Il grande sviluppo delle fonti rinnovabili che in questi anni è stato protagonista ha impattato sulla rete elettrica ed in particolare sul bilanciamento della rete.
Ricordiamo in fatti che in ogni momento la rete deve essere bilanciata sia in termini di domanda che di generazione riportando all’interno di un range definito tensione e frequenza.
Il bilanciamento viene effettuato sfruttando due leve: potenza attiva e potenza reattiva. I gestori della rete possono “giocare” con la generazione di potenza attiva regolando la frequenza e assicurarsi che in ogni istante il carico sia sempre soddisfatto mentre con la potenza reattiva viene regolata la tensione.
Il paradigma di un tempo, ove erano presenti pochi impianti al centro della rete e tanti utilizzatori nella periferia, permetteva una gestione semplice del bilanciamento ma, con l’avvento della decentralizzazione della produzione di energia dove ogni nodo della rete è sia consumatore che produttore (prosumer), la gestione del bilanciamento si è complicata.
Resta però inteso che se ogni nodo è chiamato a contribuire al bilanciamento della rete, permane la figura di un gestore centralizzato che impone ai singoli prosumer di contribuire in modo attivo a tale compito immettendo o assorbendo dalla rete un certo valore di potenza attiva e reattiva.
In Italia il contesto normativo ha iniziato a delinearsi con la CEI 0-16 per gli impianti connessi in media e alta tensione chiedendo agli stessi di essere preparati per un controllo centralizzato.
Da fine 2019, con la definizione dell’allegato A.68 di TERNA, si è cominciato, per gli impianti in alta tensione, a specificare i requisiti che l’insieme sistema di controllo e impianto devono soddisfare per poter essere connessi in alta alla rete elettrica.
In sintesi: “in caso di variazioni istantanee della frequenza al punto di connessione alla rete l’impianto deve automaticamente reagire abbassando o alzando la propria produzione di potenza attiva mentre, in caso di variazioni istantanee della tensione, l’impianto deve reagire variando lo scambio di potenza reattiva”
L’attore principale di queste variazioni è proprio il nostro Power Plant Controller in grado di dialogare in modo stabile con gli inverter dell’impianto in poche frazioni di secondo.
Il Power Plant Controller di Higeco More
E’ un quadro pre-assemblato capace di ricevere dall’esterno o da un’interfaccia utente i comandi che l’impianto deve rispettare.
E’ in grado di misurare nel punto di consegna le misure elettriche quali la potenza attiva, reattiva, le tensioni, il fattore di potenza e molto altro dell’impianto stesso in quel preciso momento e, tramite opportuni canali di comunicazione, connettersi agli inverter nel fotovoltaico o alle turbine, nel caso dell’eolico, regolando il funzionamento dei generatori.
All’interno del PPC è integrato un loop di controllo automatico che si basa sul PID (Proporzionale / Integrale / Derivativo). Tale sistema misura il valore della variabile, calcola l’errore tra l’attuale valore e il target che è stato richiesto (ES: un certo valore di potenza attiva da raggiungere) e in funzione di questo, istante per istante, genera dei comandi (controller output) da inviare agli inverter o alle turbine.
Caso pratico – Power Plant Controller di Higeco More in impianti Italiani
Higeco More si è aggiudicata l’installazione e la messa in servizio del Power Plant Controller in 5 impianti fotovoltaici italiani di taglia compresa tra 13MW e 70MW.
La prima installazione, già completata, è stata effettuata sul primo impianto da 13MW, costruito nel 2010 e sito nella zona di Montalto di Castro, Lazio. In questo caso il PPC Higeco More garantisce il rispetto del Codice di Rete secondo la normativa A.68 per la regolazione delle centrali in tensione e frequenza interfacciandosi con gli inverter tramite protocollo CANBUS.
Il PPC è inoltre in grado di gestire la comunicazione con qualisasi dispositivo attraverso tutti i principali protocolli di comunicazione (IEC61850, IEC60870-5-101/104, ModBus TCP, Modbus RTU, Modbus SunSpec, DNP3.0, OPC).
La regolazione viene quindi gestita tramite il Plugin EMS che implementa una control policy in grado di comandare diversi PID e garantire il rispetto dei tempi di risposta dell’impianto richiesti dal gestore di Rete.
Il PPC Higeco More, sempre in conformità alla normativa italiana A.68, è inoltre in grado di implementare il controllo automatico della Potenza Attiva e Potenza Reattiva di impianto in funzione di tensione e frequenza sulla base di parametri di controllo definiti a priori e senza la necessità di ricevere un comando esterno dall’Operatore di Rete.
Interfaccia grafica di gestione del Power Plant Controller
