apparecchi presentati alla lettera C La messa in sicurezza e il pronto intervento degli impianti devono essere assicurati in minor tempo possibile e L esercizio delle parti alla lettera A deve includere l attuazione e risconto delle protezioni stabilite L indisponibilit delle protezioni causa l apertura del collegamento e Ogni modifica di suddetti dispositivi riguardo la funzionalit della rete deve essere concordato dal distributore e La manutenzione dei dispositivi ai fini della funzionalit della rete deve essere concordato con il distributore Impianto di rete per la connessione In generale la progettazione la realizzazione l esercizio e la manutenzione della rete sono di competenza del distributore L impianto di rete presso l utente nell ambito dell impianto di comunicazione di rete composto da dispositivi di sezionamento e manovra del distributore L impianto di rete presso l utente riservato al personale del distributore 4 2 2 L impianto di utente per la connessione a Dispositivi I dispositivi necessari per la connessione sono e Sezionatore generale destinato a sezionare l impianto per la connessione posto a valle di ogni punto di connessione e Interruttore generale per escludere l intero impianto posto a valle del sezionatore generale Tale interruttore pu essere utilizzato per il parallelo tra reti Il dispositivo generale DG c
81. eguito dell intervento delle protezioni SPI viene aperto il DDI o DDG si deve prevedere un tempo di attesa di almeno 180 s trascorsi dall istante in cui i parametri elettrici controllati dalle suddette protezioni hanno riacquisito i valori nominali prima di richiudere il DDI o il DDG La definizione dei criteri di avviamento degli impianti di generazione connessi indirettamente che possono funzionare in parallelo alla rete stata aggiunta di recente alla Norma CEI 0 21 e sar presa in considerazione nel prossimo capitolo Funzionamento in parallelo di breve durata il funzionamento in parallelo di durata breve consentito per qualsiasi impianto di generazione purch la durata del parallelo non superi 30 s per gli impianti trifase e 10 s per quelli monofase tramite rel temporizzatore Se il parallelo nei casi particolari supera i 30 s ma fino a 30 minuti si deve prevedere una PI che agisce sull interruttore del generatore con le regolazioni riportate nella tabella successiva Tabella 4 4 regolazione per la PI per prove periodiche di generatori di emergenza Protezione Soglia di intervento Tempo di intervento Massima tensione 59 1 15 Vn Senza ritardo intenzionale Minima tensione 27 0 7 Vn 0 4 s Massima frequenza 81 gt 50 3 Hz Senza ritardo intenzionale Minima frequenza 81 lt 49 7 Hz Senza ritardo intenzionale D Funzionamento in isola su carichi privilegiati in assenza di ulteriori prescrizi
82. el luogo di consumo finale in modo pi affidabile ed economico Tuttavia la produzione dell energia elettrica con gli impianti fotovoltaici non privo di problemi Oltre ad avere un rendimento basso producono l energia in modo discontinuo e il costo iniziale della realizzazione dell impianto alto La quantit 36 dell energia prodotta dipende essenzialmente dalla radiazione solare ombreggiamento l orientamento dei pannelli e prestazioni di inverter e celle fotovoltaiche e generatore fotovoltaico L elemento fondamentale del generatore dove avviene la conversione della radiazione solare in energia elettrica la cella fotovoltaica La cella costituita da un semiconduttore solitamente tetravalente per esempio silicio Drogando il silicio con atomi pentavalenti e trivalenti si va a creare due regioni rispettivamente con mancanza ed eccesso di cariche negative Mettendo a contatto le due zone a drogaggio diverso si ottiene la giunzione P N dove si avr un accumulo di elettroni nella regione P e un accumulo di lacune nella regione N quindi si crea un campo elettrico interno il quale si oppone ad ulteriori diffusione delle cariche una volta raggiunto l equilibrio Applicando una tensione esterna la giunzione permette il passaggio della corrente Tale fenomeno si effettua per l effetto fotovoltaico quando la cella esposta alla luce solare e Caratteristiche elettriche delle celle fotovoltaiche come si vede nella figura seguente
83. ell impianto dell utente sull esercizio della rete di distribuzione Il sistema di protezione del GD composto da e TA di fase e di terra TV e trasduttori di corrente e di tensione con connessione al rel e Circuito di apertura dell interruttore e Rel di protezione Le protezioni contro i guasti a terra dell impianto di utente devono funzionare correttamente a prescindere dello stato del neutro In quanto nell esercizio di una rete a neutro compensato il neutro potrebbe trovarsi isolato Il rel del SPG deve realizzare e Protezione di massima corrente di fase bipolare a tre soglie in cui due sono a tempo indipendente e l ultima tempo dipendente Nel seguito si utilizzano i simboli e I gt prima soglia della rivelazione di sovraccarico e T gt gt seconda soglia con ritardo intenzionale della rivelazione di cortocircuito polifase su impedenza e TI gt gt gt terza soglia istantanea della rivelazione di cortocircuito polifase franco e Protezione di Iomax a due soglie oppure direzionale di terra a due soglie elomax a una soglia Nel caso di Iomax si ha Io gt prima soglia per la rivelazione di guasto fase terra e Io gt gt seconda soglia della rivelazione di guasto doppio fase terra nel caso di protezione direzionale di Iomax si ha 67N S prima soglia per i guasti fase terra a neutro compensato e 67N S seconda soglia per quelli a neutro isolato 78 e Per la PG di utenti attivo con P gt 3MW si deve pr
84. ella tensione nominale si devono distaccare le unit di GD entro 3 s con la tensione di rete prossimo al 110 della tensione nominale le unit GD devono assorbire la potenza reattiva contribuendo alle limitazioni della tensione misurata Le unit di GD con P gt 6 kW possono contribuire a una regolazione centralizzata in presenza di un opportuno sistema di comunicazione In tal caso devono assorbire potenza reattiva in prossimit del 110 V ed erogare in prossimit del 90 Vu La limitazione di potenza attiva erogata dall utente pu essere effettuata su un comando del distributore oppure in maniera automatica per le tensioni prossime al 110 V e in caso di transitorio di frequenza sulla rete Sistema di protezione Il sistema di protezione generale per gli impianti di generazione deve essere quello indicato per gli utenti passivi Sistema di protezione di interfaccia SPI Se il SPI installato sul lato BT dell utente connesso alla MT con potenza maggiore di 30 kW si applica comunque la Norma CEI 0 16 Tale sistema agendo sul DDI realizza la protezione di massima minima frequenza e massima minima tensione prevedendo la capacit di ricavare segnali finalizzati a comando di scatto e presenza rete dati per abilitare le soglie di frequenza su protocollo serie CEI EN 61850 con certificato di livello A da ente ISO 9000 o ISO 17025 La protezione di massima minima tensione nel sistema trifase devono avere in ingresso le grandezze
85. empo di risposta 10 s della riduzione di potenza dalle variazioni di frequenza Limitazioni della potenza attiva immessa alla rete La potenza degli impianti con potenza installata maggiore di 100 kW controllati dalla smart grid e sistema di comunicazione always on possono essere diminuiti in occasione di sottofrequenza sulla rete Durante il cortocircuito nella rete al fine di sostenere la tensione al gruppo di generazione pu essere chiesto di iniettare una corrente induttiva durante il buco di tensione creato Separazione dell impianto di generazione dalla rete L impianto di produzione dell utente in parallelo non deve causare perturbazioni al servizio sulla rete In assenza di alimentazione il parallelo non si deve interrompere automaticamente In caso di abbassamento di frequenza e tensione oppure mancanza di tensione il dispositivo di parallelo non deve connettere l impianto alla rete L utente deve installare un dispositivo di interfaccia DDI per la separazione d impianto in caso di e Mancanza di tensione di rete e Guasti sulla linea di MT e Chiusura manuale o automatica della rete che pu causare danni ai generatori Gli impianti di protezione devono poter operare in range di frequenza differenziati per due motivi e Assicurare il distacco rapido degli impianti in caso di guasto sulla rete e Assicurare il mantenimento della connessione in caso di variazione lenta della frequenza Il rientro dei genera
86. eneratore interferiscono con la regolazione della protezione di interfaccia devono essere riportate nel regolamento di esercizio Le regolazioni possono essere riassunte mediante uno schema logico del funzionamento del SPI che contiene anche le indicazioni dei segnali di telescatto e di presenza rete comunicazione Qualsiasi altre protezioni esterna o integrata del generatore statico devono 116 essere coordinate con la protezione di interfaccia consentendo il funzionamento del generatore nei campi di frequenza e tensione impostati nella protezione di interfaccia Teledistacco Misura V 4 0s oppure 0 1 s o T T is oppure 0 1 s Segnale esterno Comando locale Figura 5 3 schema logico funzionale del SPI modalit transitoria di funzionamento del SPI Tramite il comando locale con valore 0 si ottiene il funzionamento in soglie permissive con 1 in soglie restrittive con il tempo di intervento della protezione 81 lt S2 e 81 gt S2 pari a 0 1 s Modalit definitiva di funzionamento del SPI Nell impiego del SPI sulla base del segnale esterno lo stato dell ingresso logico in caso di rete di telecomunicazione operativa 0 In caso la rete do comunicazione non sia operativa oppure in caso di comando esterno inviato dal DSO tale segnale sar 1 Il comando locale deve essere sempre impostato sull 1 Il tempo di intervento del 81 gt S2 di 1 s e quello del 81 lt S2 di 4s 117
87. ento e la ricostruzione dei disservizi e Garantire la reciproca riserva nel momento di malfunzionamento Il distributore e l utente devono assicurare il corretto funzionamento dei propri sistemi di protezione Il distributore ha la facolt di chiedere la revisione del sistema di protezione dell utente in caso di malfunzionamento dei tali sistemi I dispositivi dell impianto dell utente devono resistere alle sollecitazioni dovuti ai guasti e alle richiusure in rete e devono essere protetti da sollecitazioni dovuti ai guasti senza copertura delle protezioni de rete 2 L installazione di protezioni nel punto di connessione in carico all utente qualsiasi sia la sua natura attivo o passivo Il sistema di protezione generale SPG composto da e TV eTA di fase con la connessione al rel di protezione e Rel di protezione e relativa l alimentazione e Sistema di apertura dell interruttore Nel caso di guasti interni all impianto dell utente SPG deve isolare solo ed esclusivamente la parte guasta senza coinvolgere altri utenti o parti di rete Gli utenti passivi devono installare una protezione di massima corrente tripolare a due soglie a tempo indipendente Nel caso sia presente un generatore la protezione generale non deve intervenire intempestivamente al presentarsi di un guasto sulla rete esterna Inoltre deve essere prevista l apertura del dispositivo generale in caso di mancanza di tensione ausiliare alla protezion
88. enza costante al variare la velocit varia la corrente erogata come si vede nel grafico 35 250 cosp 08 cosy 0 8 1000 kW fin anticipo n ritardo i cosp 1 Comente di statore Tensione indotta Figura 2 16 caratteristica V I del generatore sincrono e convertitore L alternatore produce la potenza reattiva se U indotta gt U rete mentre assorbe la potenza reattiva se U ete U indotta Spesso si impiegano alternatori a magneti permanenti integrati nel rotore della turbina eolica per produrre il campo magnetico indotto La gestione della potenza attiva avviene tramite un convertitore a due stadi Nel primo stadio un raddrizzatore converte la Vac e I ac con frequenza variabile in Vpc e Ipc e nel secondo stadio si riconverte la Vpc e Ipc in alternata a frequenza di rete con un inverter Per regolare il valore efficace della tensione nei generatori ad eccitazione separata si agisce sulla corrente di eccitazione stessa mentre nei generatori a magneti permanenti si agisce o tramite regolazione PWM nell inverter o tramite tiristori nel raddrizzatore 2 4 Centrale solare Le centrali che utilizzano l energia solare per produrre l energia elettrica sono di due tipologie diverse 2 4 1 centrale fotovoltaica Con un impianto fotovoltaico si ha la trasformazione dell energia derivata dal sole in quella elettrica senza utilizzo di combustibili e senza emissione inquinante Inoltre si pu generare l energia nella vicinanza d
89. enza di sbarre questo schema adottabile solo nel caso di inserimento in antenna b Tale schema applicabile agli impianti che sono sorvegliati 24 ore al giorno In tal caso consentito la manovra del sezionatore generale e sezionatore di terra sulle esigenze del distributore Sistema mono sbarra generalmente utilizzato per la connessione di un stallo dell utente come si vede nella figura seguente Le linee in tratteggio evidenziano i dispositivi necessari nel caso di pi stalli dell utente 58 AAG anzi Ne MAL i LUNEA ACREA O CAVO UNEA AIMEAO CAVO i DISTRIBUTORE UTENTE ATTIVO TETORI UTENTE PASSIVO NECESSARLA SOLO PIR b 5 UTENTI CON PIU STALLI VE cemsenicnanan is cerpa sen cesmanens i neonazi nea perio i j x A ghn is TF ad i H i iyen i i STALLO UTENTE EVENTUALE UL TEVORE STALLO UTENTE EVENTUALE UL TERSOIRE STALLO UTENTE STALLO UTENTE a b Figura 4 1 inserimento in antenna a per utenti attivi che si configurano come punti di immissione b per utenti passivi 4 2 Regole tecniche di connessione per tutti gli utenti 4 2 1 Confini di propriet e dispositivi del utente funzionali al attivit del distributore La figura 4 2 dimostra il collegamento di un utente passivo con la connessione in antenna Se l impianto di utente prevede i sistemi di controllo comando e protezione deve esserci un secondo quadro nel quale si posizionano tali sistemi con l accesso in si
90. enza e tensione si effettuano con uno dei seguenti metodi Caso A TV I fase fase a triangolo aperto in MT nella misura di frequenza a partire dalle tensioni concatenate obbligatorio non deve essere impiegato TV I fase terra sulla rete MT In caso di pi grandezze di misura lo scatto deve avvenire con minima frequenza e massima frequenza misurati La tensione si misura a partire dalle tre tensioni concatenate e non si pu impiegare i TV I fase terra sulla rete MT Lo scatto previsto in caso di minima tensione e massima tensione misurati Per ricavare le tensioni della sequenza dirette e inversa con le misure di tensioni si pu utilizzare e Vd U12 aU23 2 e Vi U12 aU23 2 e Ud U12 aU23 a2U31 2 e Ui U12 amp 2U23 U31 2 La tensione residua si misura con tre TV I stella triangolo aperto con una resistenza antiferrorisonanza 92 Caso B tre TV NI fase terra in MT la frequenza pu essere misurata con la tensione di fase misurata dai trasduttori oppure delle tensioni concatenate calcolate Lo scatto con pi grandezze di misura previsto per minima frequenza e massima frequenza misurati Per le funzioni 27 S1 27 82 59 S1 59 S2 si deve misurare la tensione concatenata con lo scatto in caso di minima tensione e massima tensione misurati Le tensioni di sequenze diretta e inversa si possono calcolare con le tensioni misurate dai trasduttori o calcolate interamente al rel con seguenti metodi e V
91. eratore stesso Per i generatori statici l assenza del danneggiamento dovuto alla richiusura in discordanza di fase deve essere garantito dall inverter In assenza dei carichi privilegiati il DDI pu coincidere con il DDG Negli impianti con pi generatori si deve impiegare un unico DDI che esclude tutti i generatori contemporaneamente Si possono utilizzare pi DDI con un unico sistema di protezione di interfaccia che agisce in logica OR Negli impianti con P lt 20 kW possono essere presenti fino a tre DDI ognuno con la propria PI senza funzionamento in OR Rincalzo in caso di mancanza di apertura del DDI 103 Per gli impianti con P gt 20 kW si deve prevedere un dispositivo del rincalzo al DDI che pu essere un DG oppure un DGL Si pu ottenere la funzione del rincalzo al DDI dal comando di apertura della bobina a mancanza di tensione o a lancio di corrente oppure altro mezzo in grado di garantire l esclusione dei generatori in mancanza di apertura del DDI Negli impianti con l inverter dotato di un DDI interno ammesso che questo assuma la funzione rincalzo al DDI Per impianti con P gt 20 KW tra il generatore e la rete devono esserci almeno due dispositivi per la protezione di interfaccia di cui uno funziona da DDI e l altro da rincalzo al DDI e Dispositivo di generatore DDG il compito del DDG separare il generatore dell impianto di produzione garantendo e L avviamento e l esercizio del generatore in condi
