IT202000014050A1

IT202000014050A1 - Apparato per gestire flusso di potenza elettrica tra un ambiente elettrico locale e una linea di potenza elettrica

Info

Publication number: IT202000014050A1
Application number: IT102020000014050A
Authority: IT
Inventors: Milan Rapaic; Vlado Porobic; Evgenije Adzic; Stevan Grabic; Marko Vekic
Original assignee: Perun Tech D O O
Priority date: 2020-06-12
Filing date: 2020-06-12
Publication date: 2021-12-12

Description

TITOLO

APPARATO PER GESTIRE FLUSSO DI POTENZA ELETTRICA TRA UN AMBIENTE ELETTRICO LOCALE E UNA LINEA DI POTENZA ELETTRICA DESCRIZIONE CAMPO TECNICO

La presente invenzione riguarda un apparato per gestire il flusso di potenza elettrica tra un ambiente elettrico locale e almeno una linea di potenza elettrica.

Specificamente, la presente invenzione ? destinata all'uso quando l'ambiente elettrico locale ? collegato in una cosiddetta ?micro-rete? (microgrid).

Tipicamente, un ambiente elettrico locale pu? essere per esempio un?abitazione familiare, un appartamento di un edificio residenziale, un edificio residenziale intero, un ufficio, uno stabile adibito ad uffici, una fabbrica, un impianto, una stazione di servizio, una scuola, un'universit?.

STATO DELL?ARTE

Da decenni, un ambiente elettrico locale ha solitamente un contratto con un cosiddetto DSO (= Distribution System Operator, gestore del sistema di distribuzione), cio? un gestore regionale che distribuisce elettricit?. Un cosiddetto TSO (= Transmission System Operator, gestore del sistema di trasmissione), cio? un?"entit?" incaricata di trasportare energia sotto forma di ad esempio potenza elettrica a livello nazionale usando infrastrutture fisse come linee di potenza principali; il TSO trasmette potenza elettrica dagli impianti di generazione sulla rete elettrica ai gestori di distribuzione di elettricit? regionali.

In passato, l'ambiente elettrico locale era solo un consumatore elettrico ed estraeva potenza elettrica dalla rete di potenza elettrica ad una certa tariffa di acquisto di elettricit? (convenuta con il gestore di distribuzione di elettricit? regionale in un contratto).

Pi? recentemente, ? diventato possibile che anche l'ambiente elettrico locale diventasse un produttore di elettricit? e che possa consumare la potenza prodotta e/o iniettarla nella rete di potenza elettrica ad una certa tariffa di vendita di elettricit? (convenuta con il gestore di distribuzione di elettricit? regionale in un contratto).

Ancora pi? recentemente, ? diventato possibile che l'ambiente elettrico locale accumuli anche potenza elettrica e possa accumulare la potenza prodotta per uso futuro.

SOMMARIO

Dato che la produzione e l?accumulo locali di potenza elettrica stanno diventando piuttosto popolari e pertanto anche all'interno di una microrete varie entit? possono essere in grado di consumare, produrre e accumulare potenza elettrica, sarebbe molto efficace ed efficiente se queste entit? potessero scambiare potenza elettrica direttamente, cio? senza intervento da parte di un gestore di distribuzione di elettricit? regionale.

? l'obiettivo generale della presente invenzione fornire una soluzione a questa necessit?, in particolare una soluzione molto flessibile.

Questo obiettivo e altri obiettivi sono raggiunti attraverso l'apparato avente le caratteristiche tecniche esposte nelle rivendicazioni allegate che devono essere considerate parte integrante della presente descrizione.

Secondo la presente invenzione lo scambio di potenza elettrica avviene attraverso almeno una linea di potenza elettrica che pu? appartenere alla stessa infrastruttura usata dal gestore di distribuzione di elettricit? regionale.

Si deve considerare che se due entit? desiderano scambiare potenza elettrica, devono prima raggiungere un accordo. Secondo un aspetto della presente invenzione, la negoziazione dell'accordo avviene direttamente tra le due entit?, ad esempio senza un intervento attivo di terzi.

Inoltre, una volta raggiunto l'accordo, esso deve essere applicato. Secondo un aspetto della presente invenzione, l'applicazione ? la responsabilit? diretta di entrambe le entit?, ad esempio senza un intervento attivo di terzi.

Infine, considerando una situazione in cui molte entit? scambiano potenza elettrica ? possibile che la stabilit? della rete di potenza elettrica (in particolare la micro-rete) sia a rischio o persino compromessa. Secondo un aspetto della presente invenzione, le entit? coinvolte nello scambio di potenza elettrica possono contribuire attivamente alla stabilizzazione della rete di potenza elettrica (in particolare la micro-rete).

Come gi? chiarito dal precedente sommario, la presente invenzione facilita direttamente il consumo locale, la produzione locale e l?accumulo locale di elettricit?, e, indirettamente, di "energia verde", poich? spesso la produzione locale deriva dalla luce solare, dal vento e dal calore geotermico.

