Un metodo basato su misure distribuite in bassa tensione per il calcolo del load flow nelle smart grids

Con la diffusione della generazione distribuita nei sistemi elettrici di distribuzione e la conseguente loro transizione verso reti attive, è diventato essenziale disporre di opportuni sistemi per il monitoraggio, il controllo e la gestione delle retistesse. In questo ambito, l'unità GMEE di Palermo, in collaborazione con l'ISSIA-CNR e la STMicroelectronics, da alcuni anni si occupa dello sviluppo di sistemi di misura e comunicazione per lo sviluppo delle "smart distribution grids". In particolare, per quanto riguarda il monitoraggio della rete, lo studio è stato focalizzato sull'analisi dei flussi di potenza, che, noti il modello della rete e le potenze generate o assorbite nei vari nodi, può essere effettuata tramite algoritmi di load flow. Per quanto riguarda le misure, si può ricorrere a strumenti moderni, quali phasor measurement units (PMU), smart meters (SM) o power quality analyzers (PQA), che però non sono diffusi in modo capillare sulle reti di media tensione (MT), e la cui installazione comporta costi piuttosto elevati. Per ridurre il numero di punti di misura sono stati sviluppati algoritmi di "state estimation", basati sull'integrazione delle misure effettivamente disponibili con pseudo-misure ottenibili attraverso dati storici relativi alle potenze assorbite dai carichi o da previsioni sulle condizioni operative.In ogni caso, per ottenere l'accuratezza desiderata è necessario prevedere un numero adeguato di punti di misura, opportunamente posizionati in rete (meter placement). Molto più diffusi sono invece i punti di misura in bassa tensione (BT); in particolare, nelle cabine secondarie, a valle dei trasformatori MT/BT, sono spesso presenti strumenti per la misura dell'energia assorbita dai carichi (PQA o SM); oltretutto, in caso di nuove istallazioni, i costi in BT sono inferiori rispetto a quelli in MT. Per tale ragione gli autori hanno sviluppato un approccio innovativo per il calcolo del load flow, per le reti radiali, basato sulle misure delle potenze in BT e su una sola misura di tensione sulle sbarre MT [1]. Ulteriori studi, alcuni dei quali tuttora in corso, hanno riguardato l'accuratezza del metodo (in relazione alle incertezze di misura e sul modello della rete), la sua applicabilità con ridotto numero di punti di misura (attraverso opportune strategie di meter placement) [2], la sincronizzazione delle misure e la validazione in campo. Queste ultime attività sono state condotte grazie alla smart gridpilota realizzata sull'Isola di Ustica [3].