92. ergia carbon free spesso non accettato di buon grado dalla popolazione preoccupata dagli incidenti occorsi durante la sua storia e dalla gestione delle scorie ereditate dalla sua attivit La generazione centralizzata impone una gestione di tipo unidirezionale dei flussi di potenza dalle grandi centrali alle utenze finali attraverso un lungo percorso elettrico lungo il quale viene dissipata una gran quantit di energia La generazione distribuita GD viceversa intesa come la delocalizzazione della produzione dell energia elettrica permette di realizzare con un impatto ambientale e paesaggistico molto pi ridotto la produzione dell energia vicino ai centri di consumo decretando un notevole risparmio in termini di minori perdite di sistema In media tali perdite nella rete di trasmissione e di distribuzione con una gestione di tipo centralizzato sono pari al 10 dell energia prodotta che pu essere almeno in parte risparmiato Tale risparmio unito alla possibilit di sfruttare anche limitate fonti locali di energia primaria rinnovabile che pur utilizzando impianti di taglia medio piccola con rendimenti minori rispetto alle grandi centrali permette di ottenere un rendimento complessivo del sistema notevolmente maggiore e una riduzione drastica delle emissioni in atmosfera Figura 1 1 Generazione centralizzata concentrata Storicamente l Italia come tanti altri Paesi europei e non ha utilizzato il controllo stat
93. ernata S te i Paaa Analizzatore continua Inverter di Rete Figura 5 12 circuito di prova delle condizioni di connessione a Si deve effettuare l accensione dell inverter rispettivamente con Uac lt 85 Un e Uac gt 110 Un 49 9 Hz lt f lt 50 1 Hz verificando che il sistema non effettui il parallelo con la rete la potenza letta dall analizzatore di rete deve essere pari a nulla b Trascorsi almeno 30 s dall inizio della prova del punto a si deve verificare la permanenza dello stato di aperto l erogazione di potenza in uscita deve essere pari a 125 nulla A tal punto si pu riportare U all interno dei limiti 85 Un lt U lt 110 U e al contempo disabilitare l inverter In queste condizioni si continua al riarmo verificando che il parallelo con la rete e l inizio dell immissione di potenza non avvenga prima che siano passati 30 s dall attivazione del convertitore c A questo punto si deve simulare con il convertitore sotto carico un distacco per superamento delle soglie di massima e minima tensione allo scopo di provare che riportata la tensione nei limiti 85 Un lt U lt 110 Uhn il tempo di attesa per la riconnessione sia almeno pari a 300 s d Si ripeta la prova nel a con 85 U lt U lt 110 U e 49 9 Hz gt f gt 50 1 Hz verificando che il sistema non effettui il parallelo con la rete e Trascorsi almeno 30 s dall inizio della prova del punto d si deve verifi
94. erogare la potenza reattiva e reattiva alla rete Sono state inserite due soglie di intervento di frequenza due soglie di minima tensione e una di massima tensione con misura a media mobile su 10 minuti nella regolazione di protezione di interfaccia Per evitare che gli impianti di produzione degli utenti con generatori statici in occasione dei buchi di tensione si disconnettano dalla rete l impianto con potenza complessiva maggiore di 6 kW deve avere requisiti funzionali per rispettare i tempi previsti nella caratteristica V t della LVFRT Gli inverter dovranno diventare dispositivi intelligenti non solo per la conversione da corrente continua ad alternata ma anche per la regolazione dei parametri della rete ricevendo imput della stessa per modificare i parametri richiesti dalla rete Sono state modificate alcune prescrizioni nella connessione degli impianti di produzione dell energia ma anche gli impianti di fornitura momentanea oppure impianti di utenza passiva in generale 141 Sono state introdotte ulteriori precisazioni nel sistema di misura dell energia elettrica sia per gli impianti di generazione con un sistema di accumulo dell energia sia per gli impianti senza sistema di accumulo ma con uno scambio di potenza con la rete Infine con l inevitabile crescita della rete elettrica sia fisicamente sia dal punto di vista tecnico ed economico sarebbe appropriato approfondire alcuni altri aspetti nella gestione della ret
95. evedere uno scatto per effetto della I gt gt gt a un accordo direzionale Pu essere previsto un blocco della soglia di minima corrente che agisce con l individuazione della seconda armonica Il SPG pu essere costruito con i seguenti metodi e SPG integrato con un dispositivo integrato che funziona da PG TA TV o TO e SPG non integrato con singoli TO TA TV PG combinati in modi diversi La regolazione della PG dipende dalla rete e l impianto di utente Il distributore fornisce i valori per le regolazioni minime e ha facolt di comunicare anche i valori di regolazioni superiori L utente potrebbe utilizzare valori di regolazione minime Per gli utenti con P gt 3MW considerando le caratteristiche della rete si applicano le seguenti funzioni protettive e Protezione di massima corrente di fase I gt operazionali I gt gt 250 A e 500 ms e P gt gt 600 A e 120 ms il tempo si riferisce all estinzione della sovracorrente livelli di tensione sono 15 kV e 20 kV e Protezione di Io max per reti a neutro isolato I gt 2 A e 450 ms senza impiego di 67N S e S2 Io gt gt con 67N S a 140 di corrente di guasto fase terra e 170 ms e reti a neutro compensato I gt a 2 A e 450 ms e I gt gt sempre con 67N a 140 della corrente di guasto fase terra e 170 ms in alternativa per le reti senza 67N si pu usare I gt a 2 A e 170 ms e Regolazione direzionale di terra 67N S con Ip 2 A e Vo 5 V e settore di inter
96. i categoria ACI che dovranno assicurare una distanza minima in aria tra i contatti aperti Rincalzo per mancata apertura del dispositivo di interfaccia Per gli impianti con P gt 20 kW si deve prevedere un dispositivo di rincalzo al DDI La funzione di rincalzo al dispositivo di interfaccia realizzata tramite l invio cont lt 0 5 s in caso di mancata apertura del dispositivo di interfaccia del comando di apertura mediante II M 113 bobina a lancio di corrente bobina a mancanza di tensione o altro mezzo in grado di garantire la sicurezza sull apertura della protezione di interfaccia a un dispositivo di rincalzo in grado di staccare i generatori dalla rete Impianti di produzione con generatori asincroni direttamente connessi Per i generatori asincroni con P gt 20 kW utilizzando un motore primo la chiusura del dispositivo di generatore deve essere effettuato a velocit di rotazione pari a quella di sincronismo con una tolleranza di 2 Nel caso di avviamento dalla rete la corrente di avviamento non deve superare due volte la corrente nominale del generatore L intervallo minimo tra l avviamento di un generatore e gli eventuali successivi generatori di 30 s Impianti di generazione connessi indirettamente Negli impianti di produzione con generatori statici la connessione alla rete l avviamento e sincronizzazione dell impianto la riconnessione alla rete dopo un distacco e la ripresa del funzionament
97. i assume convenzionalmente che l erogazione e assorbimento della potenza reattiva avviene allo scopo di evitare le variazioni di tensione causata dall immissione della potenza reattiva Invece nei punti tra capability triangolare e quello rettangolare l impianto assorbe o erogala potenza reattiva con lo scopo di fornire un servizio di rete Generalmente l iniezione della potenza avviene a cosg 1 Il funzionamento a cosp 1 deve essere possibile con logiche e leggi di controllo locale e da remoto 107 PIPn 96 cosp 0 9 assorbimento induttivo coso 0 9 erogazione capacitivo RAPPISPPPAPSSCISISISILA PSSZIEZZZA SRZAZZEZE Li i H H I I LI i i Capability rettangolare iI F Per ogni P Pn Q 0 4843 Pn Aen i i L d etere Capability triangolare YSS Per ogni P Ph Q 0 4843 P I i i fi L b I LI i H 48 43 0 48 43 Q Pn Qmin Qmax Figura 4 29 curve di capability triangolare e rettangolare per inverter in impianti con P superiore a 6 kW G Condizioni di funzionamento in parallelo il funzionamento in parallelo si deve interrompere automaticamente agendo sul dispositivo di interfaccia senza ritardo intenzionale in assenza di alimentazione della rete in caso di guasto al DDI e con valori di tensione e frequenza non compresi entro i valori riportati nella tabella 5 1 Il funzionamento in parallelo non deve creare pertur
98. i degli utenti delle cabine MT BT e delle linee MT BT Protezioni di linea Conduttori Trasformatori variatori sotto carico AT MT In generale la rete dovr essere in grado di gestire le richieste di trasmissione dell energia tra varie porzioni di reti di distribuzione dove viene iniettata e o prelevata energia dai vari utenti attivi o passivi dovr cio essere possibile un affidabile flusso bidirezionale nella rete di trasmissione e di distribuzione caratterizzato da elevate variazioni in termini di quantit di energia veicolata che il gestore deve essere in grado di controllare Quest ultimo aspetto pone il gestore di rete di fronte a nuove sfide e impone che anche la GD e non solo la generazione centralizzata sia sotto il completo controllo dello stesso Identiche considerazioni dovranno valere anche per i sistemi d accumulo e Studio di sviluppo di nuovi assetti della rete di distribuzione in presenza della GD Gli sviluppi futuri della rete di distribuzione con forte presenza di GD puntano sulla creazione di Micro Grids e sulla capacit di veicolare elevati flussi potenza lungo la rete di trasmissione sfruttando elettrodotti ad altissima tensione in AC come pure in DC le Micro Grid sono reti intelligenti relativamente poco estese che forniscono un servizio del tutto similare a un grande sistema elettrico a tutti gli utenti loro connessi A Micro Grid autonome sono elettricamente isolati dalla rete
99. i potenza senza limitazioni l utente deve concedere al distributore di controllare l ordine di grandezza dei prelievi in caso il valore assorbito cos determinato risultasse maggiore della potenza richiesta dall utente in fase di connessione si utilizzano i provvedimenti vigenti Qualora l impianto sia dotato di dispositivi che costituiscono un carico costante il cui impiego sia controllato da apparecchiature di accensione e spegnimento comandati da interruttori automatici orari installati dall utente si deve definire anche il numero delle ore del consumo e in tal caso facoltativa la posa del contatore Connessioni permanenti particolari In alternativa alla connessione tradizionale alla rete elettrica il distributore ha facolt di adottare un impianto di generazione locale ove possibile utilizzare fonti rinnovabili senza connessione alla rete di distribuzione per fornire l energia elettrica agli utenti molto lontani dalla rete oltre 2 km dalla cabina MT BT di riferimento o di difficile accesso o sottoposto a particolari vincoli paesaggistici Dispositivi ammessi in funzione di DDI Il DDI deve essere costituito da interruttore di manovra sezionatore o interruttore automatico adatto al sezionamento oppure contattore onnipolare di categoria AC3 dimensionato sulla base della configurazione d impianto dell Utente tuttavia per generatori con inverter di Pa lt 6 kW con DDI interno possibile impiegare contattori d
100. ibutore il PAC deve essere dislocato dal distributore e l utente deve prevedere un cavo con guaina per il collegamento del PdC al proprio impianto conforme alla Norma CEI 11 4 per conduttura aerea e Norma CEI 11 17 per conduttura interrata Per gli impianti a P lt 30 kW il distributore pu installare un limitatore della potenza Nel caso di fornitura non limitata l utente deve concordare al distributore di controllare l ordine di grandezza dei prelievi e la durata dell impianto in funzione Nel caso l utente assorbi pi potenza rispetto a quella richiesta in fase di connessione si adattano i provvedimenti vigenti Regole tecniche di connessione per gli utenti attivi Neutro consegnato dal distributore il neutro della rete non deve essere interrotto nel funzionamento in isola dell impianto utilizzatore Nel funzionamento in parallelo dall impianto con la rete il neutro non deve essere messo a terra Schema e dispositivi di connessione dell utente la figura 2 27 seguente dimostra uno schema generale per la connessione degli impianti alla rete BT 102 Dispositivo della Rete Dispositivo della Rete del Distributore N del Distributore H Sbarra BT di Sbarra BT di i Cabina secondaria Cabina secondaria L Rete del Distributore Parte di impianti non abilitata al funzionamento in isola Dispositivo Generale Dispositivo di Interfaccia Dispositivo di Interfaccia Eventua
101. ica dell immissione graduale con rampa di salita da vuoto al P in almeno 300 s deve essere effettuato registrando durante i test b c e ed f con l analizzatore di rete i parametri di uscita all inverter con una cadenza di un campione pari al valore medio ogni 200 ms I campioni registrati dal momento in cui l inverter supera un livello d immissione pari al 5 P riportati su un grafico dovranno essere al di sotto della curva limite P lt 0 333 Py s con uno scarto massimo di 2 5 Pn 126 5 6 Limitazione della potenza attiva delle unit GD Regolazione della potenza attiva in presenza di transitori sulla rete di trasmissione In caso di transitori di frequenza sulla rete l erogazione di potenza sar regolata con la legge di controllo riportata di seguito come si vede nel grafico seguente Nel range di frequenza compreso tra 47 5 Hz e 50 3 Hz gli impianti di generazione regolabili con i convertitori statici devono erogare il massimo della potenza attiva Definiti Statismo s variazione di frequenza rappresentato come fi che porta a una variazione di P pari al 100 della potenza istantanea Lo statismo deve essere regolabile tra 2 e 5 con il default pari al 2 4 corrispondente a un gradiente di potenza pari all 83 3 Hz Pimax potenza erogata all istante di superamento dei 50 3Hz Phnom potenza nominale dell unit di produzione Pimin potenza minima raggiunta nel transitorio di sov
102. ilit di produrre e coprire la quota di FRNP che reputa possa non seguire il programma al giorno prima Risorse perla riserva primaria secondaria e terziaria Oltre a una banda obbligatoria della riserva primaria di potenza si potrebbe prevedere l acquisizione tramite il mercato della riserva primaria dal TSO come un servizio dalle FRNP e GD La riserva secondaria potrebbe essere richiesto per compensare gli scatti tra la potenza prodotta e richiesta contribuendo il ristabilimento della frequenza e fornire la potenza di scambio Il TSO potrebbe acquistare come servizio la risorsa per la riserva terziaria di potenza tramite i mercati delle unit di produzione alimentate con le FRNP Risorse peril bilanciamento dell energia elettrica Le risorse per il bilanciamento possono essere richieste alla GD per assicurare la riduzione di congestioni di rete locale e mantenere il profilo di scambio annullando la differenza rispetto a quello stimato al giorno prima Regolazione della tensione tramite assorbimento erogazione di potenza attiva e reattiva La logica di regolazione nella configurazione passiva della rete prevede un riferimento di tensione in CP per compensare la caduta di tensione CdT anche a fondo linea In tal caso le tensioni hanno un andamento non crescente per i flussi di potenza attiva e reattiva e determinano una CdT su ogni tratto di linea Invece nel caso di rete attiva la penetrazione della GD potrebbe c
103. impianti di terra per evitare il trasferimento di tensioni tra i vari impianti durante un guasto deve essere previsto un trasformatore di isolamento 2 Responsabilit per la sicurezza Per gli interventi che richiedono l interruzione dell impianto di rete presso l utente o l impianto di connessione l utente deve seguire la procedura predefinito dal distributore Il distributore si riserva la facolt di interrompere il servizio all utente nel caso di manutenzione dell impianto 3 Servizi ausiliari Se il distributore non prevede un trasformatore MT BT in loco l utente deve interporre un trasformatore di 2P T 16 A 230 V con fusibili con riferimento alle Norme CEI EN 60309 2 al locale di misura e di competenza del distributore La messa a terra del neutro BT deve essere collegato all impianto di terra presso l utente 4 Caratteristiche dei locali L utente deve fornire un locale per l impianto di rete e uno per i complessi di misura con dimensioni e caratteristiche meccaniche ed elettriche adeguate al loro impiego accessibile al distributore senza necessit di preavviso o vincoli L utente pu accedere al locale dei complessi di misura Il distributore deve prevedere i TV e TA per misurare l energia erogata dall utente in prossimit del punto di connessione Le dimensioni del locale di connessione devono consentire un eventuale adozione dello schermo di inserzione in entra esce A titolo indicativo
104. inizio Protezione intervento della condizione anomala rilevata dalla protezione e l emissione del comando di scatto su 10 min in accordo a CEI EN 61000 4 30 iniziale e finale di tensione al O 0860 oss Minima tensione 27 92 Massima frequenza 81 gt S2 0 51 5 Hz 0 1 s oppure 1 s Minima frequenza 81 lt 5S2 47 5 Hz 0 1 s oppure 4 s Soglia abilitata solo con segnale esterno alvalore alto e con comando locale alto Nel caso di generatori tradizionali il valore indicato per il tempo di intervento deve essere adottato quando la potenza complessiva superiore a 6 kW mentre per potenze inferiori pu essere facoltativamente utilizzato un tempo di intervento senza ritardo intenzionale Soglia obbligatoria per i soli generatori statici con potenza complessiva installata superiore a 6 kW Per valori di tensione al di sotto di 0 2 Vn la protezione di massima minima frequenza si deve inibire La funzione di 59 S1 basata sul valore medio di tensione misurata sull intervallo di 10 min tale valore medio deve essere creato ogni 3 secondi per essere paragonato con il valore di impostazione per la protezione Il SPI deve poter disabilitare per solo i generatori statici su comando locale protetto da usi impropri anche senza segnale di comunicazione le soglie 81 gt S1 e 81 lt S1 consentendo il funzionamento della soglia compresa tra 47 5 Hz 81 lt e 51 5 Hz 81 gt Per i generatori tradizionali se le protezioni del g