Inoltre, la presente invenzione porta ad una riduzione del flusso di potenza dai DSO, e porta quindi ad una riduzione dell'infrastruttura dei DSO e TSO.

Infine, la presente invenzione porta ad una riduzione dell'infrastruttura dei DSO in termini di attrezzatura per stabilizzare le reti di potenza elettriche.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Un apprezzamento pi? completo delle forme di realizzazione divulgate della presente invenzione e molti dei suoi rispettivi vantaggi possono essere compresi facendo riferimento alla seguente descrizione dettagliata e considerando i disegni allegati, in cui:

Fig. 1 mostra un diagramma a blocchi esemplificativo di una micro-rete collegata ad un gestore di distribuzione di elettricit? regionale in cui sono usati apparati secondo la presente invenzione, Fig. 2 mostra un diagramma a blocchi esemplificativo di una serie di micro-reti collegata ad un gestore di distribuzione di elettricit? regionale in cui sono usati apparati secondo la presente invenzione,

Fig. 3 mostra un diagramma a blocchi di un contesto complesso in cui ? usata la presente invenzione, e

Fig. 4 mostra un diagramma a blocchi esemplificativo di una forma di realizzazione di un assieme di controllo di potenza secondo la presente invenzione.

Si sottolinea che la presente invenzione non ? limitata a quanto descritto in seguito, ma il suo ambito ? determinato unicamente dalle rivendicazioni allegate.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI FORME DI REALIZZAZIONE

Una micro-rete ? il collegamento di una serie di ambienti elettrici locali ad una linea di potenza situata in una piccola area (per esempio, un villaggio, una citt? o un quartiere di una citt?). Solitamente la linea di potenza ? una linea di potenza CA trifase; in alternativa, ma pu? essere una linea di potenza CA monofase; tuttavia, la presente invenzione considera anche la possibilit? che la linea di potenza sia una linea di potenza CC.

In figura 1, ? mostrata una micro-rete comprendente, per esempio, tre ambienti elettrici locali 2000 collegati elettricamente ad una linea di potenza a bassa tensione 3100; ambienti elettrici locali 2000A, 2000B, 2000C sono associati ad uno stesso numero di riferimento 2000 poich? sono concettualmente simili anche se sono tipicamente diversi tra loro in termini di componenti. La linea di potenza a bassa tensione 3100 ? collegata elettricamente ad una linea di potenza a media tensione 3200 attraverso un trasformatore 3300.

La combinazione di almeno una linea di potenza a bassa tensione 3100, linea di potenza a media tensione 3200 e trasformatore 3300 pu? essere considerata un'infrastruttura di distribuzione di potenza elettrica regionale 3000 o parte di un'infrastruttura di distribuzione di potenza elettrica regionale 3000 di un DSO.

In figura 1, l'infrastruttura 3000 comprende anche un contatore di potenza 3400 facoltativo disposto per misurare il flusso di potenza elettrica tra la linea di potenza a bassa tensione 3100 e la linea di potenza a media tensione 3200; altri contatori di potenza facoltativi (non mostrati nella figura) possono associarsi a ciascuno degli apparati 1000 ed essere disposti per misurare i flussi di potenza elettrica tra l'apparato e la linea di potenza a bassa tensione.

In linea di principio, qualsiasi degli ambienti elettrici locali 2000 pu? comprendere almeno un elemento di consumo di potenza (si veda ad esempio il blocco 2100 in figura 1) e almeno un elemento di produzione di potenza (si veda ad esempio il blocco 2200 in figura 1) e almeno un elemento di accumulo di potenza (si veda ad esempio il blocco 2300 in figura 1). In pratica, la composizione di un ambiente pu? variare ed ? possibile qualsiasi combinazione di uno o due o tre tipi degli elementi di potenza di cui sopra; ad esempio, un?abitazione familiare comprende spesso svariati elementi di consumo di potenza (per esempio elettrodomestici e lampade), talvolta uno o alcuni elementi di produzione di potenza (per esempio un pannello solare), raramente un elemento di accumulo di potenza (per esempio un accumulatore).

Si noti che la figura 1 include anche per esempio una forma di realizzazione di un apparato 1000 secondo la presente invenzione per ciascuno degli ambienti elettrici locali 2000 accoppiato alla linea di potenza elettrica 3100. Tuttavia, secondo la presente invenzione, non ? necessario che tutti gli ambienti elettrici locali siano dotati di tale apparato. In altre parole, con riferimento all'esempio di figura 1, la linea di potenza elettrica 3100 pu? essere collegata ad altri ambienti elettrici locali non mostrati nella figura senza alcun apparato 1000.

