Il costante aumento delle connessioni di sistemi di generazione di piccola e media taglia alle reti elettriche di distribuzione implica cambiamenti nelle procedure di esercizio di tali reti. Uno degli aspetti tecnici maggiormente coinvolti è quello del loro monitoraggio e della possibilità di sviluppare sistemi distribuiti di monitoraggio in tempo reale, in grado di fornire informazioni utili alla gestione di queste reti in condizioni normali e di emergenza.
Tali sistemi sono basati sull’utilizzo di tecnologie come le ‘Phasor Measurement Units’ (Pmu), dispositivi in grado di sincronizzare la misura dei fasori delle tensioni nodali, e/o delle correnti di linea, della rete utilizzando un sistema di riferimento temporale che, generalmente, è quello reso disponibile dal protocollo ‘Universal Time Code – Global Positioning System. Gli algoritmi tipicamente implementati nelle Pmu sono basati sull’impiego della trasformata discreta di Fourier (Dft) per la stima diretta dell’ampiezza, fase e frequenza della componente alla frequenza fondamentale della grandezza (tensione o corrente) della quale si vuole stimare il sincrofasore.
Tali sistemi sono basati sull’utilizzo di tecnologie come le ‘Phasor Measurement Units’ (Pmu), dispositivi in grado di sincronizzare la misura dei fasori delle tensioni nodali, e/o delle correnti di linea, della rete utilizzando un sistema di riferimento temporale che, generalmente, è quello reso disponibile dal protocollo ‘Universal Time Code – Global Positioning System. Gli algoritmi tipicamente implementati nelle Pmu sono basati sull’impiego della trasformata discreta di Fourier (Dft) per la stima diretta dell’ampiezza, fase e frequenza della componente alla frequenza fondamentale della grandezza (tensione o corrente) della quale si vuole stimare il sincrofasore.
L'applicazione
National Instruments ha partecipato, con l'Università di Bologna, alla realizzazione di una Pmu avanzata, basata su sincrofasori, per determinare il progresso d’operazione di reti di distribuzione e promuovere la loro evoluzione in smart grid attive. La Pmu ad alte prestazioni è basata su NI CompactRio, NI LabView per la programmazione Fpga, per ottenere un’elevata sincronizzazione con i riferimenti del Gps, e il modulo LabView Real-Time per implementare accurati algoritmi sulla stima dei sincrofasori.
I vantaggi
L'algoritmo di stima dei sincrofasori consente di: campionare la tensione trifase all'interno di una finestra temporale di 80 ms (ossia quattro cicli a 50 Hz), che inizia in corrispondenza del fronte d'onda Utc-Gps impulso al secondo; ricostruire il tono di frequenza fondamentale come un segnale sinusoidale caratterizzato da un'unica frequenza all'interno di una specifica finestra temporale; stimare la frequenza, la fase e l'ampiezza del sincrofasore con riferimento al tono di frequenza fondamentale della forma d'onda ricostruita.