105. interfaccia sono riportati nella tabella 4 2 Tali valori sono da intendere come valori di default Tabella 4 2 regolazione del SPI Protezione Soglia di Tempo di Tempo di apertura intervento intervento ppa Massima tensione 59 51 basata su calcolo valore efficace secondo Variabile in funzione l Allegato S valore iniziale e finale di tensione al massimo 603 s Massima tensione 59 52 1 20 Un 0 60 a Il tempo totale di apertura del DDI si Minima tensione 27 1 0 85 Un 1 attiene dalla colonna precedente 5S massimo 70 ms per Massima frequenza 81 51 0 50 2 Hz A gia MT e i ms per soglia restrittiva apao A SARTI Minima frequenza 814 51 49 8 Hz 0 158 soglia restrittiva Massima frequenza 81 gt 2 51 5 Hz 1 0 8 soglia permissiva Minima frequenza 81 lt 52 47 5 Hz ds soglia permissiva Massima tensione sequenza 15 Un En inversa 59 Vi Minima tensione sequenza diretta 70 UnEn 27 Va Nel caso di generatori rotanti convenzionali il valore pu essere innalzato a 0 7 Une t 0 150 s Soglia obbligatoria per i soli generatori statici OPer valori di tensione al di sotto di 0 2 Un la protezione di massima minima frequenza si deve inibire non deve emettere alcun comando o Regolazione espressa in della tensione nominale concatenata U 00 Regolazione espressa in della tensione residua nominale V misurata ai capi del triangolo aperto o calcola
106. irraggiamento solare Invece all aumentare la temperatura si diminuisce la tensione Vo e fattore di riempimento E 1000 W m Tensione Figura 2 19 caratteristica V I di cella fotovoltaica in funzione della temperatura Collegando pi celle in serie si ottiene una tensione totale che la somma delle tensioni di ogni cella Invece se si collega le celle in parallelo si ottiene una correte totale che la somma delle diverse correnti come si vede nella fig Una cella fotovoltaica nelle condizioni standard di funzionamento con irraggiamento di 1000 w m e la temperatura di 25 C fornisce una tensione di 0 5 V e una corrente di 3 A 38 x x N a eo EN e Lp U Figura 2 20 connessione in serie parallelo delle celle fotovoltaiche 2 4 1 1 sistema di regolazione degli impianti fotovoltaici Il controllo della potenza prodotta da un impianto fotovoltaico affidato a un inverter che trasforma la corrente continua in alternata controllando le qualit della potenza in uscita La figura seguente mostra lo schema di un inverter monofase con un filtro L C interno Gli inverter pi semplici fornirebbero un onda quadra in uscita Si utilizzano la tecnica di modulazione della larghezza d impulso PWM per avere la forma d onda in uscita il pi possibile simile alla onda sinusoidale In questo modo si ottiene una regolazione della frequenza e valore efficace della forma d onda in uscita a
107. isulta fin troppo chiaro che per controllare il generatore necessario controllare i parametri del vapore in ingresso alla turbina Le caratteristiche del vapore generato entro la caldaia sono funzioni che dipendono dalla gestione della stessa in termini di adduzione del carburante del comburente e del fluido del ciclo termico e dalla tipologia di caldaia Quest ultima variabile incide soprattutto sul grado di complessit di gestione e sulla riduzione dell ordine del sistema che lega le variabili ai parametri del vapore Principalmente si adattano 3 tipologie di regolazioni pi il funzionamento in manuale Funzionamento in manuale L apertura della valvola d immissione del vapore in turbina la portata di combustibile e la quantit d aria immesse in caldaia sono le grandezze che l operatore deve regolare Le variazioni di carico elettrico ai morsetti del generatore dovranno essere seguite con opportune variazioni del medesimo segno dell ammissione del vapore in turbina Tali variazioni potranno essere eseguite dall operatore agendo direttamente sul variagiri Se il gruppo turbo alternatore in parallelo alla rete la sua potenza funzione della frequenza della rete secondo la sua caratteristica statica Funzionamento in caldaia segue Con funzionamento in caldaia segue si intende una tipologia di regolazione che vede la caldaia come elemento che subisce una regolazione assoggettata alla regolazione impartita ad al
108. it it IT ultimo accesso 12 09 2014 http www autorita energia it index htm ultimo accesso 04 09 2014
109. iva tra l impianto di utente e rete per impianti di processi industriali che alimentano carichi propri e privilegiati e impianti di cogenerazione dell utente industriale commerciale e ospedaliera Gli impianti devono essere dotati di generatori sincroni per poter passare al funzionamento in isola in presenza dei disturbi La potenza erogata di scambio della rete in isola non deve superare il 30 della potenza prodotta Il SPI deve avere un sistema di regolazione nello stesso rel per consentire una rapida interruzione degli impianti suddetti con le soglie di interventi a e Minima tensione 27 85 t 0 2 s e Massima tensione 59 110 t 0 1 s e Minima tensione 81 lt 49 8 Hz t 0 15 s e Minima tensione 81 gt 50 2 Hz t 0 15 s Requisiti costruttivi dei generatori Il funzionamento in parallelo alla MT del generatore a cos 1 possibile secondo la curva di capability Tutti i punti di tale curva sono riferiti alla tensione nominale 1 Generatore sincrono i limiti di fornitura di potenza attiva dei generatori sincroni sono e Impianto con p lt 400 kW cos 0 98 regolabile in assorbimento di potenza reattiva e cos 0 9 in erogazioni seconda la curva della figura 4 13 e Impianto con p gt 400 kW cos 0 98 regolabile in assorbimento e cos 0 8 in erogazione di potenza reattiva 84 Limite di statore I Limite di rotore AN Figura 4 13 curva di capability tipica per un gruppo di
110. l import e ridurre la produzione delle FRNP par garantire la riserva minima regolate dalle unit termoelettriche Per poter fronteggiare i problemi sopra descritti sono stati introdotti alcuni provvedimenti relativi alla regolazione della potenza alla resistenza ai buchi di tensione e ai servizi alla rete Per esempio stata prevista una adozione delle regole per lo sbilanciamento con l applicazione di una franchigia entro la quale gli sbilanciamenti saranno valorizzati al prezzo orario zonale Per controllare lo sbilanciamento dovuto alla regolazione primaria si misurano il contributo della regolazione mediante l invio quotidiano di segnali di test e un controllo a campione in tal caso la valorizzazione della regolazione primaria sar variabile e dipender dal prezzo zonale di vendita sul MGP 132 Servizi innovativi per il dispacciamento Per assicurare il corretto funzionamento della rete elettrica e una gestione pi vantaggiosa dei flussi di energia si deve agevolare l approvvigionamento di servizi che per adesso solo le unit di produzione convenzionali sono obbligate a fornire La fornitura di risorse per il dispacciamento degli impianti di GD e FRNP permetterebbero di operare in tempo reale e controllare tali impianti con un miglioramento della sicurezza dell esercizio e dell efficienza del sistema globale Le risorse per il dispacciamento I servizi che possono essere offerti dalla GD e dagli impianti
111. l caso in cui invece la trasformazione avviene solo parzialmente nel distributore la turbina si dice a reazione e si distinguono due tipologie di turbine tipo Kaplan e tipo Francis Le Pelton massimizzano il rendimento se installate su impianti caratterizzati da salti elevati e portate limitate le Turgo per salti medi ma con una portata pi elevata rispetto alle Pelton le Kaplan a flusso assiale per salti limitati e portate elevate e infine le Francis per salti medi e portate elevate Gli impianti ad acqua fluente invece sfruttano l energia cinetica dell acqua di un fiume e producono una quantit di energia direttamente proporzionale alla portata del corso d acqua in cui vengono installati Proprio per questa caratteristica tali impianti non sono agilmente regolabili e vengono annoverati tra le fonti energetiche rinnovabili e non programmabili Un ultima tipologia di impianto idroelettrico rappresentata dagli impianti di pompaggio molto simili agli impianti a bacino essi hanno la peculiarit di avere a disposizione un 23 bacino su cui riversare le acque turbinate e da cui prelevare le stesse per ripomparle nel bacino a monte Questa tipologia d impianto permette di livellare quanto pi possibile le richieste di potenza ai gruppi termoelettrici sfruttando l ottima capacit delle centrali idroelettriche nel seguire l andamento del carico variabile del sistema elettrico Le centrali idroelettriche sono molto e
112. l intervallo sopra indicato per t 300 s La ripresa della produzione ordinario deve realizzarsi progressivamente con un gradiente positivo massimo pari al 20 del valore di potenza generata prima del superamento del limite di 50 3 Hz al minuto con un limite inferiore pari al 5 al minuto della potenza 114 massima del generatore Il sistema di controllo dell impianto dovr consentire 1 a regolazione della frequenza di connessione e rientro in un intervallo compreso tra 49 Hz e 51 Hz a step di 0 05 Hz il tempo di permanenza in tale intervallo deve essere selezionabile tra 0 e 900 s a step di 5 s con valore di default pari a 300 s con possibilit di ridurre tale intervallo a 30 s per i soli casi di avviamento descritti in I Funzionamento continuativo in parallelo alla rete del distributore Tutti gli impianti di generazione devono essere in grado di restare in parallelo alla rete con i valori di tensione del PdC compresi nell intervallo seguente 85 Vn lt V lt 110 Va Tali impianti di generazione devono essere in grado di rimanere connessi alla rete per un tempo indefinito per valori di frequenza compresi nel seguente intervallo 47 5 Hz lt f lt 51 5 Hz Per quanto riguarda i generatori rotanti connessi direttamente i limiti di tempo per i quali questi campi di funzionamento devono essere soddisfatti sono allo studio Requisiti degli impianti per l immissione di potenza reattiva Il funzionamento in parallelo deg
113. la superficie dei locali di misura e consegna deve essere circa 16 m Se non presente un trasformatore MT BT l utente deve prevedere una adeguata alimentazione per tutti i locali Inoltre deve essere previsto il sistema antincendio nel locale del distributore presso l utente Deve essere garantito una ventilazione sufficiente del locale del distributore presso l utente L utente deve fornire le dichiarazioni per la cabina prima della connessione che sono e Un certificato di agibilit dei locali e Un attestato di qualificazione del sistema organizzativo dello stabilimento e del processo produttivo rilasciato dal consiglio superiore dei lavori pubblici per la produzione in serie dichiarata dei manufatti prefabbricati in c a in base al D M 76 14 01 2008 e ai sensi della legge 5 11 1971 n 1086 art 9attestante l avvenuto deposito del progetto strutturale ai sensi delle normative vigenti e Una dichiarazione rilasciata dal costruttore e Una dichiarazione rilasciata dal fornitore degli impianti delle rispondenze Inoltre l utente deve fornire un manuale tecnico che contiene il disegno della cabina la relazione della cella lo schema dell impianto di messa a terra e il certificato del sistema di qualit 5 Componenti elettrici e loro caratteristica Tutti i dispositivi e circuiti devono avere le caratteristiche di funzionamento a sovraccaricabilit permanente e in transitori equivalenti a quelle nominali e alle correnti
114. le ved821 TO Caw di collegamento Caw MT 20m Figura 4 10 DG semplificato con un solo montante MT con un solo trasformatore MT BT a P lt 400 kVA 80 f Impianto con linea in antenna Gli impianti di utenti passivi con potenza disponibile maggiore di 3 MW e quelli degli utenti attivi a P gt 3MW che non possono essere inseriti normalmente con i limiti previsti possono essere alimentati in antenna con superamento delle restrizioni circa e La consistenza di ogni sezione di trasformazione MT BT e La potenza complessiva massima dei trasformatori e Iltempo di selettivit delle protezioni rispetto a quelli del distributore 4 3 4 Regole di connessione per gli utenti attivi Gli utenti attivi con potenza complessiva prodotta fino a 30 kW non possono superare la potenza disponibile per la connessione pi del 30 Limiti alla generazione da connettere alla rete La potenza generata complessiva che pu essere immessa alla rete a ogni interfaccia AT MT senza modificare la struttura dell interfaccia limitata dai possibili inversione del flusso di potenza dalla Media all Alta tensione In caso contrario se tale transitorio supera il 5 del tempo complessivo annuo si deve installare i dispositivi di protezione e controllo per un sicuro esercizio della rete Schema tipica di connessione dell utente attivo La figura 4 11 dimostra uno schema tipico di connessione di un utente attivo Si deve considerare anche la Norma
115. le al quadrato della tensione Q 3E w c perci diminuisce all abbassare la tensione esattamente nel momento in cui deve immettere un potenza reattiva di compensazione maggiore I banchi di condensatori sono diffusi per la loro convenienza economica nelle reti di MT AT sopratutto per gli impianti di piccola media potenza I variatori sotto carico dei trasformatori consentono la ripartizione della potenza reattiva nelle reti magliate ma non compensano la potenza reattiva da soli La regolazione della tensione si divide in due tipologie La regolazione primaria con le costanti di tempo minore di 10 secondi con gli interventi locali sui diversi nodi della rete utilizzando generatori compensatori compensatori statici e variatori sotto carico La regolazione secondaria con le costanti di tempo dell ordine di 50 100 secondi ed caratterizzato dal controllo automatico della potenza erogata attiva e reattiva tramite i generatori della rete stessa 47 3 2 Regolazione della frequenza Un fattore importante nella qualit del servizio elettrico la frequenza di una rete con vari generatori e utenti la quale legata alla potenza attiva in gioco e tende a variare quando la potenza attiva richiesta diverso dalla potenza motrice prodotta Per esempio una diminuzione istantanea della potenza assorbita compreso le perdite provoca un aumento della frequenza finch non saranno bilanciati le potenze erogate e quelle richieste Oppure
116. le parte di impianto Abilitata al funzionamento in isola carichi privilegiati Janpianto del Produttore Dispositivo di Generatore impianto del Produttore Eventuale sistema di conversione E Dispositivo i di Generatore i GENERATORE F GENERATORE i e A A risanare ni dJ Eventuale boni Figura 2 27 rappresentazione schematica delle configurazioni di sistemi di produzione in parallelo alla rete Dispositivo generale DG nel caso di guasto il DG a valle del PdC separa l intero impianto dell utente dalla rete In alternativa pu essere installato fino atre DGL Il dispositivo generale deve escludere l impianto solo nel caso di guasti sull impianto dell utente e non si deve aprire per guasti a monte dell impianto Il DG deve aprire con la corrente minima del corto circuito Dispositivo di interfaccia DDI il DDI evita l alimentazione della rete da parte dell utente nel caso di mancanza dell alimentazione sulla rete In caso di guasto o variazioni inaccettabili della frequenza o tensione evita che l utente possa alimentare il guasto o la rete Inoltre il DDI evita il danneggiamento dei generatori in richiusura di interruttori sulla rete Il DDI non in grado di garantire l assenza di richiusura con generatore in discordanza di fase Nei generatori tradizionali si pu impiegare altre protezioni in funzione del tempo di attesa alla richiusura e caratteristiche specifiche del gen
117. li impianti di produzione alla rete BT consentito se tali impianti sono realizzati con una o pi delle seguenti tipologie a Macchina asincrona non autoeccitata fino a 6kW oppure generatore sincrona fino a 6 kW purch funzionino con fattore di potenza istantaneo maggiore di cosg 0 9 in assorbimento di reattivo b Macchina sincrona a P gt 6 kW in grado di funzionare con fattore di potenza istantaneo regolabile compreso tra 0 98 in assorbimento di reattivo e 0 9 in erogazione di reattivo c Macchina asincrona non autoeccitata con P gt 6 kW in grado di funzionare con fattore di potenza istantaneo pari a 0 95 in assorbimento in erogazione di reattivo d Inverter in impianti di potenza complessiva fino a 3 kW in grado di funzionare con fattore di potenza istantaneo pari a 0 98 in assorbimento e in erogazione di reattivo e Inverter in impianti di potenza complessiva tra 3kW fino a 6 kW in grado di funzionare con fattore di potenza istantaneo regolabile pari a 0 95 in assorbimento e in erogazione di reattivo f Inverter in impianto di potenza complessiva maggiore di 6 kW in grado di funzionare con fattore di potenza istantaneo regolabile pari a 0 90 in assorbimento e in erogazione di reattivo 115 Regolazioni del sistema di protezione di interfaccia Le regolazioni del SPI sono riportati nella tabella seguente Tabella 5 1 regolazione del SPI Tempo di intervento Soglia di tempo intercorrente tra l istante di