In figura 2, mostra in modo semplificato una serie di, per esempio, due micro-reti collegate ad un'infrastruttura DSO pi? complessa; si noti che ciascuno dell'apparato 1000 ? collegato ad un ambiente elettrico locale (non mostrato) e che altri ambienti elettrici locali (ossia senza apparato 1000) possono essere collegati alle linee di potenza a bassa tensione dell'infrastruttura. Questa infrastruttura include due linee di potenza a bassa tensione 3100A e 3100B collegate alla stessa linea di potenza a media tensione 3200 attraverso il trasformatore corrispondente 3300A e 3300B, e la linea di potenza a media tensione 3200 ? collegata ad una linea di potenza ad alta tensione 3500 attraverso un trasformatore 3600.

Si noti che, in generale, gli ambienti elettrici locali possono essere collegati attraverso un apparato secondo la presente invenzione a linee di potenza a bassa tensione o linee di potenza a media tensione, poich? il principio della presente invenzione non ? correlato al livello di tensione della linea di potenza.

La presente invenzione pu? essere applicata ad uno scenario come quello mostrato in figura 1 e ad uno scenario come quello mostrato in figura 2 e ad altri scenari simili ad essi. Uno scenario di applicazione pi? complesso ? mostrato in figura 3 e sar? descritto pi? avanti.

L'apparato secondo la presente invenzione (si veda per esempio il blocco 1000 in figura 1) ? in grado di gestire il flusso di potenza elettrica tra un ambiente elettrico locale (si veda per esempio il blocco 2000 in figura 1) e almeno una linea di potenza elettrica (si veda per esempio l'elemento 3100 in figura 1) di una rete di potenza elettrica (si veda per esempio l'elemento 3000 in figura 1). Come gi? detto, l'ambiente elettrico locale pu? comprendere almeno un elemento di consumo di potenza (si veda per esempio il blocco 2100 in figura 1) e/o almeno un elemento di produzione di potenza (si veda per esempio il blocco 2200 in figura 1) e/o almeno un elemento di accumulo di potenza (si veda per esempio il blocco 2300 in figura 1).

Un ambiente elettrico locale pu? essere considerato associato ad un?"entit?", per esempio un soggetto o un'azienda. Per esempio, l'ambiente elettrico di un'abitazione familiare o di un appartamento o di un edificio ? associato ad un?"entit?" che ? un "proprietario" o un "amministratore".

L'apparato include essenzialmente:

- un assieme di controllo di potenza (si veda per esempio il blocco 1100 in figura 1) che ? disposto per essere accoppiato elettricamente all'ambiente elettrico locale e all'almeno una linea di potenza elettrica, ed ? atto a controllare il flusso di potenza elettrica tra l'ambiente elettrico locale e l'almeno una linea di potenza elettrica, e

- un'unit? di controllo (si veda per esempio il blocco 1200 in figura 1) che ? accoppiata all?assieme di controllo di potenza ed ? atta ad eseguire il controllo dell'assieme di controllo di potenza.

In figura 1, tale apparato 1000 ? collegato a ciascuno dei tre ambienti elettrici locali 2000, specificamente 2000A e 2000B e 2000C; va notato che anche se anche i tre ambienti potessero essere diversi in termini di componenti, lo stesso apparato 1000 pu? essere usato per ciascuno di essi; tuttavia, i tre apparati 1000 possono anche essere leggermente diversi l'uno dall'altro come sar? chiaro successivamente.

Grazie all'apparato 1000, l'ambiente 2000A pu? scambiare potenza elettrica attraverso la linea di potenza 3100. Ad esempio, in un certo momento, l'ambiente 2000A pu? ricevere una certa potenza elettrica dall'ambiente 2000B e accumularla internamente, e pu? produrre una certa potenza elettrica e trasmetterla all'ambiente 2000C.

Si noti che secondo la presente invenzione, almeno in linea di principio, lo scambio di potenza elettrica pu? avvenire anche tra ambienti appartenenti a diverse reti di potenza elettriche. Per esempio, considerando la figura 2, un ambiente collegato alla linea 3100A pu? scambiare potenza elettrica di una prima micro-rete di potenza elettrica con un ambiente collegato alla linea 3100B di una seconda micro-rete di potenza elettrica.

Secondo la presente invenzione, il controllo dell'assieme di controllo di potenza ? eseguito sulla base di una serie di accordi di scambio di potenza tra due parti; la serie di accordi ? memorizzata nell'apparato. Per ciascuno di questi accordi una prima delle due parti ? un?"entit?" associata all'apparato e una seconda delle due parti ? un?"entit?" associata ad un apparato identico o simile.

Con riferimento all'esempio di cui sopra, vi dovrebbe essere un primo accordo tra l?"entit?" associata all'ambiente 2000A e l?"entit?" associata all'ambiente 2000B includente per esempio un primo prezzo di trasferimento di elettricit? (convenuto) e un secondo accordo tra l?"entit?" associata all'ambiente 2000A e l?"entit?" associata all'ambiente 2000C includente per esempio un primo prezzo di trasferimento di elettricit? (convenuto). Considerando l'apparato 1000 di ambiente 2000A, secondo il primo accordo, l'ambiente 2000A pu? accumulare una certa quantit? di potenza elettrica estraendola dalla linea di potenza 3100 e presupporre che essa derivi dall'ambiente 2000B; in effetti, per quanto riguarda la linea di potenza 3100, l'ambiente 2000A consuma potenza estratta dalla linea di potenza 3100 e pu? essere la sua decisione se accumularla o meno. Considerando l'apparato 1000 di ambiente 2000A, secondo il secondo accordo, l'ambiente 2000A pu? iniettare una certa quantit? di potenza elettrica nella linea di potenza 3100 e assumere che essa sia consumato dall'ambiente 2000C.

