ETD

• convertitori
• droop control
• gfm
• hpcs
• modelica
• rete mt
• servizi ancillari
• veicoli elettrici

In uno scenario in cui il sistema elettrico si evolve sempre più verso risorse interfacciate con la rete tramite convertitori, sostituendo gradualmente la generazione convenzionale basata su generatori sincroni, si rende necessario far sì che le nuove risorse siano in grado di provvedere all’esercizio in sicurezza e in qualità del sistema elettrico attraverso l’erogazione di quei servizi che storicamente sono sempre stati forniti dalle risorse convenzionali. In quest’ottica, la diffusione sempre maggiore di veicoli elettrici e quindi delle stazioni di ricarica degli stessi, se non opportunatamente controllate, possono divenire un ulteriore fattore di stress per il sistema. Tuttavia, sfruttando le modalità di ricarica intelligenti V1G (unidirezionale) e V2G (bidirezionale) grazie all’adozione di convertitori controllati in Grid Forming, tali risorse possono diventare flessibili e rappresentare una risorsa preziosa in grado di offrire servizi come la regolazione di frequenza, di tensione, e perfino capaci di garantire la continuità del servizio mediante operazioni di islanding e black-start.
In questa tesi, utilizzando il linguaggio Modelica e la libreria open-source PowerGrids, è stato realizzato un modello in approccio fasoriale di una rete di distribuzione MT ispirata ad una reale rete della zona di Cagliari, con l’obiettivo di simulare un caso realistico in cui la presenza in qualche nodo di stazioni di ricarica ad alta potenza di veicoli elettrici (implementate attraverso un modello fasoriale del convertitore in Grid Forming) possa contribuire alla fornitura di servizi alla rete.

In a scenario where the power system increasingly evolves toward resources interfaced with the grid through power converters, gradually replacing conventional generation based on synchronous generators, it becomes necessary for the new resources to be able to ensure the security and high-quality operation of the power system by providing those services that have historically always been supplied by conventional resources. In this context, the growing diffusion of electric vehicles, and therefore of their charging stations, can become a further source of stress for the system if not properly controlled. However, by exploiting smart charging modes such as V1G (unidirectional) and V2G (bidirectional), and thanks to the adoption of Grid-Forming controlled converters, these resources can become flexible and represent a valuable asset capable of offering services such as frequency and voltage regulation, and even of ensuring service continuity through islanding and black-start operations.
In this thesis, using the Modelica language and the open-source PowerGrids library, a phasor-domain model of a medium-voltage distribution grid inspired by a real grid in the Cagliari area was developed, with the aim of simulating a realistic case in which the presence, at some nodes, of high-power electric vehicle charging stations (implemented through a phasor-domain model of a Grid-Forming converter) can contribute to providing grid services.