118. li utenti passivi Apparecchiature per il distacco del carico il distacco del carico avviene o con dispositivi locali che misurano le frequenze e le tensioni o con dispositivi centralizzati del distributore Il distacco del carico con dispositivo locale segue la logica di disalimentare il minor numero di carichi possibili in base alle grandezze locali rilevate ai loro morsetti AI diminuire della tensione e della frequenza al di sotto di una certa soglia viene inviato un segnale alla protezione che provveder a far sganciare l interruttore Limiti di scambio di potenza reattiva nel contratto di connessione devono essere concordati i valori limiti del cosg nel punto di connessione considerando le normative e il codice di rete 4 2 5 Regole tecniche di connessione per gli utenti attivi Il distributore e l utente allo scopo di garantire la selettivit di intervento e la possibilit di estinguere rapidamente i guasti possono impiegare i sistemi di tele scatto sugli interruttori in relazione alle caratteristiche dell impianto Se si impiegano le protezioni differenziali longitudinali di linea i dispositivi agli estremi devono essere prodotti dal medesimo costruttore Nel caso in cui l utente attivo non sia dotato di sistemi di produzione rilevante se lo consentono le condizioni della rete si pu applicare le regole previste per l unit di produzione rilevante Impianti e dispositivi di utente con l unit di produ
119. livello di protezione e Protezioni interni dell utente Le protezioni dei generatori devono isolare tempestivamente il guasto per minimizzare le possibili perturbazioni nella rete di distribuzione e Apparecchiature per sconnessioni dalla rete Il dispositivo di interfaccia deve intervenire a distaccare i gruppi di generazione in due casi e Funzionamento in rete separata e Malfunzionamento della rete e guasti In ogni caso l utente attivo pu passare all alimentazione in isola del suo impianto interno Gli interruttori di rete presso l utente devono essere in grado di interrompere la corrente massima di cortocircuito proveniente dall impianto dell utente misurata dal distributore e Funzionamento in isola In condizioni particolari di funzionamento una porzione di rete pu funzionare in isola In tal caso si deve evitare di esporre i gruppi di generazione ad elevate oscillazioni legate al pendolamento introdotto dall intervento inadeguato dei regolatori di frequenza e di tensione e Limiti di scambio di potenza reattiva Gli eventuali regimi diversi da quello di scambio di potenza reattiva definito dalle norme e dal codice di rete devono essere concordati con il distributore 4 3 Regole di connessione alle reti MT A Schema di inserimento La figura seguente dimostra gli schemi di inserimento degli impianti di connessione sulla rete media tensione del distributore PRIMA DELLA CONNESSIONE DOPO LA CONNESSIONE
120. locato all interno di una navicella montata sulla sommit della torre di sostegno Torre di sostegno a forma di pilone tubolare o di traliccio ancorata al terreno per resistere alle oscillazioni Sistema di misura che serve a configurare la macchina in modo pi corretto rispetto alle variazioni e iterazioni del vento Il sistema di misura solitamente montato sulla sommit della navicella Sistema di monitoraggio e controllo che serve per garantire un funzionamento corretto 28 della macchina e per monitorare varie parametri della macchina permettendo una messa in sicurezza pi rapida in caso di avaria Il generatore che si utilizza per trasformare l energia meccanica in quella elettrica Il trasformatore che sar necessario per aumentare la tensione della potenza prodotta in modo da poter connettere la pala alla rete elettrica nazionale Esistono varie tipologie dei generatori Generatori a pale mobili mantengono costante la produzione dell energia variando l inclinazione delle pale al variare dell intensit del vento Il rotore deve avere una velocit pari a 300 giri min perch la frequenza della corrente prodotta sia uguale alla frequenza di rete Una quantit notevole di potenza viene dissipata nel rotore a causa di velocit variabile del vento Generatori ad asse verticale sono molto resistenti alle raffiche di vento sono costruiti con una ridotta quantit di parti mobili e possono sfruttare le varie direzioni del
121. massimi di cortocircuito in qualunque punto della rete In particolare gli interruttori i sezionatori TA TV e trasformatori devono avere le caratteristiche relative a quelle della rete in accordo con il distributore I trasformatori 3f MT BT devono essere collegati a triangolo sul primario Le prescrizioni suddette si applicano all impianto dell utente e all impianto di rete presso l utente 6 Dispositivo generale Il DG pu essere realizzato impiegando G I S gas insulated switching o A I S air insulated switchgear da interruttore tripolare in esecuzione estraibile con sganciatore di apertura o con sganciatore di apertura e sezionatore tripolare da montare a monte dell interruttore Il sezionatore fisso della linea deve essere conforme alle CEI 62271 102 e quello estraibile alle CEI EN 62271 200 L utente deve mantenere costantemente efficienti gli apparati in particolare quelli del GD Per i quadri A I S un ulteriore diminuzione delle necessit di interruzione del cavo di collegamento pu essere ottenuto controllando visibilmente lo stato delle terminali dall esterno In tal caso si devono montare le finestre di ispezione nel punto di arrivo della linea L utente ha facolt di utilizzare soluzioni diverse corrispondenti alla presente normativa 4 3 3 Sistema di protezione del dispositivo generale I sistemi di protezione devono e Garantire l individuazione delle parti guasti e la loro esclusione e Es
122. mpo di ricaduta come intervallo intercorso dal punto 2 al momento di invio del comando al DDI 124 Per misura il rapporto di ricaduta si deve alimentare il SPI alla U f pari a 0 8 la soglia regolata e si deve aumentare U f in ingresso al SPI gradualmente di 10 mHz per f e di 5 V per U fino a verificare il valore di ripristino Il rapporto di ricaduta si definisce come rapporto Vin Vfin Per misura il tempo di intervento si deve fornire in ingresso al SPI alla U f 1 1 la soglia regolata per U e 1 01 per f si deve diminuire istantaneamente la U f di alimentazione della SPI al valore della soglia di intervento diminuita del 10 per U e 1 per f 5 5 Prove sugli inverter per impianti connessi indirettamente Prove sull inverter e verifica delle condizioni di connessione e riconnessione Allo scopo di prevenire perturbazioni alla rete il parallelo di qualsiasi tipo di generatore deve avvenire solo quando U e f rilevate ai morsetti di uscita permangono all interno dei seguenti limiti per un tempo di 300 s 85 Un lt U lt 110 Un 49 9 Hz lt f lt 50 1 Hz Inoltre l immissione di potenza teli impianti deve essere graduale dalle condizioni iniziali a vuoto in corrispondenza dell istante di parallelo al valore di potenza disponibile con un gradiente positivo massimo non maggiore di 20 al minuto della Pmax Per verificare la rispondenza dei requisiti suddetti si utilizza il circuito di figura seguente Rete in corrente alt
123. n consigliata per Utenti passivi fino a 0 4 MW soluzione sconsigliata nc casistica non considerata in questa Tabella 70 4 3 1 Schema di connessione dell impianto di utente I Schema con un unico montante L impianto di utente per la connessione alla rete MT composto dal cavo di collage mento e il dispositivo generale Il primo dispositivo di protezione dell utente e il cavo di collegamento sono protetti dall interruttore del distributore La figura 4 7 rappresenta lo schema di connessione dell utente per il quadro a valle del cavo di connessione Si deve completare lo schema con una terna di trasformatori di misura e trasduttori TV I o TV NI Se i TV I sono a monte dell interruttore automatico o dei TA di fase lato MT devono essere protetti con un IMS e fusibili con I lt 6 3 A se invece i TV sono a valle di TA e DG non vi sono vincoli di protezione nel primario dei TV L intervento di fusibili o circuiti secondari deve provocare l apertura del DG o della protezione 67N il tempo di ripristino della protezione 67N deve essere il minimo possibile per evitare gli scatti intempestivi in caso di guasto fase terra fuori dalla rete dell utente Devono essere montati i partitori capacitivi come nella figura TA di fase db Fl Cavo di collegamento Al rimanente impianto di utenza Figura 4 7 schema di impianto per la connessione caso generale I trasformatori di corrente e i trasduttori di fase TA I e
124. n regolatore centrale che ripartisce la potenza da produrre dalla misura di frequenza ipotizzando di avere 2 generatori con regolazione secondaria di frequenza La struttura complessiva della regolazione della frequenza dimostrata nella figura successiva La rete stabilisce una certa frequenza che verr misurata da un controllo centrale il quale stabilisce la ripartizione del carico tramite Aff e Afbrif ai generatori La ripartizione della Af di riferimento dei generatori stabilisce la ripartizione del carico Per mantenere costante la frequenza ad esempio con una diminuzione del carico i generatori accelerano e aumenta la frequenza e aumenta la variazione della frequenza Il controllore centrale deve avere una funzione di 53 trasferimento con un polo nell origine per poter variare i segnali di riferimento ai regolatori dei generatori fino a ottenere una variazione di frequenza pari a zero controllo centrale A rit a dI Sistema locale APs gti ig php iphp h Gy pi ph di Figura 3 15 schema a blocchi della regolazione secondaria con due generatori 3 2 4 Variazione di frequenza potenza delle aree interconnesse Consideriamo tre aree diverse ognuno con vari generatori e vari carichi tra loro interconnesse La regolazione di frequenza avviene tramite un regolatore centrale che nel caso di una variazione di frequenza ripartisce il carico tra aree La regolazione della frequenza e potenza attiva deve essere in grado
125. n una banda di capacit di produzione asserviti a una regolazione automatica della potenza erogata del sistema di generazione Per rendere l effetto della regolazione primaria indipendentemente dall origine dello squilibrio la riserva primaria deve essere distribuita uniformemente su tutto il sistema I servizi di regolazione secondaria che compensano gli scatti di potenza richiesta consistono nella fase di programmazione rendendo disponibile la semibanda di riserva secondaria e nella fase di gestione in tempo reale con una regolazione automatica in grado di modulare l energia erogata Infine per costruire i margini necessari rispetto alla Pmax Pmin si deve attivare la regolazione terziaria con l invio di ordini di dispacciamento c Risorse per il bilanciamento Per poter mantenere l equilibrio tra l energia immessa e prelevata e il ripristino di margine di riserva secondaria e la risoluzione di congestioni in rete le riserve di sbilanciamento devono essere utilizzati nel tempo reale che sono l attivazione delle riserve previste per la riserva terziaria e il ricevimento delle offerte dai sistemi abilitati ai bilanciamenti presenti sul MSD d Servizio di interrompibilit del carico Allo scopo di mantenere la sicurezza del funzionamento nella rete se le riserve fornite 130 non sono sufficienti si deve intervenire sugli utenti passivi interrompendo il carico in tempo reale lt 200 ms con preavviso lt 15 min o in
126. na di trasformazione MT BT Il distributore deve realizzare tutte le opere civili in area pubblica per la connessione Locale per trasformazione MT BT per le potenze richieste maggiore di 100 kW il distributore ha facolt di proporre la fornitura MT con le prescrizioni della Norma CEI 0 16 e CEI EN 61936 1 Qualora l utente chieda la connessione BT a P gt 100 kW deve mettere a disposizione del distributore un locale indicativamente 16 m per la cabina secondaria Tale locale deve essere al confine dell area dell utente se la posizione non tale l utente deve prevedere le opere di scavo e ripristino in propriet privata Il centro stella del trasformatore di distribuzione posto dall utente deve essere connesso a un impianto di terra separato dall impianto di protezione dell edificio L impianto di terra di cabina per la protezione contro contatti indiretti pu essere separato o collegato a quello dell edificio Il distributore deve gestire la sicurezza di contatti diretti e pu chiedere all utente di adottare ulteriori provvedimenti Le soluzioni alternative quali installazione dei trasformatori sui pali oppure al di sotto del piano stradale devono essere idonee all esercizio degli impianti 99 Condizioni aggiuntive per fornitura dell energia elettrica il PdC per edifici a ingresso in comune a pi unit deve essere centralizzato all interno dell edificio dell utente e concordato con il distributore In
127. nazione Impianto di illuminazione dei monumenti scali ferroviari piazzali edifici artistici ecc Fari costieri castelli stradali semafori e ogni apparecchio di segnalazione stradale Impianti delle telecomunicazioni TLC generalmente le connessioni degli impianti telefonici radiotelevisivi e di telecomunicazione sono effettuati con la misura di consumi Si deve prevedere un unico PdC in uscita del contatore Nella figura successiva si portato una connessione per fornitura TLC 100 Tubo Soluzione con cassonetto non incassato se necessaria re Nicchia Pa Utente Tubo contatore Fi Va 7 fo or eds TR ni dii fi HE AREA PRIVATA rasi kis Vista nicchia Canaletta in vetroresina Muro esterno o fabbricato Sabbia I dp ozzetto lcestruzzo Tubo Figura 4 25 nicchia e cassonetto per fornitura TLC Nel caso di collegamento di ripetitori radio TV o stazioni radio il contatore installato o nei locali con gruppi di misura centralizzati o nei contenitori per esterno a cura dell utente Nel caso in cui l utente ritenga necessario il collegamento del contatore entro un contenitore di sicurezza deve installarlo purch con chiusura a chiave la chiave deve essere fornito anche al distributore Deve essere garantito l accessibilit permanente ai locali contatori al distributore Per assicurare la continuit del servizio di telecomunicazione la limitazione del consumo energetico pu esse
128. ndizione finale punto 1 si riporta istantaneamente la U f al valore della soglia di intervento diminuita del 10 misurando il tempo di ricaduta come intervallo intercorso dal punto 1 al momento di invio del comando al DDI Per misurare il rapporto di ricaduta si deve alimentare il SPI a U f pari a 1 2 la soglia regolata e diminuire la U f in ingresso al SPI gradualmente con un passo di 10 mHz per f e di 5 V per U fino a verificare il valore di ripristino determinando il rapporto di ricaduta come rapporto Vin Vfin Per misura del tempo di intervento si deve fornire in ingresso al SPI a U f pari a 0 9 la soglia regolata e aumentare istantaneamente la U f di alimentazione del SPI al valore della soglia di intervento aumentata del 1 Procedura di prova per funzioni di minima tensione e frequenza Le funzioni di minima frequenza e minima tensione devono essere verificate per 3 volte secondo le seguenti modalit per verificare le variabilit degli errori Per misura la precisione della soglia di intervento si deve fornire in ingresso al SPI una U 0 99 la soglia regolata e f 0 99 la soglia regolata Dopo di che si deve diminuire la U f di alimentazione della SPI gradualmente con un passo 10 mHz per f e di 5 V per U fino a verificare il valore di intervento punto 2 Per misura il tempo di ricaduta si deve riportare la condizione nel punto 2 istantaneamente alla U f al valore della soglia di intervento aumentata del 10 e misurare il te
129. ne e Schema A inserimento in antenna da cabina secondaria MT BT e Schema B inserimento in derivazione rigida a T su una linea esistente e Schema C inserimento in derivazione a T su linea esistente con sezionatore verso l utente e Schema D inserimento in derivazione da cassetta di sezionamento su linea esistente e Schema E inserimento in derivazione da cassetta di sezionamento su linea esistente e Schema F inserimento in antenna da cabina secondaria MT BT di nuovo installazione PRIMA DELLA CONNESSIONE DOPO LA CONNESSIONE Linea e BT esistente i CABIN SECONDARI ESISTENT Schemi di inserzione di nuova utenza non tecnicamente possibili SCHEMA A CABINA Linea BT esistente SECONDARIA ESISTENTE SCHEMA B Linea BT esistente SCHEMA C CABINA Linea BT esistente CABINA SECONDARIA SECONDARIA ESISTENTE ESISTENTE SCHEMA D Linea e BT esistente i CABIN SECONDARI EBISTENT Nuova Linea BT esistente eli Linea BT esistente SCHEMA E Linea MT esistente SCHEMA F Figura 4 21 schemi di inserimento dell impianto di utente Soluzioni indicative di connessione 94 La tabella 4 3 dimostra le soluzioni indicative per la connessione alle reti di distribuzione BT Tabella 4 3 soluzioni indicative per la connessione alle reti di distribuzione BT 95 AIF B c D E in derivazione a in derivazione a Potenza 0 Bete l Ta aatia in in de