Come risulter? evidente nel seguito, ? importante che un apparato secondo la presente invenzione memorizzi almeno una parte (ossia un suo identificativo, ad esempio un indirizzo IP) di ciascun accordo, l'altra parte essendo l?"entit?" associata all'apparato stesso; tuttavia dal punto di vista pratico ? pi? semplice memorizzare entrambe le parti; inoltre, pu? essere memorizzato anche un prezzo di trasferimento di elettricit?. Con riferimento all'esempio di cui sopra, per i primi identificatori di accordo di ambiente 2000A e 2000B sono memorizzati, e per i secondi identificatori di accordo di ambiente 2000A e 2000C sono memorizzati. Resta inteso che la descrizione di cui sopra presuppone che gli accordi menzionati siano gi? stati negoziati e finalizzati; come verr? spiegato in seguito, in generale, questo pu? essere eseguito da un apparato secondo la presente invenzione o da un sistema in comunicazione con l'apparato.

In particolare, ciascuno degli accordi di scambio di potenza pu? essere memorizzato in una memoria dell'unit? di controllo 1200 come una o pi? condizioni da soddisfare; l'unit? di controllo 1200 pu? avere un database interno o, ancora pi? semplicemente, una tabella. Ciascuna condizione pu? riferirsi ad almeno un livello di potenza, un operatore logico e un periodo di validit?. Ad esempio, considerando il primo accordo summenzionato, secondo una prima (di molte) possibilit? vi pu? essere una condizione che indica che un livello di potenza uguale a 1 KW deve essere ricevuto e accumulato dalle 8:00 alle 20:00 ogni giorno dal 1? maggio al 30 settembre. Ad esempio, considerando il primo accordo summenzionato, secondo una seconda (di molte) possibilit? vi pu? essere una prima condizione che indica che un livello di potenza superiore a 1 KW e inferiore a 2 KW deve essere ricevuto e accumulato dalle 10:00 alle 18:00 ogni giorno dal 1? maggio al 30 settembre, una seconda condizione che indica che un livello di potenza superiore a 0,5 KW e inferiore a 1 KW deve essere ricevuto e accumulato dalle 8:00 alle 10:00 ogni giorno dal 1? maggio al 30 settembre, una terza condizione che indica che un livello di potenza superiore a 0,5 kw e inferiore a 1 KW deve essere ricevuto e accumulato dalle 18:00 alle 20:00 ogni giorno dal 1? maggio al 30 settembre.

Una condizione di un accordo di scambio di potenza pu? riferirsi ad altri parametri. Per esempio, un parametro pu? essere la qualit? della potenza elettrica come il modo in cui viene prodotta, accumulata o consumata e/o la sua composizione armonica.

? evidente da quanto precede che l'apparato secondo la presente invenzione ha il compito di applicare una serie di accordi di scambio di potenza che coinvolgono l'ambiente elettrico locale a cui ? collegata. In particolare, questo compito di applicazione ? eseguito dall'azione e dalla cooperazione dell?assieme di controllo di potenza (per esempio il blocco 110 in figura 1) e dell'unit? di controllo (per esempio il blocco 1200 in figura 1).

Vantaggiosamente, qualsiasi accordo di scambio di potenza della serie pu? essere aggiunto o rimosso o cambiato durante il funzionamento dell'apparato. Questo fornisce un'enorme flessibilit? alla soluzione. Infatti, ? sufficiente modificare le informazioni sugli accordi memorizzate per esempio nella sua unit? di controllo e automaticamente (immediatamente o in breve tempo) il cambiamento sar? efficace.

Poich? tale modifica ? semplice, richiede un breve tempo (per esempio meno di 1 secondo); pertanto, sono possibili numerosi e frequenti cambiamenti. Va notato che, poich? un accordo comporta due apparati simili, le informazioni sull'accordo dovrebbero essere aggiornate in entrambi gli apparati e dovrebbero iniziare ad essere efficaci contemporaneamente; pertanto ? consigliabile una certa sincronizzazione tra i due apparati.

Sebbene per alcune applicazioni della presente invenzione una condizione possa riferirsi semplicemente ad un livello di potenza, pi? in generale, il controllo eseguito dall'unit? di controllo per esempio 1200 sull'assieme di controllo di potenza per esempio 1100 pu? consistere nel determinare un valore di potenza attiva e/o di un valore di potenza reattiva di uno o pi? flussi di potenza elettrica controllati dall'assieme; si noti che, come noto, un valore di potenza attiva e un valore della potenza reattiva corrispondono per esempio ad un valore di potenza attiva e un valore di fattore di potenza.

