Reti di distribuzione più flessibili e resilienti con la corrente continua. Intervista a Chiara Gandolfi, RSE.

La rete elettrica evolve sotto la sempre maggiore pressione esercitata dalle rinnovabili. In questo contesto la corrente continua può divenire un fattore fondamentale per configurazioni di rete più flessibili e resilienti. Come dimostrano gli studi e la sperimentazione di RSE sulle reti di distribuzione in media e bassa tensione. Ce ne parla Chiara Gandolfi, che per RSE è responsabile del progetto “Trasmissione e distribuzione in corrente continua”, finanziato nell’ambito del programma della Ricerca di Sistema nel periodo 2015-2018.

La corrente continua trova già proficue applicazioni nella rete di trasmissione, nei collegamenti in alta tensione su lunghe distanze, come dimostra il collegamento Corsica-Sardegna-Italia, attivo da un trentennio. “La grossa novità è l’applicazione della corrente continua nelle reti di distribuzione, quindi negli usi finali – spiega la Gandolfi – considerando che eolico, fotovoltaico e sistemi di accumulo hanno intrinsecamente uno stadio in corrente continua. Oggi, la continua diviene utile anche per collegare parchi rinnovabili di una dimensione tale da non giustificare l’allacciamento a una rete di trasmissione. Si pensi a un medio parco eolico offshore. In RSE, all’interno della nostra test facility, abbiamo sviluppato una micro rete in bassa tensione in corrente continua a 380 Volt con carichi, tratti di linea, emulatore di generatori fotovoltaici e diverse tecnologie di sistemi di accumulo, in modo da analizzare e capire il comportamento di queste reti”.

RETI DI DISTRIBUZIONE IBRIDE

Si tratta della simulazione di uno scenario che può divenire in futuro sempre più frequente: “Queste reti saranno integrate nella rete di distribuzione tradizionale in corrente alternata, pertanto si parla di reti ibride. In che modo? Realizzando una magliatura delle reti di distribuzione”.

Oggi le reti di distribuzione hanno una configurazione che si definisce radiale, una struttura ad albero con una sola fonte di alimentazione per un gruppo di clienti. Una struttura più complessa, ma allo stesso tempo più affidabile è quella “a maglie”, applicata normalmente alle reti di trasmissione.  “Grazie a collegamenti in corrente continua – prosegue la Gandolfi – si possono collegare due linee in corrente alternata senza avere tutti gli effetti negativi della magliatura e si possono interconnettere le reti di distribuzione a diversi livelli di tensione”.

Quali sono i benefici? “Con una magliatura in corrente alternata nella rete di distribuzione possiamo andare incontro a un peggioramento della power quality. Con una interconnessione in continua si evita la propagazione dei guasti e si limitano i fenomeni di corto circuito, inoltre è possibile avere un controllo dei flussi di potenza attraverso gli inverter, dei convertitori con i quali è possibile regolare la tensione e la potenza attiva e reattiva a seconda dei diversi casi. In questo modo si rende più robusta la rete di distribuzione, ottenendo così reti di distribuzione più resilienti, più simili alle reti di trasmissione”.

“I benefici – aggiunge – vanno poi valutati in relazione ai casi. Se ho necessità di collegare nuove utenze a una rete con un carico molto elevato, ma non posso costruire nuove linee, la magliatura in corrente continua è la soluzione ottimale. Oppure prendiamo il caso di un eccesso di generazione determinato da una serie di utenze con generazione rinnovabile e la richiesta di nuovi allacciamenti: con la magliatura in continua è possibile collegare questa linea ad un’altra dove ho meno rinnovabili e controllare gli scambi di potenza. La tecnologia degli inverter oggi ci consente un controllo impossibile fino a pochi anni fa”.

LE INNOVAZIONI PER LA GESTIONE DELLA RETE IN CASO DI GUASTI

Altro tema affrontato dal progetto RSE riguarda la gestione della rete in caso di guasto, fino ad oggi uno dei principali ostacoli alla diffusione dei collegamenti in corrente continua. “La corrente alternata – spiega la Gandolfi – si annulla ciclicamente e quindi può essere interrotta aprendo i contatti con un interruttore. La corrente continua, come dice il nome stesso, non si annulla mai rendendo difficile la sua interruzione soprattutto in caso di correnti elevate dovute a guasti in rete. Come RSE siamo arrivati a sviluppare un dispositivo di interruzione prototipale, una soluzione ibrida meccanico-elettronica per reti in bassa tensione, che permette di forzare la corrente verso lo zero. In questo modo, quando si avvicina allo zero, si aprono i contatti estinguendo la corrente, limitando la formazione dell’arco elettrico”.

Prossimi sviluppi? “Nel triennio 2019-2021, la nostra sperimentazione sarà finalizzata alla interconnessione tra reti in corrente continua. Quindi potenzieremo la nostra facility per testare reti in corrente continua sempre più complesse, multi-terminali e con diversi livelli di tensione. Lavoriamo in collaborazione con Unareti ed E-distribuzione per rendere gli operatori di settore confidenti nel poter implementare queste soluzioni in campo”.