130. nerazione diffusa MT e BT DSO chiamata diretta Clienti finali MT e BT Figura 6 2 modello 1 fase b servizi di sistema e servizi locali su chiamata diretta Tutti i servizi di sistema in questa fase saranno offerti sul MSD da ogni utente del dispacciamento mentre i servizi locali saranno forniti da alcuni impianti di GD al DSO tramite chiamata diretta 6 4 2 Dispacciamento locale del DSO Modello 2 I servizi di dispacciamento forniti dalla unit alimentate da FRNP e la GD in questo modello sono quelli di sistema e quelli locali Il TSO potrebbe acquistare le risorse per garantire il bilanciamento in tempo reale e in fase di programmazione dagli impianti alimentati da FRNP e dal DSO insieme alle risorse per risoluzione dei problemi a livello locale Il gestore della rete dovr garantire le condizioni di sicurezza mentre ogni DSO potrebbe acquistare i servizi locali della GD Il gestore potrebbe approvvigionare i servizi di sistema sul MSD dagli impianti connessi alla RTN o dai DSO Il DSO in questo caso diventa un utente di dispacciamento in grado di fornire i servizi di sistema sulla rete di distribuzione attraverso un mercato per i servizi di dispacciamento per le reti di distribuzione MSD D al quale possono partecipare gli impianti di GD In tal caso il TSO potrebbe acquistare i servizi del DSO senza impieghi nella gestione degli 138 impianti connessi alla rete di distribuzione Il DSO potr acquistare nel MSD D
131. ni di carico Inoltre non sarebbe economico la gestione dell energia in questo modo Figura 3 13 caratteristica f P con un generatore a energia regolante infinita 52 3 2 3 Regolazione secondaria Prendiamo in esame lo schema a blocchi per precisare gli effetti di un segnale di riferimento non nullo In condizione di regime la potenza attiva generata sar AP C O Af C 0 Afif Kg Af Kg Agrif L effetto del segnale di riferimento traslare in parallelo a se stessa la caratteristica di potenza frequenza dei generatori di una quantit pari a Kg Afrit Se prendiamo in esame un sistema isolato un generatore e un utente si vedr che se si cambia la caratteristica del carico de 2 a 1 v figura 3 14 in presenza di solo regolatore primario si andrebbe a lavorare nel punto X per con una Afif minore di zero la retta B si sposta e avremmo la nuova retta A e si va a funzionare al punto Z e si avr una variazione di frequenza minore di quello che avremmo avuto con solo regolazione primaria Il segmento ZY Kg Afir Avendo in questo caso Afat Kr Kg Af par avere le variazioni di frequenza di riferimento basterebbe moltiplicare la variazione voluta della frequenza all energia regolante della rete fratto l energia regolante del generatore g g g 8 g P P Figura 3 14 effetto di una variazione di carico in presenza di un regolatore secondario La regolazione complessiva affidata a u
132. no solo nel contatore bidirezionale di scambio con la rete Gli utenti passivi che installano i sistemi di accumulo diventano utenti attivi a tutti gli effetti La figura seguente mostra un utente passivo con sistema di accumulo Rete di distribuzione M1 Misura energia scambiata Carico equivalente I Accumulo ESS BMS Figura 5 11 utente con sistema di accumulo 123 5 4 Caratteristiche e prove per il Sistema di Protezione di Interfaccia SPI Si deve prevedere un sistema di alimentazione ausiliario per il SPI esterno che in caso di mancanza della tensione di alimentazione principale consenta il suo funzionamento per almeno 5 s Tale sistema deve essere dimensionato in modo da consentire il funzionamento del SPI la tenuta in chiusura del DDI e dell eventuale dispositivo di comando per il rincalzo in caso di mancanza dell alimentazione principale Il rel deve effettuare il controllo della tensione e frequenza di rete prima di consentire la richiusura del DDI al ritorno dell alimentazione Procedura di prova per funzioni di massima tensione e frequenza Per misura la precisione della soglia di intervento si deve fornire in ingresso al SPI una U 0 9 la soglia regolata e f 0 99 la soglia regolata Si deve aumentare f e U in ingresso al SPI gradualmente con un passo massimo di 10 mHz per f e di 5 V per U fino a verificare il valore di intervento punto 1 per misurare il tempo di ricaduta dalla co
133. ntinua maggiore allo 0 5 In realizzando un trasformatore funzionante a frequenza di rete oppure un sistema di protezione sensibile alla componente continua della corrente Il sistema deve separare l inverter dalla rete intervenendo sul DDG in 1 s se la componente continua della corrente maggiore di 0 5 I e in 200 ms se la componente continua maggiore di 1 A Requisiti degli impianti di immissione di potenza reattiva gli impianti in parallelo alla rete BT devono essere realizzati con una o pi delle seguenti tipologie Macchina sincrona e asincrona senza autoeccitazione a P lt 6kW con fattore di potenza istantanea minore a 0 9 in assorbimento di reattivo Macchina sincrona a P gt 6 kW con fattore di potenza istantanea compreso tra 0 98 in assorbimento e 0 9 in erogazione di reattivo e macchina asincrona senza autoeccitazione a P gt 6 kW con fattore di potenza istantanea pari a 0 95 si in erogazione sia in assorbimento di reattivo Inverter in impianti con P lt 3 kW con fattore di potenza istantanea pari a 0 98 e quello a P gt 3 KW con cos 0 95 in erogazione e assorbimento di reattivo Inverter in impianti con P gt 6 kW con cosg 0 9 in erogazione e in assorbimento di reattivo Per gli inverter con potenza maggiore di 6 kW il requisito suddetto applicabile nella figura successiva in cui mostrato una capability rettangolare e una triangolare Nei punti di funzionamento compreso nella capability triangolare s
134. nza attiva e iniettare la potenza reattiva vicino al punto della richiesta Di conseguenza i generatori distanti dagli utenti vengono usati sopratutto per la produzione della potenza attiva Per l immissione della potenza attiva vengono usati generalmente due metodi il primo usare una macchina sincrona che fornisce una elevata potenza induttiva sia capacitiva sia induttiva con regolazione della compensazione migliore Questo tipo di compensazione viene usato di meno a causa di elevati costi di realizzazione ed esercizio In questo metodo di compensazione della potenza reattiva viene collegata in parallelo alla rete una macchina sincrona che fornisce la potenza reattiva capacitiva o induttiva in base all eccitazione assorbendo una potenza attiva molta bassa dalla rete 45 220kV a 10 kV 130 ky 220 kV b TO kV 3 2 130 kV Figura 3 4 trasformatore a a due avvolgimenti e b a tre avvolgimenti Come si vede nel grafico il compensatore sincrono viene allacciato alla rete tramite un trasformatore a due avvolgimenti oppure tramite un trasformatore a tre avvolgimenti Questi compensatori generalmente hanno una tensione di funzionamento da 6 a 15 kV Come si vede nella figura 3 4 a quando la tensione indotta del flusso di eccitazione e maggiore della tensione di rete trascurando l impedenza di cortocircuito del trasformatore compensatore sincrono saturo la potenza reattiva immessa in rete positiva e invece quando la Q
135. nzionamento della rete Le nuove regole introdotto nelle normative negli ultimi anni hanno lo scopo di fornire delle prescrizioni di riferimento per la connessione degli impianti di utente e una modalit di gestione protezione e controllo della rete di trasmissione e distribuzione Tali caratteristiche tengono conto sia dalle esigenze degli utenti che dovranno essere connessi alla rete sia dalle esigenze del gestore di rete e della sicurezza funzionale della rete a livello nazionale In questo caso l autorit della gestione dell energia elettrica ha la possibilit di indirizzare i produttori di energia a seguire determinate regole con lo scopo di sfruttare le fonti energetiche rinnovabili con uno sviluppo dei sistemi elettrici basato su forme di generazione distribuita Proprio a questo proposito alcune parti della norma stessa sono stati modificati drasticamente Per esempio le modalit con le quali gli inverter dovranno essere integrati nella rete soprattutto su alcuni fronti la possibilit di erogare l energia reattiva in rete l insensibilit ai buchi di tensione la possibilit di cambiare lo stato su precisi comandi inviati dal distributore Lo scopo di questa tesi approfondire la parte della norma in particolare la Norma CEI 0 21 Regola tecnica di riferimento per la connessione di utenti attivi e passivi alle reti BT che stata introdotta ultimamente oltre ad alcune considerazioni finali che descrive nel dett
136. o dell estremo concentrazione nelle aree poco sviluppate e con limitazioni sul trasporto dell energia Criticit relative al dispacciamento Negli ultimi anni sono state previste le disposizioni per incrementare la quota di energia prodotta da FRNP Le considerazioni precedenti consideravano e Le priorit di dispacciamento che consente un accettazione certa nel mercato dell energia e Laricezione delle offerte di vendita nei mercati dell energia e Il regime di valorizzazione degli sbilanciamenti tutta l energia prodotta si valorizza al prezzo di vendita dell energia nel mercato del giorno prima Tali impianti a causa della loro produzione instabile non hanno mai partecipato ad assicurare l affidabilit e la sicurezza della rete tranne la modificazione in tempo reale del 131 livello di generazione per esigenza di sicurezza La rete in questo caso ha un duplice ruolo non solo dover ritirare l energia prodotta da loro ma anche per i servizi che essi eroga che dovrebbe assicurare il funzionamento corretto degli impianti Per questi motivi il funzionamento della rete stato affidato agli impianti tradizionali Ci rappresenta con la penetrazione della GD e FRNP un problema per l intero sistema e una limitazione per lo sfruttamento delle fonti rinnovabili I profili di generazione degli impianti a fonti rinnovabili modificano l andamento orario dei carichi a livello zonale che deve essere compensato
137. o della pressione e dell errore di carico Per esempio se le variazioni di pressione e carico sono rispettivamente in eccesso e difetto per ridurre la pressione e bilanciare le potenze pu bastare la sola apertura delle valvole di turbina Il sistema agisce in modo che le iterazioni tra le grandezze siano minime La richiesta del carico viene inviata alla caldaia e alla turbina Il sistema di regolazione invece agisce in base alle capacit e ai limiti della caldaia e della turbina mantenendo in equilibrio i segnali di richiesta e generazione 21 programmatore di carico boiler amp turbine governor Jcarico richiesto carico misurato combustibile temperatura pompa alimentazione Figura 2 3 schema di principio della regolazione coordinata In questo modo possibile ottenere una variazione ampia e rapida con escursioni minime delle caratteristiche del vapore nella turbina Nel caso in cui la regolazione automatica si verifica impossibile da eseguire il sistema passa automaticamente ad altri tipi di regolazione 2 2 Centrale idroelettrica La centrale idroelettrica trasforma l energia potenziale posseduta da una massa d acqua energia elettrica Questa tipologia di centrale si pu dividere virtualmente in due macrocategorie centrali con bacino di accumulo e centrali ad acqua fluente La prima categoria prevede la costruzione di un bacino mediante dighe o traverse che intercettano il corso di un fiume
138. o e varie tipologie di regolazioni Lo scopo della strategia di controllo per quando la velocit del vento minore della velocit nominale massimizzare la produzione mentre per velocit superiori limitare la potenza prodotta attorno alla potenza nominale Inoltre una delle funzioni principali pu essere garantire un funzionamento sicuro e controllare la qualit di potenza immessa in rete 2 3 1 2 Turbine a velocit di rotazione fissa In queste tipologie di turbine la velocit del rotore fissa indipendentemente dalla velocit del vento ed determinata dalla frequenza di rete dal numero di poli del generatore dal rapporto del moltiplicatore di giri Nelle turbine eoliche sono impiegati i generatori a induzione generatori sincroni per la loro robustezza economicit semplicit costruttive e di connessione sconnessione alla rete Nello statore sono disposti gli avvolgimenti per ogni fase come nella macchina sincrona mentre il rotore non ha avvolgimenti In alcuni generatori sono presenti due avvolgimenti statorici uno per la bassa velocit del vento con numero di poli pi elevati e l altro per la velocit alta del vento con numero di poli inferiori per aumentare la potenza prodotta dalla vena fluida Nel funzionamento delle macchine a induzione viene dissipata una potenza reattiva che deve essere prelevata dalla rete oppure fornita da un banco di condensatori Inoltre le macchine di questo tipo per creare il campo m
139. o normale dopo un transitorio di sovra frequenza devono avvenire solo con frequenza stabilita a 50 Hz con una tolleranza di 0 2 e con il valore di tensione compreso nel seguente intervallo Vn85 2V5 lt 110 Va Nell avviamento o riconnessione l impianto deve realizzare il parallelo incrementando la potenza erogata progressivamente con un gradiente positivo massimo Il gradiente positivo massimo della potenza e il tempo di permanenza nell intervallo di frequenza o di tensione suddette vengono definiti in rapporto a tre distinte condizioni di funzionamento che sono Avviamento e sincronizzazione l operazione consentita con i valori di frequenza e tensione stabili negli intervalli sopra indicati per almeno 30 s e deve essere eseguita con un gradiente positivo della potenza non maggiore del 20 al minuto della potenza massima Riconnessione conseguente all intervento delle protezioni di interfaccia l operazione deve essere consentita con i valori di frequenza e tensione stabili negli intervalli sopra indicati per un tempo di 300 s e deve essere eseguita con un gradiente positivo della potenza non maggiore del 20 al minuto della potenza massima Rientro da un transitorio di sovrafrequenza oltre 50 3 Hz senza l intervento delle protezioni di interfaccia l impianto di generazione non deve incrementare il livello minimo di potenza raggiunto in fase di salita della frequenza finche la frequenza non torna a essere compresa nel
140. ogabile alla tensione nominale Un Qmax massima potenza reattiva erogabile alla potenza apparente nominale Figura 4 15 capability per i generatori statici in impianti di potenza minore di 400 kW 5 Impiantii con generatori statici con potenza complessiva maggiore o uguale a 400 kW come si vede nella figura 4 16 gli inverter devono fornire una curva di capability semicircolare con scostamenti di potenza attiva prodotta come nel caso precedente Campo di funzionamento senza prescrizioni Sn potenza apparente nominale Figura 4 16 capability per i generatori statici in impianti di potenza maggiore di 400 kW Insensibilit alle variazioni di tensione Gli impianti di produzione devono soddisfare i requisiti funzionali FRT Fault Ride Through per evitare l interruzione di servizio in occasione di buchi di tensione 1 Generatore sincrono l instabilit ai buchi di tensione relativo alle caratteristiche costruttive e il sistema di regolazione dell eccitazione e della velocit L interruzione di tali generatori deve avvenire con U gt 70 Un et gt 150 ms 2 Generatore asincrono il caso dei generatori asincroni simile a quello precedente tranne il tempo di attesa per il distacco che non deve essere inferiore ai 400 ms 3 Generatori statici per evitare il distacco dell impianto dalla rete in occasione buchi di tensione l utente deve seguire le indicazioni rappresentate nella figura 4 17 per restare c
141. omposto da sezionatore generale e l interruttore generale Le condizioni per omettere l interruttore generale sono La sbarra dell utente deve essere equipaggiata con una terna di TV e posto immediatamente a valle del punto di connessione impianto di rete non deve essere alimentato con schemi ridotti o in derivazione 61 rigida in una porzione di rete dove presente una protezione differenziale di linea Alla sbarra dell utente non devono essere attestati pi di tre stalli con i trasformatori di protezione o misura a valle dell interruttore e In caso di introduzione dell interruttore generale le funzioni generalmente attribuite a tale interruttore saranno svolte dagli interruttori immediatamente attestati alla sbarra dell utente su ognuno dei quali si deve prevedere la regolazione del distributore generale e La funzione dell interruttore generale non pu essere eseguita da altri interruttori in cui stato influisce la magliatura e l assetto della rete b Dimensionamento La separazione nell esercizio e responsabilit tra distributore e utente riferita alla manutenzione e condizione dell impianto di connessione deve essere visibile in sito e individuabili sugli schemi Tutti i dispositivi devono essere dimensionati in maniera compatibile con le caratteristiche della rete nel punto di connessione Le dimensioni occupate dagli impianti devono rispettare la distanza di sicurezza e altri vincoli della Norma
142. on potenza complessiva fino a 20 kW obbligatoriamente e superiore al 20 kW se l utente chiede il servizio di misura dell energia generata al distributore Allo scopo di consentire la lettura dei contatori dell energia prodotta non permesso interrompere il circuito di collegamento tre il suddetto contatore e il PdC tranne in caso eccezionali dovuti ai guasti manutenzione o alla sicurezza 1 Localizzazione dei sistemi di misura Il sistema di misura dell energia prodotta dell utente passivo deve essere installato nell impianto di rete per la connessione immediatamente a monte del PdC figura 5 4 lato rete M1 Il sistema di misura dell energia prelevata e immessa dell utente attivo con carico proprio deve essere installato nell impianto di rete immediatamente a monte del PdC figura 5 4 M1 mentre quello dell energia prodotta si installa all interno o al confine della propriet del produttore figura 5 4 M2 Nel caso di impianti fotovoltaici tale sistema va installato il pi vicino possibile agli inverter e nel caso degli impianti non fotovoltaici il pi vicino possibile ai morsetti del generatore Il sistema di misura dell energia immessa ed eventualmente prelevata per gli impianti di generazione con potenza immessa coincidente con la potenza prodotta per i punti di immissione con P lt 20 kW deve essere installato nell impianto di rete per la connessione a 118 monte del PdC figura 5 5 a MI e M2