Tipicamente, l'assieme di controllo di potenza per esempio 1100 ? atto a controllare almeno un flusso di potenza elettrica trifase con la linea di potenza elettrica per esempio 3100.

L'applicazione di un accordo di scambio di potenza comporta compiti di applicazione da parte degli apparati secondo la presente invenzione di ciascuna delle due parti all'accordo di scambio di potenza, in particolare dall?azione e dalla cooperazione dell'assieme di controllo di potenza e dell'unit? di controllo dell'apparato.

Un livello di applicazione superiore pu? comportare che le due parti dell'accordo di scambio di potenza si controllino a vicenda; per esempio, la prima parte raccoglie informazioni dalla seconda parte circa lo sviluppo del suo compito di applicazione e la seconda parte raccoglie informazioni dalla prima parte circa lo sviluppo del suo compito di applicazione.

Pertanto, per esempio alla luce dell'obiettivo di cui sopra, gli apparati secondo la presente invenzione dovrebbero essere in grado di comunicare tra loro.

A questo scopo, l'apparato 1000 di figura 1 pu? comprendere:

- un'unit? di comunicazione 1300 atta a comunicare con unit? di comunicazione di apparati identici o simili, e a scambiare dati relativi agli accordi di scambio di potenza.

In questo caso, l?unit? di controllo 1200 ? accoppiata all?unit? di comunicazione 1300 ed ? disposta per scambiare informazioni di flusso di potenza con apparati identici o simili.

In particolare, dovrebbe esserci scambio di informazioni di flusso di potenza tra due apparati coinvolti in un accordo di scambio di potenza. Come primo esempio, un primo apparato pu? inviare ad un secondo apparato il valore della potenza elettrica (tipicamente attiva e/o reattiva) che sta effettivamente iniettando nella linea di potenza come conseguenza dell'accordo e il secondo apparato pu? inviare al primo apparato il valore della potenza elettrica (tipicamente attiva e/o reattiva) che sta effettivamente estraendo dalla linea di potenza come conseguenza dello stesso accordo; i due valori devono essere esattamente (o almeno approssimativamente) uguali. Come secondo esempio, un primo apparato pu? inviare ad un secondo apparato informazioni relative all'impossibilit? di soddisfare un accordo; tali informazioni possono essere inviate con qualche anticipo (per esempio alcuni secondi o minuti o ore) rispetto al momento della loro occorrenza.

Possono avere luogo scambio di informazioni di flusso di potenza tra due apparati, da un inizio di un accordo al termine di un accordo, periodicamente, preferibilmente con un periodo nell'intervallo da 0.01 s a 1.00 s.

In alternativa, possono avere luogo informazioni di flusso di potenza di scambio, da un inizio di un accordo al termine di un accordo, solo se si verifica una situazione anomala.

L'unit? di comunicazione per esempio 1200 dell'apparato pu? comprendere mezzi per la comunicazione di linea di potenza; ci? ? molto vantaggioso in quanto non richiede componenti oltre alle linee di potenza. Tuttavia, secondo la presente invenzione, non sono da escludere altri mezzi di comunicazione; ad esempio, gli apparati secondo la presente invenzione possono essere disposti in comunicazione su Internet o su un'altra rete telematica. Inoltre pu? essere vantaggioso fornire pi? di una possibilit? di comunicazione come misura di sicurezza, per esempio sia la linea di potenza sia la comunicazione Internet.

Come gi? previsto, vantaggiosamente, un apparato secondo la presente invenzione pu? essere in grado di negoziare e finalizzare accordi di scambio di potenza. A questo scopo pu? essere usata un'unit? di comunicazione, tale accordo richiede la comunicazione tra due apparati (tipicamente solo due); pu? essere la stessa unit? di comunicazione menzionata sopra.

A questo scopo, l'apparato 1000 di figura 1 pu? comprendere:

- un'unit? di comunicazione 1300 atta a comunicare con unit? di comunicazione di apparati identici o simili, e a scambiare dati relativi agli accordi di scambio di potenza, e

- un'unit? di gestione 1400 accoppiata all?unit? di controllo 1200 e all?unit? di comunicazione 1300, disposta per negoziare e finalizzare accordi di scambio di potenza con apparati identici o simili, e disposta per memorizzare gli accordi di scambio di potenza finalizzati in una memoria di unit? di controllo 1200.

Va notato che un'unit? di comunicazione di un apparato secondo la presente invenzione (come per esempio l'unit? 1300) pu? essere usata per comunicare con apparati identici o simili per scopi diversi da quelli descritti precedentemente.

Si noti anche che un'unit? di comunicazione di un apparato secondo la presente invenzione (come per esempio l'unit? 1300 o un'unit? diversa non mostrata in alcuna figura) pu? essere usata per comunicare con altri apparati e/o computer (inclusi server) per esempio attraverso Internet.

