c'è qualcuno che conosce gli inverter collegati in rete e potrebbe per favore spiegarmi come fanno a "vedere" quando c'è la mancanza di rete per evitare il funzionamento a isola? Mi spiego, se per immettere potenza in rete viene generata una sinusoide sincronizzata con quella di rete, se venisse a mancare quest'ultima com'è possibile accorgersene? Per caso lo vedono dal fatto che, mancando il carico, la tensione di uscita alza drasticamente e la corrente tende a zero?
Quella di cui parli =E8 la Protezione di Interfaccia, ovvero una serie di algoritmi in grado di prevenire il funzionamento in isola indesiderato degli inverter grid-connected. Questo ai fini della sicurezza degli operatori ( se metto una porzione di rete in isola per manutenzione, non voglio inverter che la energizzino), dei carichi (un inverter o un gruppo di inverter potrebbe non essere in grado di garantire intervalli di tensione e frequenza accettabili) e dell'inverter stesso.
La classe pi=F9 semplice =E8 di tipo passivo (passive anti-islanding): si osservano tensione e frequenza e, al superamento di soglie assegnate per un tempo assegnato, si sconnette l'inverter dalla rete.
La classe pi=F9 complessa =E8 di tipo attivo (active anti-islanding): si analizza continuamente l'impedenza della linea di uscita attraverso sistemi attivi.Se l'impedenza sale oltre una certa soglia, o sale con derivata superiore ad un limite prefissato, si sconnette l'inverter dalla rete.
La necessit=E0 di sistemi attivi, imposta da normative in vigore nei vari paesi (CEI 11-20 per l'Italia, VDE126 per molti paesi europei, G83 per UK, ecc.), deriva da alcuni limiti dei sistemi passivi. In breve, esistono dei casi a probabilit=E0 di occorrenza non nulla, per i quali l'impedenza dei carichi in una porzione di rete rende inefficaci i sistemi passivi.
I sistemi attivi si basano su tecniche non banali quali iniezione di segnali di saggio in rete, perturbazione del PLL interno degli inverter, verifica del salto di fase, ecc.
Che la probabilit=E0 di fallimento dei sistemi di anti-islanding sia in generale non nulla, =E8 stato di recente provato da uno dei gestori della rete Spagnola. Questi signori hanno intenzionalemente creato un'isola su una porzione della rete MT ove risultavano presenti vari inverter, con il risultato che la rete =E8 rimasta energizzata per alcune decine di secondi, diventando fortemente instabile, quando la normativa prevede tempi di intervento di alcune decine di ms ...
Il che comunque deve farlo un'inverter: quando immette in rete si noterà un aumento della tensione di quest'ultima. Quando la sua parzializzazione diventa inibizione, se la tensione o la frequenza di rete vanno fuori da certi parametri è bene che si spenga l'inverter. Ok.
Derivata di potenza e di frequenza, tra l'altro, sono parametri che l'inverter deve essere in grado di monitorare. Nessuno però specifica il dt da considerare...
Ecco infatti, un'altra cosa che mi turba è proprio questa: quando l'inverter sta immettendo una tensione in rete, di fatto sta creando una sinusoide sovrapposta (e sfasata in anticipo) rispetto a quella dell'enel. Il PLL è agganciato alla tensione di rete ma cosa gli succede quando immetto corrente? Non rischia di seguire la sinusoide "sbagliata", come una sorta di retroazione positiva?
Che bello... immagino come siano stati contenti i produttori di tali inverter vedendo i loro sforzi sull'anti-islanding vanificati....
Chiedo troppo se ti chiedo qualche link, magari, dal quale iniziare il mio approfondimento?
Pu=F2 farlo, ed =E8 benissimo in grado di farlo, visto che un inverter =E8 chiamato a compiti ben pi=F9 complessi. Ma non necessariamente, pu=F2 trattarsi di un monitor di rete esterno (in Italia, oltre i 20kW =E8 obbligatorio il "rel=E8" esterno).
Non necessariamente. Dipende in ultima istanza dall'impedenza di rete (es. linea BT, trafo BT/MT, linea MT) e tutti i relativi carichi.