143. oni si consigliano le funzioni seguente per azionare il dispositivo del generatore 105 Tabella 4 5 regolazioni per la rete in isola Protezione Soglia di intervento Tempo di intervento Massima tensione 59 1 1 Vn Senza ritardo intenzionale 0 1 s Minima tensione 27 0 8 Vn 5s Massima frequenza 81 gt 52 Hz 1s Minima frequenza 81 lt 48 Hz 5s Negli impianti di generazione si deve installare un interblocco tra il DDG e un interruttore in grado di separare l impianto per evitare il funzionamento in parallelo con la rete L interruttore pu essere realizzato elettricamente e meccanicamente oppure con un interblocco elettrico come si vede nella figura 4 28 RETE BT DEL DISTRIBUTORE CONSEGNA INTERBLOCCO ELETTRICO DI TIPO RIDONDANTE DDI i DISPOSITIVO DI INTERFACCIA nuda F RETE IN ISOLA ISPOSITIVO DEL GENERATORE UTENZE PRIVILEGIATE 1 Figura 4 28 sistema di produzione in isola con interblocco elettrico o meccanico o elettrico ridondante x Per evitare l interruzione del servizio nel cambio di assetto della rete ammesso il parallelo transitorio con un sistema automatico tra l alimentazione di riserva e la rete 106 E Requisiti dei generatori e l immissione di corrente continua Gli impianti di F generazione indirettamente connessi alla rete nel funzionamento a regime devono evitare l immissione di corrente con componente co
144. onnesso alla rete in seguito a qualsiasi guasto polifase 4 86 13 Zona di distacco ammesso 125 12 I Caratteristica OVRT 1 15 1 15 11 10 Zona di distacco non ammesso 0 Caratteristica LVRT Tensione Vn Zona di distacco ammesso 100 o 10 100 300 40 500 600 700 Dl 100 00 o 1209 130 1400 1500 160 i70 1800 1900 200 210 220 amo Tempo ms Figura 4 17 caratteristica V t LVRT e OVRT per i generatori statici Caratteristiche V t in sottotensione LVRT Il generatore non si deve disconnettere nella zona tratteggiata V la tensione concatenata nel punto di connessione Il generatore deve riprendere l erogazione di potenza entro 400 ms dal ripristino di un livello di tensione entro 10 e 15 Un con una tolleranza di 10 della potenza nominale del generatore Caratteristiche V t in sovratensione OVRT il generatore non si deve disconnettere nella zona tratteggiata Il funzionamento previsto della figura 4 17 deve essere assicurata a fronte di variazioni di una o pi tensioni Generatori eolici in generale valgono le indicazioni per i generatori statici con le differenze che sono dimostrate nella figura 4 18 Nella zona di distacco con LVRT presente una aria per l introduzione di un gradino di tensione che pi ampio 0 3 Un 200 ms a 0 85 Un i limiti di distacco sono ammessi per una durata di 180 s la caratteristica di OVRT deve esser
145. per rimediare a problemi realizzati in un punto specifico della rete che possono essere risolti soltanto tramite alcuni impianti I servizi locali offerti dalla GD hanno la precedenza rispetto ai servizi per il fatto che essi sono installati nella vicinanza della porzione di rete in cui si verificato il malfunzionamento In questa fase il DSO deve verificare che la capacit della rete locale necessaria per il funzionamento corretto del sistema di distribuzione sia compatibile con i limiti dovuti alla 137 partecipazione della GD Questo verifica con le dimensioni e condizioni attuali del sistema sar possibile solo con lo sviluppo delle smart grid e di modalit di gestione della rete Unit di produzione AAT AT Unit di produzione alimentate da FRNP AAT AT Clienti finali AAT AT Responsabile del rispetto degli impegni fisici e della presentazione di offerte su MSD Trader per unit di generazione diffusa MT e BT fino a 1 MW Unit di generazione diffusa MT e BT gt 1 MW Trader per clienti finali MT e BT Responsabile del rispetto degli impegni fisici e della presentazione di offerte su MSD ll DSO verifica che i limiti di transito in fase di programmazione e in tempo reale dovuti alla partecipazione della GD su MSD siano compatibili con la capacit della rete locale concede o meno l abilitazione alla fornitura delle risorse di sistema per tutti gli impianti sottesi ad una CP Servizi locali Unit di ge
146. pubblica Per garantire un buon funzionamento la tipologia delle fonti di energia deve essere molto differenziata e gli impianti di produzione devono essere presenti in numero adeguato al carico presente Le principali difficolt si presentano nella regolazione della frequenza e della tensione e quindi nella gestione delle potenze erogate e assorbite Per arginare questi problemi devono essere adottate tecniche di controllo del tutto similari a quella delle grandi reti Tali tecniche costose e non ancora del tutto automatizzate ostacolano la diffusione di questa tipologia di reti poich un investimento di scarsa qualit in tal senso compromette completamente l affidabilit della rete stessa B Micro Grid non autonome hanno molto pi vantaggi quali Utilizzo della rete di distribuzione per fissare la frequenza e la tensione di riferimento Fornitura di potenza agli utenti in caso di perdita di risorse distribuite Immissione di potenza in eccesso alla rete pubblica 14 Capacit di sostenere i guasti con correnti rilevabili agilmente dalle protezioni Viceversa poco vantaggioso per la rete poich il distributore dovrebbe adottare misure capaci di far fronte alle situazioni pi sfavorevoli per la rete non pi di semplice gestione Le reti di distribuzione infatti non si presenterebbero pi come semplici reti passive disalimentabili facilmente in caso di guasto al loro interno dal livello superiore di tensione
147. rafrequenza definita dalla potenza Pimax immessa al superamento dei 50 3Hz dallo statismo impostato e dall entit della sovrafrequenza misurata rispetto ai 50 3Hz La riduzione della potenza attiva per i generatori ORC dovr essere effettuata a partire da 50 3 Hz con uno statismo non maggiore del 4 in un tempo minore di 10 s Pi Pi nax 100 50 47 5 50 0 50 3 51 5 Figura 5 13 curva di riduzione della potenza attiva in sovra frequenza Se la frequenza supera 50 3 Hz tutti gli impianti di generazione regolabili dotati di convertitori statici devono diminuire la potenza Pimax erogata in rete secondo lo statismo in funzione dell entit dello scarto in frequenza positivo La diminuzione della potenza erogata dal valore Pimax al valore definito dall entit della sovrafrequenza secondo s impostato deve avvenire in modo lineare con tempi generalmente inferiori a 1s e comunque non superiori a 2 s con una precisione della misura di frequenza di almeno 10 mHz 127 In caso ulteriore diminuzione della frequenza la potenza erogata dovr essere limitata al valore Minimo raggiunto nel transitorio di sovrafrequenza finche la frequenza non rientra stabilmente nella banda 50 0 1 Hz per un tempo minimo di 300 s Dopo 1 300 s di attesa si potr riportare il limite della potenza immessa al Pimax seguendo una rampa lineare con pendenza pari a 20 Pimax al minuto superiore a 5 Pnom al minuto Dopo aver
148. ralmente sono impiegate nella copertura del carico di base Il funzionamento di una centrale termoelettrica basato principalmente nell impiego della caldaia della turbina del generatore sincrono del condensatore e della pompa Si brucia il combustibile nella caldaia dove si riscalda l acqua e si trasforma in vapore fortemente surriscaldato Il vapore viene condotto in turbina dove agendo sulle pale trasforma l energia potenziale in esso contenuta in energia meccanica Tale energia viene trasformata in energia elettrica in media tensione attraverso un generatore sincrono Il vapore in uscita dalla turbina viene condensato entro uno scambiatore di calore che utilizza una fonte a temperatura pi bassa a cui cedere il calore in eccesso Il condensato viene quindi rinviato alla caldaia tramite la pompa per essere riutilizzato in un altro ciclo Per poter connettere la centrale alla rete di alta tensione si alza il livello di tensione con un trasformatore In un impianto convenzionale circa il 40 dell energia prodotta sotto forma di calore si converte in energia elettrica e il restante viene dissipata nelle varie fasi della conversione dell energia Per aumentare il rendimento delle centrali termoelettriche si usa una centrale a turbogas in serie alla centrale convenzionale I gas scaricati dalla prima centrale hanno una temperatura notevole che si utilizza per riscaldare l acqua della seconda centrale Il rendimento di una centrale elettrica con
149. rata dalla conoscenza di APs e dalla variazione di frequenza Figura 3 16 caratteristica f P potenza di soccorso La potenza attiva da generare viene calcolata dal regolatore centrale con la relazione di Apg e viene elaborato da ciascun regolatore con i regolatori secondari dei diversi reti In questo caso il regolatore centrale manda i segnali ai vari sistemi Questo tipo di regolatore dato che il suo funzionamento basato sulla misura di variazione di frequenza e potenza viene chiamato regolazione frequenza e potenza attiva 55 Se si prende ora il caso di tre aree interconnesse con la variazione di carico nella prima rete ci sar una potenza di scambio con gli altri reti con un aumento della frequenza Ovviamente la somma delle potenze scambiate delle aree 2 e 3 sar pari alla potenza di soccorso dell aria 1 a questo punto viene calcolato la variazione di frequenza totale e si misura la differenza di potenza scambiata in ogni APs area e la variazione della frequenza moltiplicata all energia regolante della stessa rete Af kr La somma di questi due nelle reti in cui non avvenuto una variazione di carico sar pari a zero In tal caso ogni rete in grado di calcolare le variazioni interni del carico Successivamente il segnale sar elaborato dal controllo centrale e mandata ai regolatori di frequenza di ogni rete per compensare al variazione della potenza e frequenza 56 Capitolo 4 Regole di connessione degli
150. re disattivato anche senza accordo con il distributore Stazioni di carica dei veicoli elettrici questi impianti possono essere collegati alla rete con pi punti di connessione con una fornitura a s stante per ogni PdC accessibile da strada pubblica Le prescrizioni per configurazioni di utente attivo di tali stazioni sono in fase di studio Impianti destinati a fornitura temporanea la fornitura straordinaria dell energia elettrica alle manifestazioni feste patrimoniali politiche religiose eventi sportivi manifestazioni fiere cantieri ecc tipicamente inferiore ai 30 giorni ma potrebbe essere prolungato anche fino a 12 mesi nei casi rari Il limite temporale massimo per i cantieri di tre anni Nel caso di cantieri la misura dell energia elettrica va effettuata nel luogo di utilizzazione L utente deve realizzare e Cassetta di protezione del contatore 101 e Opere civili necessarie per l eventuale cabina di trasformazione MT BT e Dispositivo di protezione e sezionamento La figura 2 26 dimostra una configurazione per la connessione da linea aerea e da linea in cavo sotterraneo Derivazione da linea aerea Cavo Utente Cavo Utente A TC A Ta fr Me DG Utente supporto DG Utente Protezione cavo Utente Derivazione in cavo sotterraneo Figura 4 26 fornitura temporanea Se l utente accetta di essere alimentato da un punto in prossimit degli impianti esistenti del distr
151. rete 91 Il SPI pu essere escluso temporaneamente con l impianto in isola con un dispositivo che impedisce il parallelo oppure con tutti i generatori disattivati Se sono presenti pi generatori con un unico DDI i contatti devono essere in serie tra loro In tal modo l esclusione di DDI avviene con la disattivazione di tutti i generatori A seguito di un malfunzionamento le protezioni dei generatori devono arrestare il processo di conversione dei generatori con valori di regolazione selettiva con quelli della SPI Questa prescrizione si applica alle protezioni di minima tensione massima tensione minima frequenza e massima frequenza Per i generatori sincroni e asincroni convenzionali si aggiungono le protezioni di massima corrente e sottoeccitazione Le caratteristiche di TV I o TV NI per fornire le grandezze alle protezioni sono e Classe di precisione 0 5 3P e Fattore di tensione 1 2 per 30 s per TV fase fase e 1 9 per 30 s per TV fase terra e Prestazioni nominali dei TV I maggiore di 5 VA I TV I utilizzati a monte del DG devono essere protetti con un IMS combinato con fusibili a In lt 6 3 A l intervento dei fusibili di protezione dei TV I che misurano la tensione concatenata determina lo scatto del SPI in protezione di minima tensione e nel caso dei TV che misurano la tensione residua l apertura del DDI La protezione del secondario dei TV I stella triangolo deve determinare l apertura del DDI La misura di frequ
152. ri dei TV collegati a triangolo aperto In caso di guasto fase terra i TV devono fornire la tensione nominale all ingresso delle protezioni Almeno uno dei dispositivi DG DDI o DDG deve essere equipaggiato con il dispositivo di controllo del parallelo Inoltre deve essere previsto un automatismo per tutti i dispositivi non equipaggiati con il controllo del parallelo che ne impedisce la chiusura con presenza di tensione a valle Disponibilit delle grandezze elettriche al punto di connessione Il distributore deve fornire la curva equivalente di capability con e senza presenza della fonte primaria i comandi per il set point della P e Q immessa in rete e le misure della P Q e V ogni 10 minuti confermato secondo la Norma EN 61000 4 30 4 4 Regole tecniche di connessione alle reti BT Nel presente capitolo si definiscono i criteri tecnici per la connessione degli Utenti alle reti di distribuzione con tensione nominale in corrente alternata fino a 1 kV compreso Inoltre per gli Utenti attivi si definisce l avviamento l esercizio e il distacco dell impianto di generazione evitando il funzionamento in isola degli impianti di produzione su porzioni di reti BT Si definiscono alcune prescrizioni riguardanti gli impianti di generazione funzionanti in servizio isolato sulla rete Produttore Schemi d inserimento La figura 4 21 mostra gli schemi d inserimento degli impianti di connessione dell utente nella rete di distribuzio
153. rivazione a T T da cassetta di T da cassetta di kW da cabina derivazio dispositivo di sezionamento su sezionamento MT BT ne rigida sezionamento una linea su una linea 9 verso l utente esistente esistente schema D schema E S x n 5 Xx a zZ BT x X 100 200 5 MT nc nc nc ne ne Legenda Potenza per gli Utenti passivi si deve intendere la potenza disponibile per gli Utenti attivi si deve intendere il massimo tra la potenza in immissione richiesta e la potenza disponibile BTm connessione monofase X soluzione generalmente utilizzata soluzione generalmente non utilizzata nc casistica non considerata in questa Tabella Schemi di collegamento dell impianto per la connessione A prescindere dalla soluzione di connessione dell impianto di rete per la connessione si possono avere solo gli schemi presenti nelle figure 4 22 4 23 4 24 I dispositivi di misura dell utente attivo devono essere protetti e collegati a valle del DG Il distributore pu impiegare dispositivi per limitare la potenza prelevata dall utente in funzione del valore di potenza Per gli utenti passivi con P lt 30 kW il distributore fornisce una potenza disponibile maggiore del 10 con un limitatore di potenza vedi figura 4 22 CONTATORI PER POTENZE LIMITATE Pde CAVO DI COLLEGAMENTO Impianto Utente oae ae Rete A CAVO DI COLLEGAMENTO Impianto Utente CONTATORI PER POTENZE NON LIMITA
154. rnata vanno connessi o a valle del contatore di produzione oppure a monte di tale contatore La figura seguente mostra un sistema di accumulo connesso alla rete di impianto in corrente AC a valle del contatore di tipo bidirezionale Rete di distribuzione M1 Misura energia scambiata M2 Misura energia prodotta Carico equivalente Accumulo ESS BMS Generatore Figura 5 9 misura dei flussi di energia con accumulo nella parte d impianto in AC a valle del contatore Negli impianti con sistema di accumulo connesso nella parte di impianto in corrente AC a monte del contatore si deve impiegare i contatori M2 e MIbidirezionali a rilevazione dei dati con il livello di dettaglio prestabilito Inoltre bisogna installare un contatore bidirezionale M3 per la misura dell energia immessa dal sistema di accumulo tra il sistema di accumulo e il resto dell impianto in grado di rilevare i dati con il livello di dettaglio orario per fasce etc prestabilito 122 Rete di distribuzione M3 a M1 Misura energia scambiata Wh Misura energia scambiata M2 Misura energia Carico Wh equivalente prodotta Accumulo ESS BMS AC DC ll Generatore Figura 5 10 misura dei flussi di energia con accumulo posizionato nella parte in AC a monte del contatore Gli apparati di misura nei sistemi di accumulo in impianti di produzione non incentivata consisto