Al fine di comprendere come il flusso di potenza elettrica possa essere controllato in un apparato secondo la presente invenzione, nel seguito sar? descritto un diagramma a blocchi esemplificativo di assieme 1100. In generale, un assieme di controllo di potenza secondo la presente invenzione ha almeno una porta di potenza per almeno una linea di potenza elettrica e almeno una porta di potenza per elementi di un ambiente elettrico locale. Specificamente, l'assieme 1100 di figura 4 ha una porta di potenza 1104 per la linea di potenza elettrica 3100, una porta di potenza 1105 per un'altra linea di potenza elettrica 4100, una porta di potenza 1101 per elementi di consumo di potenza 2100 di ambiente 2000, una porta di potenza 1102 per elementi di produzione di potenza 2200 di ambiente 2000 e una porta di potenza 1103 per elementi di accumulo di potenza 2300 di ambiente 2000. Si noti che la porta di potenza 1101 ? disposta per essere usata con svariati elementi di consumo di potenza, mentre le porte 1102 e 1103 sono disposte per essere usate con soltanto un elemento o una serie di elementi accoppiati insieme come un elemento unico, ossia un pannello solare singolo o un accumulatore singolo.

L'assieme di controllo di potenza consente il flusso di potenza elettrica tra qualsiasi delle sue porte di potenza. Ci? viene ottenuto convertendo energia elettrica nelle varie porte in una forma che pu? essere combinata direttamente. In particolare, questo si ottiene attraverso un nodo di scambio di energia comune 1160 (che pu? essere chiamato "bus CC").

In generale, un assieme di controllo di potenza secondo la presente invenzione comprende almeno un convertitore di potenza elettrica per almeno una linea di potenza elettrica e almeno un convertitore di potenza elettrica per elementi di un ambiente elettrico locale. Specificamente, l'assieme 1100 di figura 4 comprende un convertitore di potenza elettrica 1140 per la linea di potenza elettrica 3100, un convertitore di potenza elettrica 1150 per la linea di potenza elettrica 4100, un convertitore di potenza elettrica 1110 per elementi di consumo di potenza 2100, un convertitore di potenza elettrica 1120 per elementi di produzione di potenza 2200, e un convertitore di potenza elettrica 1130 per gli elementi di accumulo di potenza 2300.

Tutti questi convertitori dell'assieme possono essere controllati indirettamente dall'unit? di controllo 1200 e direttamente da un controllore 1190, in particolare un'unit? di elaborazione in tempo reale, come un DSP o un micro-controllore o un dispositivo FPGA o un processore di controllo multi-core con un nucleo dedicato al controllo in tempo reale o altro tipo di dispositivo di controllo, interno all'assieme 1100.

Il controllo mediante l'unit? di controllo 1200 e/o controllore 1190 ? necessario per quanto riguarda il convertitore di potenza elettrica 1140 o il convertitore di potenza elettrica 1150. Al contrario, per quanto riguarda gli elementi elettrici dell'ambiente elettrico locale, una certa forma di controllo pu? essere eseguita internamente all'elemento o agli elementi; in questo caso, l'unit? di controllo 1200 pu? eseguire un coordinamento con i controllori interni agli elementi elettrici.

Tutti i convertitori dell?assieme sono accoppiati elettricamente al nodo 1160; nello specifico:

- il convertitore 1110 ? accoppiato da un lato alla porta 1101 e sull'altro lato al nodo 1160, ? un convertitore CC/CA unidirezionale da per esempio alcune centinaia di volt CC a per esempio 220 volt CA, ? controllato dal processore 1190 in modo da poter determinare il valore del flusso di potenza attraverso di esso, - il convertitore 1120 ? accoppiato da un lato alla porta 1102 e sull'altro lato al nodo 1160, ? un convertitore CC/CC unidirezionale da per esempio alcune centinaia di volt CC a per esempio alcune centinaia di volt CC, ? controllato dal processore 1190 in modo da poter determinare il valore del flusso di potenza attraverso di esso, - il convertitore 1130 ? accoppiato da un lato alla porta 1103 e sull'altro lato al nodo 1160, ? un convertitore CC/CC bidirezionale da per esempio alcune decine di volt CC a per esempio alcune centinaia di volt CC, ? controllato dal processore 1190 in modo da poter determinare il valore del flusso di potenza attraverso di esso, - il convertitore 1140 ? accoppiato da un lato alla porta 1104 e sull'altro lato al nodo 1160, ? un convertitore CA/CC bidirezionale da per esempio alcune centinaia di volt CC al livello di tensione CA di linea di potenza 3100, ? controllato dal processore 1190 in modo da poter determinare il valore del flusso di potenza attraverso di esso,

- il convertitore 1150 ? accoppiato da un lato alla porta 1105 e sull'altro lato al nodo 1160, ? un convertitore CA/CC bidirezionale da per esempio alcune centinaia di volt CC al livello di tensione CA di linea di potenza 4100, ? controllato dal processore 1190 in modo da poter determinare il valore del flusso di potenza attraverso di esso.