"Deve" in che senso ? In alcuni paesi ci sono precise normative, in Italia non mi risulta. E' previsto che in alcuni casi, in accordo con il gestore, sia possibile concordare una protezione da massima derivata di frequenza.
Non capisco cosa vuoi dire. Ti riferisci all'intervallo tempo-discreto a cui opera il controllo digitale ?
erter
Per evitare confusione, =E8 bene chiarire sempre con quale modello si ragiona. Per esempio, modello elettrotecnico tempo continuo: l'inverter =E8 un generatore di corrente sinusoidale a frequenza di rete. L'erogazione di corrente =E8 "tipicamente" a cosfi unitario, ovvero in fase con la rete, non in anticipo.
Se la vedi dal punto di vista dell'hw di potenza interno (ponte ad H controllato con una modulazione PWM) il modello pi=F9 appropriato =E8 quello di un generatore di tensione controllato. Poich=E8 l'accoppiamento con la rete avviene tramite induttanze serie, ha senso immaginare uno sfasamento tra tensione controllata e tensione di rete.
di
No, a meno che l'impedenza del generatore di tensione equivalente rappresentato dalla rete al punto di consegna sia comparabile con l'impedenza di uscita dell'inverter. Al contrario tali impedenze differiscono per ordini di grandezza. Quindi, di fatto, misuri sempre la tensione di rete. Va detto infine che il controllo di corrente pu=F2 essere abbastanza sofisticato da considerare l'impedenza di rete equivalente.
o
Ok, l'esperimento Spagnolo dovrebbe essere stato illustrato qui:
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e l'ho visto citato da Bill Brooks nel suo intervento qui:
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mi aspettavo che il documento fosse di dominio pubblico, ma non sono riuscito a trovarlo.
Su Anti-islanding, vedi intervento di SIEL qui (va scaricato a pagamento, sorry):
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Poi, sinceramente, c'=E8 tanto di quel materiale su google che proprio non saprei da dove cominciare. Butto l=E0:
Nel caso ideale o quasi la potenza del generatore inverter sarà infinitesima rispetto a quella della rete, ma nel caso di un'isola ?
Hai ragione ho sbagliato termine :) Diciamo che per come crea la propria tensione in parallelo a quella di rete, l'immissione di potenza è una conseguenza
E' la tecnica che si usa per riuscire ad immettere in rete anche con una tensione più bassa di quella di rete: in questo modo la parzializzazione è fatta lavorando sulla differenza tra la fase della rete e quella della sinusoide sintetizzata.
Beh d'altra parte anche una macchina rotante si comporta nel modo che forse ho descritto male, cioè si immette leggermente in anticipo quasi provasse ad "accelerare" la sinusoide di rete, o sbaglio?
Non vale più la DK5940 ? Adesso qual è la normativa di riferimento?
Mi stavo riferendo ai grid-tied inverter fotovoltaici a uso "casalingo", modelli da 2-3kW. Anche se ho visto degli impianti da centinaia di kW fatti con inverter da
15kW, in modo da avere quasi un MPPT per stringa
Al solito mi stavo provando a mettere nel caso limite. Se l'impedenza della rete è ottimale (->0) un inverter anche grosso non rischia di smuoverla e anche l'anti islanding è contento, ma nel caso che sia un pelo più alta, come per esempio se la cabina di distribuzione è lontana, come per una casa in campagna, e la linea è lunga e non ottimale.
Io mi son messo nei panni del costruttore, che progetta un apparecchio in modo che possa andar bene più o meno dappertutto!
Sì esatto. Immagino sia riferito al secondo, ma non l'ho trovato scritto da nessuna parte, e mi sembrerebbe piuttosto largo come intervallo oppure è stata pensata per fenomeni lenti?