155. rra dell impianto utilizzando o dispositivi mobili oppure quelli predisposti 69 L utente pu adottare due soluzioni Il primo non prevedere un sezionatore di terra a valle dei terminali del cavo di connessione alla rete in tal caso deve utilizzare i dispositivi mobili di messa a terra Il secondo metodo consiste nel predisporre un sezionatore di terra a valle dei terminali dei cavi di connessione alla rete In tal caso quando l utente chiede al distributore di mettere fuori tensione e in sicurezza il cavo di connessione il distributore deve consegnare una chiave non duplicabile all utente che si libera e consente dopo la chiusura del sezionatore di terra della cella di consegna del distributore la chiusura del primo sezionatore di terra dell utente D Soluzioni indicative di connessione Nella tabella seguente sono riportate le soluzioni tipiche per la scelta degli schemi di connessione in funzione della potenza e della tipologia dell utenza Tabella 4 1 soluzioni di collegamento per la connessione alle reti MT del distributore D B2 Cc A B1 Potenza disponibile Rete Mw Derivazione a Antenna su Antenna su Antenna su CS in Entra Esce T cs Dita CP derivazione 0 1 0 2 v S 02 1 E a 1 3 Xx 5 X 3 10 nc Potenza nominale MW nc 0 1 0 2 2 0 2 1 x z 1 3 X c 2 3 6 x 2 X 6 10 AT nc nc nc ne nc Legenda x soluzione consigliata x soluzione praticabile ma no
156. sere coordinati opportunamente 77 L utente deve seguire le indicazioni del distributore per scegliere i sistemi di protezione considerando le caratteristiche dei collegamenti l assetto delle protezioni nella cabina primaria e le caratteristiche dell impianto di rete preso l utente e l impianto dell utente L utente e il distributore devono mantenere il sistema di protezione in modo di poter agire in occasione di mancati interventi e malfunzionamento di pertinenza del medesimo Nel caso di malfunzionamento del sistema di protezione dell utente il distributore pu chiedere la revisione del sistema e adottare provvedimenti necessari L utente deve fornire al distributore l informazione relativo alle segnalazioni di avviamento e scatto delle protezioni con il riferimento temporale a disposizione della protezione generale I macchinari dell utente devono resistere alle sollecitazioni dovute ai guasti ed eventuali richiusura provenienti dalla rete oltre ad essere protetti contro la sollecitazioni dovuti ai guasti non coperti dalle protezioni del distributore a Protezione per tutti gli utenti La linea di alimentazione dell utente dotato di protezione di massima corrente di guasto a terra e di fase in partenza ma non presso l utente Perci l utente deve installare un sistema di protezione con rel di massima corrente di fase e contro i guasti a terra al fine di evitare ripercussioni dovuti ai guasti interni d
157. sola tensione residua possono essere posti anche a valle del DDI In questo caso il SPI sulla base del comando di chiusura intenzionale del DDI deve impostare automaticamente i tempi di intervento delle soglie 81 gt S2 81 lt S2 59V0a 0 20 s per un certo tempo dopo la chiusura del DDI gt 30 s Tale soluzione non ammessa per i generatori rotanti e I trasformatori trasduttori per la misura della frequenza tensione devono essere installati a monte del DDI In caso di trasformatori trasduttori installati a valle del DDI deve essere prevista la esclusione temporanea della PI con DDI aperto Per i soli generatori statici alla chiusura del DDI la PI deve automaticamente impostare i tempi di intervento delle soglie 81 gt S2 81 lt S2 59VO a 0 20 s per un certo tempo dopo la chiusura del DDI gt 30 s Ci implica che il SPI debba avere in ingresso anche la posizione del DDI e quindi un ingresso nello schema Il DDI a sua volta deve disporre di contatti ausiliari di posizione liberi da tensione Il funzionamento del SPI sempre in soglia permissiva In caso di guasto lo scatto del SPI si ottiene con rete di comunicazione con telescatto oppure con rete di comunicazione fuori servizio con solo blocco voltmetrico 81V Per gli impianti attivi con P gt 400 kW deve essere previsto un rincalzo riportando il comando di scatto a un altro dispositivo d interfaccia alla mancanza apertura del DDI per la sicurezza dell esercizio della
158. ta all interno del rel Vn 3E V3 Un Lo schema logica del funzionamento del SPI e le indicazioni dei segnali di telescatto sono illustrati nella figura 4 20 In transitorio se la porta OR dello sblocco voltmetrico nello stato zero si ha il funzionamento permanente in soglia permissiva tranne il funzionamento di sblocco voltmetrico 81V invece nello stato 1 si ha il funzionamento permanente in soglia restrittiva 90 Bobina a mancanza di tensione 59 51 Dl 1Un 1 3 Un T 3s le 27 52 _ ____ Reset time setting 1 default 0 05 Un 1 Un 0 05 5s setting 200 ms cfr NOTA successiva Massima tensione 59 52 T Q residua 59 V 1 Un 4 3 Un T 005 1s 0 05 0 4 Um Massima tansi 27 51 T a _ Massima tensione 0 20Un 1Un di sequenza inversa 59 Vi T 005 5s 0 05 0 50 Un En T al Minima tensione T 0 08 55 di sequenza diretta 27 Vd 0 10 0 90 Un En T al A Sblocco volimetrico 81 V T 0 06 5s OR 81 gt 51 A ti i 50 52 Hz AND T 0 06 55 Reset time setting 2 default setting 308 cfr NOTA successiva ______ Figura 4 20 schema logico funzionale del SPI NOTA e Reset time setting 1 200 ms serve in caso di arco intermittente o all estinzione del guasto per evitare continui avviamenti e ricadute dell avviamento 59V0 e Reset time setting 2 30 s e Itrasformatori trasduttori per la misura della
159. tercorsi tra la liberalizzazione del mercato e oggi le leggi dell economia di scala e la maturazione delle tecnologie necessarie a sfruttare fonti di 10 energia rinnovabile specialmente per le tecnologie che riguardano il solare hanno permesso una drastica riduzione dei costi di realizzazioni delle centrali tali da renderle in molti casi competitivi addirittura con le centrali tradizionali realizzate molti anni prima e gi ammortizzate Network Energy Energy management management exchange Biomass system i system i Fa Invoicing power plant O O O 0 Communications network Block type i Mn cogeneration af O u Weather service power plant O 7 z 7 Concentrator n i Remote meter i ba readin f J Influenceable n loads PV system IN k Wind farm s e TAZZA DA Communications Il unit Distributed Lal type 06 Fuel cell cogeneration and Distributed loads photovoltaic systems Figura 1 2 Generazione distribuita Dal punto di vista tecnico l aumento del numero d impianti di produzione collegati alla rete di distribuzione locale o a un sistema di accumulo porta molti benefici ma anche ad alcune problematiche di non facile soluzione che saranno trattate nei successivi capitoli Come gi visto molti e molteplici sono i fattori che hanno aiutato la diffusione d impianti di generazione In particolare si possono riassumere i seguenti a La possibilit di sfruttare fonti
160. ti Punto di connessione il PdC coincide con i morsetti di valle del contatore per tutti gli utenti tranne per gli utenti attivi con potenza disponibile maggiore di 20 kW in quest ultimo caso il PdC coincide con una morsettiera a monte del contatore posto dal distributore vedi figura 4 24 schema B a valle del PdC le propriet di competenze funzionali sono dell utente a monte sono del distributore Caratteristiche dei componenti i dispositivi di utente devono essere forniti da produttori con sistema di controllo di qualit certificato Tutti gli apparecchi devono presentare caratteristiche di funzionamento e sovraccaricabilit corrispondenti alle caratteristiche nominali e alle correnti di corto circuito e correnti di massima In particolare le caratteristiche di interruttori sezionatori TA ecc devono essere selezionati considerando le caratteristiche tecniche della rete Impianti di rete per la connessione l installazione l esercizio riparazione e manutenzione dell impianto di rete per la connessione di competenze del distributore Punto di prelievo l impianto di rete per il collegamento comprende il contatore e i morsetti a valle del contatore stesso Punti di immissione il punto di immissione comprende la morsettiera a monte del contatore Il produttore responsabile dell installazione e la manutenzione dell impianto e del dispositivo generale Impianto dell utente per la connessione l impianto dell
161. tiche a livello di sistema e al livello locale AI fine di flessibilit e della gestione in sicurezza del sistema e per promuovere una maggiore responsabilizzazione degli utenti attivi in relazione all immissione dell energia e previsioni efficienti si deve valutare una revisione della gestione del dispacciamento Risorse per il dispacciamento Il transmission system operator TSO acquisisce tutti i dati dello stato del sistema mettendo in atto le azioni correttive e Nella fase di programmazione preparando i piani di esercizio sulle basi delle previsioni delle domande di carico e della disponibilit della produzione e Nella fase di controllo in modo da ottimizzare il servizio controllando le emergenze e disservizi e coordinando le manovre con l intervento dalla compensazione di potenza attiva e reattiva e Nella fase di analisi dell esercizio elaborando le statistiche di esercizio raccogliendo e analizzando gli indicazioni e il funzionamento del sistema per ottimizzare l esercizio del sistema Il gestore della rete stipula i contratti di vendita e di acquisto sul mercato per il servizio di dispacciamento MSD per la creazione della riserva e il bilanciamento delle centrali tutte le offerte sono remunerate con il metodo pay as bid Nelle regole attuali del dispacciamento definito un punto di dispacciamento della produzione nel quale l utente ha il diritto di immettere l energia elettrica nella rete e il pun
162. tiva e la tensione Presentiamo la rete con il modello equivalente monofase semplificato con parametri costanti eccitazione delle macchine sincrone tipologia dei carichi Figura 3 1 caratteristica V Q del carico Naturalmente AE E lt 0 1 e l indice della caduta di tensione M crescente con E fino a AE lt Ey 2 Ipotizzando che l ampiezza di Ei sia costante al variare il carico la M 43 l equazione di una retta nel piano di potenza attiva e reattiva che taglia l asse dell ordinata nel punto M X Considerando come maggior parte dei casi reali la S come caratteristica del carico induttivo si osserva che variando la potenza reattiva si pu variare la potenza complessiva lungo la M ad esempio se M 0 avendo N P jQ si pu compensare la potenza reattiva e raggiungere N P2 jQ2 In corrispondenza ai bassi valori di carichi la potenza di compensazione deve essere induttiva come si vede nel grafico Figura 3 2 caratteristica della potenza attiva e reattiva del carico Naturalmente nelle reti pi complessi ogni intervento sulla tensione del nodo considerato avr una influenza favorevole o sfavorevole sulla tensione di altri nodi della rete Si verifica il comportamento di una linea di trasmissione studiando la caduta di tensione della linea utilizzando i diagrammi circolari della potenza in arrivo Considerando i diagrammi adimensionali della potenza si osservi che con la composizione della poten
163. to a vuoto e in funzionamento nominale S fo fn fo Consideriamo un sistema isolato con un carico e un generatore se si verifica che la variazione della frequenza dovuta alla variazione del carico Supponiamo che il sistema funzioni inizialmente nel punto Cn con una potenza Pgn Con una diminuzione del carico nominale alla frequenza nominale C n vi uno squilibrio della coppia la potenza del carico viene aumentata e la potenza generata sar pi bassa del valore nominale fino a un nuovo punto di equilibrio che l intersezione della caratteristica del carico e la caratteristica del generatore Si ha di nuovo un punto di equilibrio con una frequenza pi alta f si verifica in questo caso il triangolo con tre punti di funzionamento v figura 3 12 b La base del triangolo rappresenta la variazione del carico che divisa in due tratti Kc Af che dipende dalla pendenza della caratteristica del carico e Kg Af che dipende dalla pendenza della caratteristica del generatore La somma dell energia regolante del carico e generatore viene chiamato energia regolante della rete Kr e consente di calcolare le variazioni del carico da una misura della variazione della frequenza La variazione di frequenza inversamente proporzionale all energia regolante della rete Con Af fissa per diminuire Af dovuta a una variazione del carico opportuno aumentare l energia regolante del carico ma non possibile dato che non dipende dal fornitor
164. to di dispacciamento del consumo nel quale l utente ha il diritto di prelevare l energia 129 elettrica dalla rete con l obbligo di collegamento di terzi per i quali sono calcolati gli sbilanciamenti Il mercato costruisce uno sbilanciamento che viene corretto modificando il livello di prelievo e di immissione Il gestore di rete si approvvigiona tramite le offerte sul MSD per costruire i margini di riserva e sul MB per mantenere il bilanciamento del consumo e l immissione e per i servizi di regolazione secondaria comunicando all utente gli esiti individuali e generali La quantit dell energia prelevata in un punto di dispacciamento in difetto rispetto al programma vincolante viene considerata ceduta dal gestore all utente mentre quella in eccesso considerata ceduta dall utente I servizi che possono servire per assicurare la stabilit e sicurezza di esercizio della rete sono a Risorse per la risoluzione della congestione in fase di programmazione Le unit disposte ad accettare le modifiche devono rendere disponibili al TSO l utilizzo dei margini di riserva rispetto alla Pmax Pmin tali riserve sono utilizzate dal TSO per cancellare le congestioni sulla rete b Risorse per la riserva primaria secondaria e terziaria Per rispettare la sicurezza sulla rete si deve prevedere una regolazione primaria per gestire la stabilit della frequenza La fornitura delle risorse per la riserva primaria si ottiene co
165. tori dell utente dopo un intervento di DDI a seguito di un disturbo di rete deve avvenire dopo che la frequenza sia stabilita intorno alla frequenza nominale per un tempo da 0 a 900 s default 300 s inoltre tale rientro pu avvenire nel rispetto della soglia di tensione di avviamento e con variazioni graduale di potenza con la stessa rampa di carico in avviamento Il SPI associato al DDI deve funzionare con un blocco voltmetrico e devono essere previste le protezioni di massima tensione minima tensione massima tensione residua lato MT massima frequenza minima frequenza massima frequenza ritardata e minima frequenza ritardata La funzione di blocco voltmetrico basata sulle funzioni di massima tensione residua massima tensione di sequenza inversa e minima tensione di sequenza inversa Inoltre il SPI deve ricevere i segnali del comando di telescatto su protocollo serie CEI EN 61850 certificato A da ISO 9000 o ISO 17025 Le protezioni di minima tensione e quella di massima tensione devono misurare le tensioni concatenate dal TV I fra due fasi MT o BT dal TV NI fase terra o dalle tensioni concatenate in BT 89 La frequenza deve essere misurato con almeno una tensione concatenata in BT quando si usano pi grandezze di misura lo scatto deve essere previsto in caso di sia frequenza minima sia frequenza massima L utente connesso in antenna pu installare una CP al posto di telescatto Le regolazioni del sistema di protezione di
166. trebbero offrire servizi di dispacciamento con disponibilit di modulare o interrompere il proprio carico in caso siano insufficienti le risorse di approvvigionamento dal TSO o dal DSO ma per creare una prestazione significativa di risorse per il TSO si devono offrire molti piccoli utenti Il gestore in questo caso deve essere sicuro di che tali servizi saranno forniti tempestivamente Una piccola differenza tra il servizio offerto e quello richiesto pu mettere al rischio la sicurezza del sistema Perci pi conveniente acquistare tali servizi dagli impianti di GD che dai piccoli consumatori 6 4 Soluzioni innovative per le risorse del dispacciamento Nella evoluzione della dispacciamento si deve prendere in considerazione tanti fattori Nel seguito sono descritti tre modelli che mostrano alcuni sviluppi da coordinare e approfondire anche in relazione al mercato elettrico 6 4 1 Dispacciamento centralizzato diffuso Modello 1 In questo modello le FRNP e GD connessi alla rete MT e BT devono fornire una previsione al giorno prima della potenza generata ma potrebbero fornire anche servizi di dispacciamento Il mercato potrebbe essere gestito comunque con modalit attuale introducendo le FRNP e GD In questo caso il gestore della rete dovr ricostruire le condizioni di sicurezza Le unit alimentate dalle FRNP e GD potrebbero accedere direttamente al MSD oppure tramite un trader 136 Unit di produzione AAT AT Unit di produzion
167. tri elementi Al variare del carico elettrico il generatore preleva una quantit pari alla variazione stessa pi la variazione delle perdite al suo interno dal suo motore primo cio dalla turbina a 19 vapore Per far fronte alla variazione di potenza richiesta si agisce sugli organi di regolazione della portata di vapore in immissione alla turbina Tale organo funge pertanto da regolatore primario del gruppo agendo da componente pilota per tutti gli altri elementi del ciclo termodinamico In particolare si pu sostenere che la regolazione di potenza viene eseguita a spese dell energia accumulata in caldaia e che la regolazione della stessa avviene rispetto ai parametri in essa rilevabili Ad esempio se viene richiesta maggiore potenza dal generatore elettrico viene immediatamente aperta la valvola di controlla della portata in immissione nella turbina facendo affluire pi vapore in turbina prelevandolo da quello accumulato in caldaia che tuttavia in quel momento ne sta producendo una quantit inferiore Ci determina una riduzione di pressione nel corpo cilindrico della caldaia stessa che sar alimentata con maggior combustibile e fluido per adattarsi alla nuova richiesta e per far fronte alla temporanea perdita di pressione E un sistema sicuramente molto pronto nel supplire alle variazioni del carico di rete pregiudicando per un buon funzionamento della caldaia stessa soggetta al rischio di pendolazione termica e a brus