Si noti che l'assieme 1100 o uno simile pu? consentire:

- flusso di potenza tra l'ambiente 2000 e una prima linea di potenza 3100,

- flusso di potenza tra l'ambiente 2000 e una seconda linea di potenza 4100,

- flusso di potenza tra la linea di potenza 3100 e la linea di potenza 4100;

questo significa che l'ambiente 2000 pu? essere collegato ad una prima micro-rete e ad una seconda micro-rete, le due micro-reti essendo "vicine", ottenendo anche un'ulteriore flessibilit?.

Il bus di scambio di potenza 1160 trasmette potenza elettrica CC tra convertitori. Preferibilmente ? collegato ad un dispositivo di stabilizzazione di tensione 1170 che ? un condensatore secondo una forma di realizzazione semplice ma efficace.

Internamente all'assieme 1000, il controllo di uno o pi? dei vari convertitori pu? essere eseguito dal controllore 1190 attraverso un'unit? ADC (Analog to Digital Conversion, conversione analogica-numerica) 1180 che ? accoppiata almeno ad una serie di rilevatori. In particolare, un rilevatore 1181 misura tensione e corrente in corrispondenza della porta 1101, un rilevatore 1182 misura tensione e corrente in corrispondenza della porta 1102, un rilevatore 1183 misura tensione e corrente in corrispondenza della porta 1103, un rilevatore 1184 misura tensione e corrente in corrispondenza della porta 1104, un rilevatore 1185 misura tensione e corrente in corrispondenza della porta 1105, e un rilevatore 1186 misura la tensione in corrispondenza del nodo 1160. Il processore 1190 ? collegato all'unit? di controllo 1200 in modo che possa controllare indirettamente uno o pi? dei vari convertitori di assieme 1100. Resta inteso che mentre il processore 1190 pu? occuparsi del controllo di "basso livello" (ossia del livello elettrico), l'unit? di controllo 1200 pu? occuparsi di controllo "alto livello" (cio? livello logico), vale a dire l'applicazione degli accordi, in particolare gli accordi attivi.

L'assieme 1000 o uno simile comprende mezzi che consentono un contributo attivo alla stabilizzazione di una rete di potenza elettrica agendo su una linea di potenza della rete, essenzialmente per esempio convertitore di potenza elettrica CC/CA bidirezionale 1140 (o convertitore simile 1150).

Infatti, l'unit? di controllo pu? essere disposta per rilevare tensione e/o frequenza (per esempio misurando tensione e corrente) della linea di potenza elettrica, e per controllare il convertitore in modo da contribuire a stabilizzare la tensione e/o la frequenza della rete in base alla tensione e/o alla frequenza rilevate.

Nella descrizione di cui sopra, si fa riferimento ad una "unit? di controllo" (marcata 1200 nella forma di realizzazione di figura 1 e figura 4) e un "assieme di controllo di potenza" (marcato 1100 nella forma di realizzazione di figura 1 e figura 4); ci? ? stato effettuato al fine di identificare due funzioni fondamentali dell'apparato secondo la presente invenzione; controllo ed esecuzione; tuttavia, quando si implementa in pratica la presente invenzione pu? essere possibile che il controllo e l'esecuzione possano essere eseguiti almeno parzialmente dallo stesso componente elettronico o unit? elettronica.

Inoltre, nella descrizione di cui sopra, si fa riferimento ad una "unit? di controllo" (marcata 1200 nella forma di realizzazione di figura 1 e figura 4) e ad un "controllore" (marcato 1190 nella forma di realizzazione di figura 4); tuttavia, questi termini non devono essere interpretati in modo stringente, ma in un modo ampio come includere uno o due o un numero superiore di unit? di lavorazione collegate tra loro. Come indicato dall'inizio, la presente invenzione pu? trovare applicazione sia con linee di potenza CA sia con linee di potenza CC. Per esempio, il diagramma a blocchi di una forma di realizzazione di un assieme di controllo di potenza di figura 4 ? applicabile ad entrambi i casi; se le linee di potenza 3100 e 4100 sono linee di potenza CA, convertitori 1140 e 1150 sono convertitori di potenza elettrica CC/CA bidirezionali; se le linee di potenza 3100 e 4100 sono linee di potenza CC, convertitori 1140 e 1150 sono convertitori di potenza elettrica CC/CC bidirezionali.

Si noti che, in generale, un apparato secondo la presente invenzione pu? includere uno o due o pi? convertitori di potenza elettrica CC/CA bidirezionali per il collegamento a linee di potenza CA corrispondenti e/o uno o due o pi? convertitori di potenza elettrica CC/CC bidirezionali per il collegamento a linee di potenza CC corrispondenti.

In generale, un'unit? di controllo e/o un controllore ?/sono disposto/i per iniettare e/o estrarre quantit? di potenza da una linea di potenza elettrica; queste quantit? di potenza possono essere attive e/o reattive. Un primo componente di queste quantit? di potenza pu? essere calcolato in modo da soddisfare gli accordi di scambio di potenza, mentre un secondo componente di queste quantit? di potenza pu? essere calcolato in modo da contribuire a stabilizzare la tensione e/o la frequenza della rete di potenza elettrica, segnatamente la micro-rete. Questo vale ugualmente per una micro-rete isolata e per una micro-rete collegata ad una rete di alimentazione.