Sì diciamo che per deformazione professionale mi immagino il circuito che fa una cosa del genere, quindi vada per il secondo modello :) Ora quello che vorrei dire è che se voglio immettere potenza in rete, secondo l'elettrotecnica ho 2 strade:
1) creo una sinusoide a tensione più alta di quella di rete, perfettamente sincronizzata
2) creo una sinusoide a tensione a piacere e la sfaso in anticipo
tutto questo a patto che la sinusoide la sintetizzi con un PWM a frequenza sufficientemente elevata (es. >20kHz)
Mettiti nel caso che devi fare un inverter partendo da una fonte di potenza "limitata" come per esempio pannelli solari: con la prima soluzione come organizzeresti i blocchi funzionali e le loro controreazioni? Intendo dire che in quel caso da qualche parte devi tenere accumulata un po' di energia per mantenere una certa tensione (nel caso circa la tensione di picco della rete) e poi aggiungerci tramite le classiche topologie boost quell'energia aggiuntiva che se ne finirà in rete. Con la seconda tecnica invece non devi accumulare quasi niente... o sbaglio?
Tecnicamente ogni inverter FV pu=F2 erogare a cosfi non unitario, a patto di dimensionare gli stadi di uscita in VA e non in W, e gli stadi in ingresso con un range di tensione diverso rispetto al caso di erogazione puramente attiva.
Di fatto i vincoli sono, al momento, pi=F9 di natura normativa che tecnica. In Italia un inverter FV grid connected =E8 definito tale (leggi: accede all' incentivo sull'energia prodotta), proprio in virt=F9 del fatto che l'erogazione di corrente avvenga a cosfi unitario. La situazione varia paese per paese ed =E8 comunque in rapida evoluzione. Nei prossimi anni (per non dire mesi) =E8 immaginabile che tutti i generatori distribuiti siano chiamati a contribuire allo scambio di reattiva e implementare altre funzioni per la smart grid.
Per AT e MT, la norma tecnica =E8 la CEI 0-16, a cui fa riferimento la Guida alle connessioni di Enel Per BT la norma tecnica (forse si chiamer=E0 CEI 0-20) =E8 in fase di elaborazione da parte del CT82, per ora vale la Guida alle connessioni di Enel.
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la
e
ta,
casa
Certo. I generatori FV a fine linea, come dici tu, insistono su elevate impedenze serie e su avvolgimenti BT sovradimensionati in tensione dal gestore. Nel punto di consegna la tensione si alza per forza, ma se si forma un isola il comportamento non =E8 prevedibile. Questo tipo di situazioni sono pi=F9 critiche per i sistemi Anti- islanding attivi, sia perch=E8 l'impedenza =E8 alta in termini assoluti, sia perch=E8 la variazione dovuta all'inserimento di carichi locali risulta pi=F9 marcata.
o da
=E8
La massima derivata di frequenza ammessa =E8 espressa in Hz al secondo (Vedi Tabella F.3 nella Guida alle connessioni) ed il tempo di intervento =E8 in genere dell'ordine del centinaio di millisecondi. Da cui ricavi le specifiche del sistema di elaborazione. Occhio al S/N, l'operatore derivata =E8 un passa alto...
nte
cut
cut
io?
1) non fattibile, la corrente scorre sempre in una induttanza. La puoi vedere come vuoi, di filtro, o di accoppiamento fisico tra i due mondi. In ogni caso ne consegue uno sfasamento tra tensione del ponte e tensione di rete.
2) hai qualche riferimento per questa tecnica ? per quello che ne so io, se la sinusoide =E8 pi=F9 bassa del necessario, rischi di erogare potenza in un intervallo di fase e assorbirne (oppure andare in alta impedenza) per l'intervallo restante, con conseguenze tragiche sul THD.
Matlab/simulink/plecs rappresentano l'approccio allo stato dell'arte per il progetto di inverter FV. Guarda un po' qui:
formatting link
cut
Il tuning dei sistemi di ansti-islanding attivi =E8 un problema non banale, di fatto sulla frontiera tecnologica. Se solo consideri gli ambienti di test per la funzionalit=E0 anti-islanding, si tratta di carichi RLC variabili in grado di occupare intere stanze... Ma anche limitandoci al modello teorico, applicarne uno in grado di rappresentare una rete elettrica in tutte le condizioni operative =E8 un compito piuttosto arduo, soprattutto ai fini delle funzioni di cui stiamo discutendo. Chiss=E0 se qualcuno dei nostri corsi in ing elettrica prevede argomenti di tesi collegati al caso in esame ?
