Tesi etd-05302020-162441 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
MANNUCCI, BENEDETTA
URN
etd-05302020-162441
Titolo
Controllo di sistemi di accumulo in sistemi elettrici con elevate quote di produzione da fonti rinnovabili
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'ENERGIA, DEI SISTEMI, DEL TERRITORIO E DELLE COSTRUZIONI
Corso di studi
INGEGNERIA ELETTRICA
Relatori
relatore Prof. Barsali, Stefano
relatore Ing. Petretto, Giacomo
relatore Ing. Petretto, Giacomo
Parole chiave
- inerzia sintetica
- modellazione Simulink con Simscape
- PLL (Phase - Locked Loop)
- regolazione primaria di frequenza
- rete estesa
- sistemi di accumulo
- VSM (Virtual Synchronous Machines)
Data inizio appello
15/06/2020
Consultabilità
Completa
Riassunto
La questione ambientale sta portando ad una continua crescita di produzione di energia elettrica proveniente da impianti a fonte rinnovabile quali fotovoltaico ed eolico, le quali ad oggi non partecipano alla regolazione primaria e non presentano masse rotanti che possano opporsi agli squilibri in rete. Una possibile soluzione è legata all’utilizzo di sistemi di accumulo che possono, in caso di necessità, erogare o assorbire energia dalla rete, comportandosi come carico o come generatori. Nel presente lavoro è stata modellizzata una rete estesa tramite l’utilizzo del software Simscape Electrical di Simulink ed è stata effettuata una valutazione degli effetti dell’introduzione di sistemi di accumulo sulla regolazione di frequenza al ridursi dell’inerzia di rete. Il sistema di controllo di tali accumulatori è stato implementato secondo due logiche al fine di confrontare i risultati: derivata di frequenza e VSM.
The increasing penetration of power generation from renewable energy sources poses serious challenges to the development of future power systems. Photovoltaic and wind power plants, in fact, do not participate on primary frequency regulation and do not have rotating inertia to oppose to load-generation balance disturbances. Energy storage systems may overcome this issue since they can act both as generators (thus, supplying energy from the grid) or as loads (thus, absorbing energy). In this work, a model for an extended grid has been proposed. The effects on the frequency response when introducing energy storage systems and decreasing the grid inertia are evaluated via simulations in Simscape Electrical (Simulink®). The controller of such systems was implemented according to both the frequency derivative and the VSM logics for comparison.
The increasing penetration of power generation from renewable energy sources poses serious challenges to the development of future power systems. Photovoltaic and wind power plants, in fact, do not participate on primary frequency regulation and do not have rotating inertia to oppose to load-generation balance disturbances. Energy storage systems may overcome this issue since they can act both as generators (thus, supplying energy from the grid) or as loads (thus, absorbing energy). In this work, a model for an extended grid has been proposed. The effects on the frequency response when introducing energy storage systems and decreasing the grid inertia are evaluated via simulations in Simscape Electrical (Simulink®). The controller of such systems was implemented according to both the frequency derivative and the VSM logics for comparison.
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