July 2012

Inverter SMA come gestori di rete

Sintesi delle funzioni di gestione della rete degli inverter SMA

In Germania il via è stato dato nel gennaio del 2009, in Francia già dal 2008. Da allora i grandi impianti FV devono partecipare alla gestione della rete e fornire in maniera sempre maggiore i cosiddetti servizi di rete. La necessità di queste misure è assolutamente indiscussa tra gli esperti. La potenza FV installata aumenta infatti costantemente e vengono realizzati progetti singoli sempre più ampi. Dimensioni e potenza maggiori significano anche maggiore responsabilità per la rete pubblica, tanto più che una rete stabile permette l’ampliamento praticamente illimitato delle energie rinnovabili. Per questo motivo SMA si impegna fortemente a questo riguardo sin dal principio. Orma SMA è il produttore leader dal punto di vista tecnologico nel campo degli inverter solari e ha assunto un ruolo pionieristico per quanto riguarda il tema della gestione della rete.

Panoramica delle funzioni di gestione degli inverter SMA

Funzioni complete di gestione della rete

SMA Power Reducer Box è stata la prima soluzione pronta per essere immessa sul mercato per la gestione della produzione fissata al par. 6 della Legge tedesca sulle energie rinnovabili, EEG*, ed è inoltre utilizzabile con tutti gli inverter SMA. Gli inverter dotati di meccanismo di riduzione automatico della potenza nel caso di sovrafrequenze contribuiscono in maniera decisiva alla stabilizzazione della frequenza di rete quando viene prodotta più energia di quella che viene utilizzata. Gli inverter in grado di fornire potenza reattiva aiutano a mantenere la tensione della rete costante e possono essere utilizzati anche a compensazione di differenze di fase indesiderate. Le funzioni di supporto di rete dinamico sono d’ausilio in caso di errore e possono, in questo modo, evitare un’ulteriore diffusione del problema o, per lo meno, circoscriverlo.

* Legge sulle energie rinnovabili

1. Gestione della produzione e della rete

Sessanta secondi: questo è il tempo in Germania in cui un inverter deve rispondere alle direttive del gestore di rete per la gestione della produzione. Nel caso in cui una parte della rete di trasporto sia temporaneamente sovraccarica, il gestore di rete può e deve limitare a distanza la potenza degli impianti di produzione decentrati. Gli impianti contribuiscono così in maniera decisiva alla stabilità della rete, che riesce in alcuni casi con difficoltà a tenere il passo con il veloce ampliamento della potenza di produzione rinnovabile. Power Reducer Box SMA traduce le direttive relative al valore nominale trasmesse dal gestore di rete in comandi per Sunny WebBox. A sua volta quest’ultimo dispositivo trasmette a sua volta i comandi agli inverter allacciati tramite bus di campo e protocolla contemporaneamente le direttive esterne relative al valore nominale, operazione importante per l’indennizzo stabilito dalla legge in caso di eventuali mancati rendimenti.

2. Regolazione automatica della potenza attiva e della frequenza

La frequenza nelle reti di corrente alternata viene mantenuta costante in limiti ristretti, normalmente a 50 Hz o 60 Hz. Nel caso in cui venga prelevata più energia dalla rete rispetto a quanto immesso dai produttori, la frequenza diminuisce. Nel caso di un esubero di energia, accade esattamente il contrario, la frequenza della rete aumenta. Gli inverter SMA reagiscono automaticamente a questa situazione con una riduzione della potenza attiva automatica. Più sale la frequenza rispetto al valore nominale, più questi riducono la potenza attiva ceduta. In questa maniera sono in grado di stabilizzare la rete e di impedire lo spegnimento a catena di impianti a causa di una frequenza di rete troppo alta.

I livelli di rete nella rete pubblica CA

3. Tenuta statica della tensione mediante potenza reattiva

A protezione delle utenze collegate, la tensione deve essere mantenuta nei limiti definiti e questo vale, in particolar modo, per la rete di distribuzione. Con la loro capacità di mettere a disposizione una potenza reattiva induttiva o capacitativa in maniera controllata, gli inverter FV possono aiutare ad assicurare la qualità di tensione richiesta dalla norma EN 50160. Alla base sta il fatto che, a causa dell’immissione crescente a livello di tensione media e bassa, si può giungere ad aumenti di tensione che possono rappresentare un problema per la modalità di gestione della rete avuta fino a quel momento (flusso d’energia da produttori centrali verso utenze decentrate). Con l’ausilio della potenza reattiva, gli inverter FV possono però ridurre notevolmente l’aumento di tensione indesiderato. Gli inverter a potenza reattiva possono essere anche utilizzati per compensare le differenze di fase presenti. Fedelmente al motto “Anche le correnti reattive generano perdite di potenza”, è possibile in questo modo decongestionare l’infrastruttura della rete, che talvolta arriva ai limiti della sua capacità di ricezione. Queste differenze di fase vengono tipicamente causate da trasformatori, grandi motori o semplicemente lunghi tratti di cavi.

Per l’impostazione della quota di potenza reattiva esistono diverse possibilità: il gestore dell’impianto può utilizzare valori nominali fissi del gestore di rete oppure, in alternativa, possono essere impostati diversi valori di potenza reattiva sulla base di un orario prestabilito oppure regolati a distanza tramite Power Reducer Box di SMA. Terza opzione: la regolazione della quota di potenza reattiva può avvenire in base a una curva caratteristica, in funzione della tensione di rete misurata al punto di collegamento o della potenza attiva ceduta dall’inverter.

4. Supporto di rete dinamico

Sinora gli impianti solari dovevano disinserirsi dalla rete anche in caso di brevi interruzioni della tensione di rete. Di conseguenza, in caso di disturbi di rete si disconnettevano uno dopo l’altro e sbilanciavano in questo modo ancora più pesantemente la rete. Gli inverter dotati di funzioni per il sostegno dinamico della rete intervengono in pochi millisecondi con un’azione di sostegno e fanno sì che, in questo modo, i disturbi di rete non si estendano ulteriormente. Il cosiddetto supporto di rete dinamico limitato assicura che l’inverter possa nuovamente immettere in rete subito dopo un’interruzione della tensione di rete. I dispositivi con un comportamento LVRT o FRT (Low Voltage o Fault Ride Through) sono inoltre anche in grado di inviare corrente reattiva nella rete durante l’interruzione della tensione di rete. LVRT viene sorretto dalla nuova linea Sunny Central CP, in Germania sarà imposto solamente a partire dal gennaio 2011.

Con le tecnologie SMA sarete attrezzati per il futuro

Fornitore di servizi di rete decentrati e interfaccia intelligente per la rete di alimentazione: questo è l’inverter solare del futuro. Anche i gestori di rete hanno riconosciuto che gli inverter sono semplicemente perfetti per i compiti di gestione della rete che sorgeranno e questi servizi vengono richiesti in maniera sempre più crescente. Con i suoi prodotti SMA offre un contributo importante in tal senso.

Sommario

  1. Funzioni complete di gestione della rete
  2. 1. Gestione della produzione e della rete
  3. 2. Regolazione automatica della potenza attiva e della frequenza
  4. 3. Tenuta statica della tensione mediante potenza reattiva
  5. 4. Supporto di rete dinamico
  6. Con le tecnologie SMA sarete attrezzati per il futuro

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