168. utente inizia a valle del contatore che rileva l energia scambiata con la rete di distribuzione Tale impianto comprende il cavo di collegamento dispositivo generale e DGL e cavo di lunghezza trascurabile Il dispositivo generale deve essere costruito dall interruttore automatico unipolare con potere di interruzione superiore ai valori di corrente di corto circuito In alternativa pu essere impiegato un sezionatore combinato con fusibili Responsabilit per la sicurezza l utente e il distributore devono adottare regole di sicurezza per l esecuzione di lavori in particolare per gli interventi che richiedono la disattivazione dell impianto di rete o di utente Nel caso di utenti attivi si deve prevedere l individuazione di operatori e organismi La protezione del cavo di collegamento contro le sovracorrenti di competenze dell utente Tale protezione pu essere svolto con DG o DGL La protezione dell impianto di rete a monte del PdC e il contatore di responsabilit del distributore Per proteggere il cavo di collegamento contro il corto circuito esso deve avere una lunghezza inferiore a 3 m deve essere montato in modo da diminuire il rischio di corto circuito e non deve essere installato vicino al materiale combustibile n in impianti con rischio di esplosione o incendio 98 Protezione contro i contatti diretti e sezionamento la conduttura del cavo deve essere senza masse Qualsiasi dispositivo di manovra dell utente
169. utenti alla rete elettrica nazionale Il progressivo cambiamento delle tecnologie che vengono utilizzati nella rete elettrica e modalit di gestione della stessa porta a un continuo cambiamento delle normative al riguardo Perci si porta di seguito una panoramica generale delle regole di connessione degli utenti attivi e passivi alla rete elettrica 4 1 Schemi di inserimento Generalmente i nuovi Utente possono essere inseriti sulla rete AT per mezzo dei seguenti schemi e Inserimento in entra esce e Inserimento in derivazione a T e Inserimento in antenna L inserimento in antenna di fatto l inserimento di una o pi linee di un solo utente Nel caso di inserimento in antenna semplice l impianto di utente va inserito nella rete con una linea derivata da una stazione o cabina primaria esistente Invece nell inserimento in antenna in cabina adiacente l impianto di utente si collega o alla sbarra di cabina o con una linea inferiore di 50 metri senza un interruttore ma con un sezionatore installato su lato distributore Un altro metodo di inserimento sarebbe il collegamento diretto dell impianto di utente in antenna su stallo di cabina primaria stazione Poich la linea dell utente protetto dal distributore l utente deve considerare una tutela al cortocircuito in modo di consentire le protezioni di rincalzo Schema dell impianto per la connessione Lo schema di connessione definito dal distributore sulla
170. utilizzare i meccanismi di dispacciamento con la possibilit di estenderli agli impianti della GD e FRNP soprattutto con le reti dimensionate con l approccio fit amp forget Lo svantaggio di utilizzare questo modello consiste nella gestione di un numero elevato di utenti nel MSD soprattutto per le misure e verifiche del servizio fornito da tali impianti Nella rete non dimensionata con l approccio fit amp forget i servizi di sistema e quelli locali possono entrare in conflitto tra loro con la conseguenza di rendere pi difficile l acquisto dei servizi offerti dalla GD tramite MSD Il vantaggio del secondo modello di poter usufruire tutte le risorse senza conflitti tra la rete di trasmissione e di distribuzione Inoltre si pu creare un mercato pi ampio a cui potranno partecipare pi unit estendendo il confine del DSO a un area di riferimento in pi la possibilit di offrire servizi locali e di sistema della GD porterebbe a una diminuzione degli incentivi statali per l energia Per contro si deve creare il MSD D che coinvolge un numero elevato di utenti e che dovrebbe essere svolto in tempi molto brevi 139 Il terzo modello ha il vantaggio di semplificare la gestione della GD a cui richiesto fondamentalmente di mantenere il profilo programmato pari al profilo previsto al giorno prima Lo svantaggio di questo modello consiste nella scarsa disponibilit di risorse utili per mantenere un profilo costante in relazione all
171. vamente progredisce verso l estremit delle pale creando un meccanismo di regolazione passiva delle potenze Questo metodo presenta vari difetti quali instabilit vibrazioni previsioni dell entrata in stallo e Regolazione dell angolo di Pitch All aumentare eccessivamente la velocit del vento il carico sulle pale si riducono al minimo e l angolo di Pitch si aumenta fino alla messa in bandiera ma allo scopo di causare lo stallo si pu ridurre l angolo di Pitch In questo caso l ampiezza di rotazione delle pale necessaria per mettere in bandiera superiore a quella per regolare la potenza Il controllo della potenza diventa pi difficile ma la regolazione impiega un tempo minore Per limitare l usura del meccanismo di regolazione al di sotto della potenza nominale l angolo di Pitch mantenuto fisso con riduzione di efficienza ma un aumento di affidabilit del sistema 2 3 1 3 Turbine a velocit variabile Le turbine a velocit variabile sono progettate in modo da raggiungere l efficienza massima su un intervallo ampio di velocit del vento Con il funzionamento a velocit variabile si mantiene costante il TSR Tip Speed Ratio al valore ottimale adattando continuamente la velocit di rotazione delle pale alla velocit del vento Le variazioni di velocit del vento vengono assorbite dalle variazioni di velocit del rotore ma la coppia elettromagnetica resta costante I generatori sono connessi alla rete attraverso un convertitore
172. ve adeguare l impianto di terra alle nuove condizioni Nel caso di rete con neutro isolato il distributore deve comunicare 10 Ir rispetto a If misurato o calcolato con una maggiorazione di almeno 20 A in caso l impianto deve essere dimensionato per Ir e tr comunicate dal distributore con Ir 40 A a 15 kV o Ip 50 A a 20 kV e in proporzione per gli altri valori e tr gt gt 10 s Nel caso di rete a neutro compensato il distributore deve controllare che la corrente capacitiva di guasto fase terra della rete resti all interno della regolazione della bobina deterse Inoltre deve comunicare automaticamente le variazioni di Ir e tr tramite una raccomandata A R con una frequenza annuale e in occasione delle variazioni permanenti della corrente capacitiva fase terra senza considerare situazioni non permanenti Per una variazione permanente della corrente si intende una variazione della Ip fase terra maggiore del valore gi comunicato all utente Invece per la tr si intende una qualsiasi variazione del tempo di intervento 75 Le verifiche iniziali dell impianto di terra devono essere effettuati con la misura di tensione di passo e di contatto tramite uno strumento con l alimentazione del circuito amperometrico con almeno 5 A al termine della verifica deve essere compilato una relazione con i valori misurati Le verifiche periodiche dell impianto di terra di competenza dell utente Nel caso di collegamento ad altri
173. vento 60 250 e t 450 ms 67N S con Ip 2 A e Vo 2 V e settore di intervento 60 120 e t 140 ms b Circuiti di comando con l alimentazione ausiliaria L alimentazione della PG e i circuiti di comando del DG devono essere alimentati da una batteria o UPS per almeno un ora e una bobina di mancanza di tensione per il comando di apertura della PG e di seguito il DG In alternativa si pu utilizzare una bobina di apertura a lancio di corrente se lo consentono le caratteristiche della PG c Selettivit delle protezioni MT dell utente L utente per avere continuit del servizio pu impiegare un sistema di coordinamento delle protezioni che si basa sullo scambio delle informazioni tra qualsiasi soglia della PG e il rel a valle L eliminazione selettiva dei guasti polifasi con tale sistema possibile solo se la parte tra i dispositivi di protezione e DG a valle realizzato da linee in cavo Il sistema di coordinamento selettivo che si basa sullo scambio di informazioni tra i dispositivi di protezione dell utente e quelli della linea sono in fase di sperimentazione 79 d Limiti sulla sezione di trasformazione MT BT I limiti di potenza di ogni trasformatore o pi trasformatori sulla stessa sbarra BT con Uce 6 e Pn gt 630 KVA che l utente pu installare allo scopo di evitare l intervento di protezione della massima corrente della linea MT che elimina la sbarra BT deve essere fornito dal distributore
174. vento senza doversi muovere in continuazione per seguirne la direzione Generatori ad asse orizzontale sono formati da una torre di 60 100 metri sulla quale montato un involucro che contiene un sistema di trasformazione dell energia azionato Il generatore connesso al rotore cui sono connesse le pale di circa 20 metri ha una taglia tipica di 600 kW La potenza nominale si raggiunge a una velocit del vento compresa tra una velocit massima di 12 14 m s e una minima di 3 5 m s Sotto la velocit minima il rotore gira a vuoto Quando la velocit del vento raggiunge la sogli minima si comincia a produrre l energia elettrica all aumentare della velocit si raggiunge progressivamente la potenza di targa che viene mantenuta fino al raggiungimento della velocit massima Oltre il generatore al fine di evitare danni alle componenti si mette automaticamente in sicurezza mulino a turbina a turbina a turbina a vento 3 pale 2 pale singiola olendese aea pala turbina di SIE II turbina tipo savonius darrieus americano Figura 2 11 tipologie di pale 29 Per poter produrre la corrente a 50 Hz ci sono due metodi il primo con un generatore a 4 poli con una velocit di 1500 giri min il secondo con un generatore ruotante a 30 giri min e con 200 poli La maggior parte degli impianti sono dotati di uno inverter che trasforma la corrente continua in corrente alternata a 400V che viene successivamente immessa in rete mediante un
175. za ai morsetti di arrivo la caduta della tensione di della linea sar costante o nulla a seconda che la potenza in arrivo sia sulla circonferenza Vp Va costante o Vp Va Si nota che con l incremento della potenza reattiva dal punto F al punto G si avr una caduta di tensione maggiore rispetto all incremento della potenza attiva dal punto F al punto H inoltre le variazioni della potenza reattiva portano ad una differenza dell ampiezza fra la tensione di arrivo e di partenza invece le variazioni della potenza attiva comporta principalmente una variazione dell angolo 8 tra le tensioni di arrivo e di partenza 44 Le componenti della rete reale trasformatore generatore linea sono principalmente induttivi possono essere presentati con qualche semplificazione con una reattanza induttiva Perci analizziamo il comportamento di una rete puramente induttiva considerando la potenza attiva e reattiva in arrivo per unit In questo caso pi evidente il legame tra la potenza reattiva e l ampiezza della tensione e la potenza attiva e la fase tra le tensioni na o TT Da i Pa Va Np Va X X d f Figura 3 3 triangolo di potenze 3 1 1 Provvedimenti per la regolazione della tensione La trasmissione di una potenza reattiva elevata sulle reti di trasmissione e distribuzione specialmente su grandi distanza porta a una caduta di tensione nei vari nodi della rete La soluzione sarebbe di trasmettere la pote
176. za nominale alla rete tramite rotore e convertitore e altri 2 3 tramite lo statore Si pu controllare la produzione della potenza reattiva con la regolazione della tensione Si pu ottenere una variazione della velocit pari a 30 al di sotto e al di sopra della velocit di sincronismo Generatore asincrono con un convertitore interposto tra la rete e statore il funzionamento uguale alla configurazione precedente tranne il convertitore che dovr gestire la potenza totale La potenza reattiva per il funzionamento del generatore pu essere fornita dal convertitore Generatore sincrono e convertitore nelle turbine eoliche pu essere utilizzata un generatore sincrono a gabbia di scoiattolo connesso alla rete tramite un convertitore Il campo magnetico del rotore generato da una corrente DC fornita dal dinamo coassiale o dallo statore stesso con un ponte a diodi Il movimento del campo magnetico del rotore induce una tensione AC nello statore con valore efficace proporzionale alla velocit di rotazione e al flusso magnetico del rotore Con la circolazione della corrente tra carico e generatore si genera campo magnetico rotante nel traferro in sincronismo con il campo induttore Se l angolo tra due campi magnetici 0 allora P 0 se invece gt 0 si ha l immissione della potenza attiva in rete Se si mantiene l angolo fisso la potenza erogata cresce con la velocit di rotazione e frequenza della tensione indotta Invece con la pot
177. zione non rilevanti e Interruttore di generatore con dispositivo per il parallelo del gruppo e Interruttore di interfaccia con un dispositivo per il parallelo della rete in grado di disconnettere una porzione di rete compresi linee generatori e carichi essenziali e privilegiati in modo di assicurare il loro funzionamento separato 65 dalla rete In questi casi gli interruttori possono essere impiegati a svolgere pi attivit a due condizioni La prima che tra ogni gruppo di generazione e il punto di connessione ci siano almeno due interruttori La seconda che entrambi gli interruttori devono essere in grado di eseguire le funzioni previste per ogni singolo interruttore separatamente Nella scelta del sistema di protezione e nella sua regolazione sia il distributore che l utente devono considerare la potenza nominale prodotta lo schema di connessione utilizzato le caratteristiche dell impianto di produzione e delle linee di collegamento RETE DI DISTRIBUZIONE AT DISPOSITIVO GENERALE PARTE DI RETE UTENTE NON ABILITATA AL FUNZIONAMENTO IN ISOLA DISPOSITIVO DI INTERFACCIA PARTE DI RETE UTENTE ABILITATA AL FUNZIONAMENTO IN ISOLA UTENZE PRIVILEGIATE DISPOSITIVO DI GENERATORE GENERATORE Figura 4 3 configurazione generale dell impianto d utenza attivo 66 Vanno previste ulteriori protezioni di riserva e o rincalzo per garantire operativit del sistema anche in caso di mancato intervento del primo
178. zioni ordinarie e Intervento coordinato del DDI DDG e DG in caso di guasto sulla rete e La protezione dell impianto di generazione contro i guasti e Intervento coordinato del DDG e protezione dei carichi contro i guasti nell impianto e funzionamento in isola L esclusione del generatore pu prevedere esclusione della protezione di interfaccia se sono previste Le protezioni del generatore agiscono sul dispositivo del generatore Il DDG deve poter interrompere le correnti di guasto del generatore Connessione alla rete di distribuzione il limite di potenza complessiva per gli utenti collegati alla rete con un sistema di distribuzione monofase 6 kW Il distributore ha facolt di elevarla fino a 10 kW Gli impianti di generazione connessi alla rete trifase possono utilizzare i generatori monofasi con potenze equamente ripartite sulle fasi e Squilibrio permanente negli impianti trifase si ammette l installazione di pi generatori monofase a condizione di non superare il limite dello squilibrio permanente LSP intesa come differenza tra fase di potenza maggiore e quella con la potenza minore e Squilibrio transitorio qualora sia previsto uno squilibrio maggiore del LSP si deve impiegare un sistema che riporti lo squilibrio di potenza al di sotto del limite previsto Tale sistema deve scollegare l impianto dopo un massimo di tre minuti con lo squilibrio tra 6 KW e 10 kW e un minuto con lo squilibrio superiore i 10 kW _
179. zza di tensione al punto di connessione dell utente Point Of Delivery POD non devono superare 10 secondo i limiti temporali e le specifiche di misura fornita dalla norma CEI EN 50160 Stato del neutro Il neutro della rete BT del distributore collegato direttamente a terra L utente non pu ne impiegare il neutro come conduttore di protezione ne collegarlo alla terra di protezione del proprio impianto Il sistema impiegato di tipo TT vedi figura 5 1 a b Figura 5 1 sistema di distribuzione TT a schema reale b schema di principio 111 Per garantire il corretto intervento della protezione differenziale necessario che la residenza della messa a terra del neutro da parte del distributore sia minore di 180 Q Se si rileva che il superamento del limite di 180 Q impedisce il funzionamento delle protezioni differenziali dell utente la sussistenza di tale condizione deve essere verificato dal distributore su richiesta dell utente 5 1 1 Regole di connessione per tutti gli utenti Punto di connessione Il punto di connessione per gli utenti con potenza disponibile in immissione maggiore di 20 kW e immissione totale dell energia prodotta coincide con una morsettiera posta dal distributore a monte del contatore Per tutti gli altri utenti il PAC coincide con i morsetti a valle del contatore Rete BT del Distributore Morsettiera Distributore Q QO Q fe pdc Impianto dell Utente Figura 5 2 schem

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