Per AT e MT, la norma tecnica =E8 la CEI 0-16, a cui fa riferimento la Guida alle connessioni di Enel Per BT la norma tecnica (forse si chiamer=E0 CEI 0-20) =E8 in fase di elaborazione da parte del CT82, per ora vale la Guida alle connessioni di Enel.
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Certo. I generatori FV a fine linea, come dici tu, insistono su elevate impedenze serie e su avvolgimenti BT sovradimensionati in tensione dal gestore. Nel punto di consegna la tensione si alza per forza, ma se si forma un isola il comportamento non =E8 prevedibile. Questo tipo di situazioni sono pi=F9 critiche per i sistemi Anti- islanding attivi, sia perch=E8 l'impedenza =E8 alta in termini assoluti, sia perch=E8 la variazione dovuta all'inserimento di carichi locali risulta pi=F9 marcata.
o da
=E8
La massima derivata di frequenza ammessa =E8 espressa in Hz al secondo (Vedi Tabella F.3 nella Guida alle connessioni) ed il tempo di intervento =E8 in genere dell'ordine del centinaio di millisecondi. Da cui ricavi le specifiche del sistema di elaborazione. Occhio al S/N, l'operatore derivata =E8 un passa alto...
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io?
1) non fattibile, la corrente scorre sempre in una induttanza. La puoi vedere come vuoi, di filtro, o di accoppiamento fisico tra i due mondi. In ogni caso ne consegue uno sfasamento tra tensione del ponte e tensione di rete.
2) hai qualche riferimento per questa tecnica ? per quello che ne so io, se la sinusoide =E8 pi=F9 bassa del necessario, rischi di erogare potenza in un intervallo di fase e assorbirne (oppure andare in alta impedenza) per l'intervallo restante, con conseguenze tragiche sul THD.
Matlab/simulink/plecs rappresentano l'approccio allo stato dell'arte per il progetto di inverter FV. Guarda un po' qui:
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Il tuning dei sistemi di ansti-islanding attivi =E8 un problema non banale, di fatto sulla frontiera tecnologica. Se solo consideri gli ambienti di test per la funzionalit=E0 anti-islanding, si tratta di carichi RLC variabili in grado di occupare intere stanze... Ma anche limitandoci al modello teorico, applicarne uno in grado di rappresentare una rete elettrica in tutte le condizioni operative =E8 un compito piuttosto arduo, soprattutto ai fini delle funzioni di cui stiamo discutendo. Chiss=E0 se qualcuno dei nostri corsi in ing elettrica prevede argomenti di tesi collegati al caso in esame ?
Quindi non resta che continuare a monitorare la tensione di rete e staccarsi nel caso vada fuori dall'intervallo ammesso. Capito.
Ok è un passa alto ma dovrà comunque lavorare con valori pre-filtrati passa basso "almeno" per accontentare l'adc, no?
Comunque la sinusoide creata dovrà esser sempre più alta di quella di rete, il che potrebbe diventare un problema se la tensione in continua diventa bassa (es. se la tensione del generatore rinnovabile è più bassa di quella della rete). Quello che intendo è che si rischia di avere delle perdite elevate sull'ipotetico step-up, sia in termini di efficienza switching sia per quanto riguarda la "stabilizzazione" dei rail a monte del ponte di uscita.
Olivieri-Ravelli : 90° anticipo: massima immissione, 90° ritardo: massimo assorbimento. Si riferisce alle macchine rotanti, ma vale anche per una sinusoide sintetizzata...
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Ci detti un'occhio in biblioteca dell'uni un po' di tempo fa (forse qualcuno si ricorda che postai alcuni dubbi al riguardo, e adesso son tornato alla carica :) )... e, mea culpa, sono un ingegnere elettronico che non lo possiede (adesso vado a a fare karakiri :) )
Non ne ho mai sentito parlare. Purtroppo l'università è genericamente piuttosto lenta ad assimilare argomenti un po' più alla moda :(
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