Il "Grid", si riferisce alla rete elettrica, una rete di linee di trasmissione, sottostazioni, trasformatori e altro che forniscono energia elettrica dalle centrali elettriche alle case o alle aziende. La tecnologia digitale che consente sia la comunicazione bidirezionale tra il servizio e i suoi utenti, poi, il rilevamento lungo le linee di trasmissione, è ciò che rende “intelligente” e Smart il Grid. Lo Smart Grid consiste in controlli, computer, automazione, nuove tecnologie e apparecchiature che lavorano insieme, in grado di calcolare il consumo dei vari utenti finali e di gestire la generazione e la distribuzione di energia elettrica in base alla richiesta. Per questo importante argomento, De Lorenzo ha sviluppato un laboratorio modulare per lo studio relativo a diversi progetti: simula la generazione di energia da tre diverse fonti (termica, idroelettrica ed eolica), la sua trasmissione e la sua distribuzione mediante modelli di simulazione di linee ad alta tensione e il suo utilizzo compresi piccoli impianti solari fotovoltaici per uso domestico. È inoltre disponibile un'opzione per integrare, accanto all'impianto solare fotovoltaico, una apparecchiatura didattica modulare di energia eolica per il collegamento alla rete di alimentazione da parte dell'utente finale. Naturalmente, un software SCADA fornisce l'acquisizione, l'archiviazione e il monitoraggio dei dati lungo l'intero sistema. È progettato specialmente per studenti universitari e laureati in ingegneria.
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Il sistema di rete intelligente sviluppata dalla De Lorenzo può essere organizzato in otto sottosistemi,
ciascuno composto da diversi moduli. I primi quattro sottosistemi sono simulazioni di fonti di energia; il primo
è
l'alimentazione principale della rete con una unità di alimentazione trifase che rappresenta una centrale a
carbone.
Gli altri tre sottosistemi corrispondono a fonti alternative di energia: eolica, idroelettrica e solare. La
simulazione dell’impianto eolico è realizzata con un motore asincrono trifase che opera da generatore
mentre la simulazione dell’impianto idroelettr
ico è realizzata con una macchina sincrona trifase e con un
modulo relè di sincronizzazione del generatore per rendere possibile il collegamento alla rete. Infine,
l'energia solare viene generato con un pannello solare e quattro lampade con dimmer per simu
lare il sole,
collegato ad un modulo inverter che permette che l'energia generata venga trasferita alla rete.
Un quinto sottosistema nella rete intelligente è composto da moduli per protezione dai guasti; i moduli sono
un feeder manager relè che misura in
tempo reale le tensioni e le correnti per rilevare i guasti nella rete e
quattro interruttori di potenza controllati dal modulo precedente per scollegare linee difettose.
Il sesto sottosistema si riferisce ai moduli di misura; ci sono tre misuratori di m
assima domanda che
misurano tensioni in CA, correnti, frequenze, potenza attiva, potenza reattiva, potenza apparente, fattore di
potenza e THD per ciascuna delle tre fasi disponibili nella rete e due unità di misura digitale dell’energia
elettrica che, olt
re a misurare gli stessi parametri del modulo precedente, eseguono misure di tensione in
CC, corrente, potenza ed energia.
Il settimo sottosistema è per il controllo del fattore di potenza con 2 moduli, il primo è una batteria
commutabile di condensatori
con quattro diversi valori di capacità e il secondo è un regolatore di potenza
reattiva che attiva i condensatori del modulo precedente per effettuare una correzione del fattore di potenza.
L'ultimo sottosistema è composto da elementi passivi; tre moduli c
on diversi tipi di carichi (capacitivo,
induttivo, resistivo) che simulano i carichi in una casa o in una fabbrica e due moduli con impedenze che
simulano le perdite generate nelle linee di trasmissione, in particolare nelle linee da 10 e da 100 km di
lung
hezza.
Un software SCADA esegue l'acquisizione e la memorizzazione dei dati provenienti dagli strumenti di
misura e il controllo degli attuatori per una gestione "intelligente" dell'intero sistema elettrico. Il software
SCADA può anche essere fornito su r
ichiesta in versione aperta, in modo che il docente può attuare il suo
Sistema didattico per lo studio teorico e pratico dei sistemi a energia eolica e della sua immissione nella
rete di distribuzione elettrica.
Il trainer comprende un gruppo di moduli di controllo, di misura e di applicazione, l’aerogeneratore, un
motore di trascinamento dell’aerogeneratore per utilizzare il sistema all’interno del laboratorio e i
manuali descrittivi e pratici.
Il sistema è composto dai seguenti moduli:
• Modulo di misura parametri elettrici ed eolici
• Modulo convertitore CC/CA
• Resistenza di frenatura, 250 W, 3 Ohm
• Modulo lampade di rete
• Modulo di misura dell’energia
• Interruttore magneto‐termico differenziale
• Distributore di rete
• Kit motore di trascinamento dell’aerogeneratore, composto da un motore passo passo e da un
alimentatore da 300 W
• Aerogeneratore: 400W, 12Vac
• Sensore del vento: anemometro e sensore della direzione del vento montati su un supporto
DL WIND‐A1G