In particolare, il primo componente ? calcolato esclusivamente sulla base di accordi di scambio di potenza attiva. Vantaggiosamente, il primo componente ? calcolato sulla base di informazioni che riguardano gli accordi di scambio di potenza attiva ed ? scambiato con uno o pi? apparati identici o simili.

In particolare, il secondo componente ? calcolato in base ad una differenza tra la tensione rilevata e una tensione nominale, e/o una differenza tra la frequenza rilevata e una frequenza nominale. Vantaggiosamente, il secondo componente ? calcolato sulla base di informazioni che vengono ricevute da uno o pi? apparati identici o simili, in particolare una o pi? tensioni e/o una o pi? frequenze rilevate in corrispondenza delle porte di linea di detti uno o pi? apparati identici o simili.

Nella seguente, la stabilizzazione sar? discussa in maggior dettaglio in riferimento alla figura 4 ma senza alcuna intenzione di limitazione ad essa, e considerando l'apparato collegato ad una linea di potenza di una micro-rete che a sua volta ? collegata ad una rete di alimentazione. In generale, vantaggiosamente, l'unit? di controllo 1200 e/o il controllore 1190 ?/sono disposto/i per controllare per esempio il convertitore 1140 (e/o il convertitore 1150) in modo da contribuire a stabilizzare la tensione e/o la frequenza della rete di potenza elettrica in base alla tensione determinata e/o alla frequenza determinata. Ovviamente, se la linea di potenza 3100 ? una linea di potenza CC, viene determinata e stabilizzata soltanto la tensione della rete.

A questo scopo, l'unit? di controllo 1200 e/o il controllore 1190 possono essere disposti per:

- iniettare una prima quantit? di potenza attiva ad almeno una linea di potenza elettrica (per esempio linea di potenza 3100) se la frequenza determinata ? inferiore ad una frequenza nominale, e/o

- estrarre una seconda quantit? di potenza attiva da almeno una linea di potenza elettrica (per esempio linea di potenza 3100) se la frequenza determinata ? superiore ad una frequenza nominale, e/o

- iniettare una prima quantit? di potenza reattiva ad almeno una linea di potenza elettrica (per esempio linea di potenza 3100) se la tensione determinata ? inferiore ad una tensione nominale, e/o

- estrarre una seconda quantit? di potenza reattiva da detta almeno una linea di potenza elettrica (per esempio linea di potenza 3100) se la tensione determinata ? superiore ad una tensione nominale. Le quantit? di potenza summenzionate sono calcolate in modo da contribuire a stabilizzare la tensione e/o la frequenza della rete di potenza elettrica e prescindono dagli accordi di scambio di potenza; in altri termini, esse sono aggiuntive rispetto alle quantit? dovute all'applicazione degli accordi attivi.

La stabilizzazione di rete di potenza elettrica ? un problema ben noto; ad esempio vi sono tecniche note come "controllo droop". Una discussione approfondita di ci? si pu? trovare per esempio nel libro "Control of Power Inverters in Renewable Energy and Smart Grid Integration" di Qing-Chang Zhong e Tomas Hornik, pubblicato da John Wiley & Sons nel 2013.

La prima quantit? di potenza reattiva e/o la seconda quantit? di potenza reattiva possono dipendere dalla differenza tra la tensione determinata e la tensione nominale.

La prima quantit? di potenza attiva e/o la seconda quantit? di potenza attiva possono dipendere dalla differenza tra la frequenza determinata e la frequenza nominale.

Vantaggiosamente, queste quantit? possono dipendere anche dalle informazioni ricevute dall'apparato secondo la presente invenzione da uno o pi? apparati identici o simili.

In particolare, la prima quantit? di potenza reattiva e/o la seconda quantit? di potenza reattiva possono dipendere da una o pi? tensioni determinate in corrispondenza delle porte di linea dell'uno o pi? apparati identici o simili.

In particolare, la prima quantit? di potenza attiva e/o la seconda quantit? di potenza attiva possono dipendere da una o pi? frequenze determinate in corrispondenza delle porte di linea dell'uno o pi? apparati identici o simili.

Resta inteso che una o pi? delle quantit? di potenza summenzionate sono calcolate ripetutamente; un tempo trascorso tra i calcoli consecutivi pu? essere preferibilmente inferiore a 0.1 ms.

Una descrizione dettagliata segue una possibile e vantaggiosa forma di realizzazione di controllo di flusso di potenza applicabile indipendentemente dalla rigidit? della rete di alimentazione e anche se la rete di alimentazione ? assente, ossia nel caso di micro-reti isolate o in caso di regime isolato; si pu? fare riferimento ai blocchi di figura 4 (ma senza alcuna intenzione di limitazione), in particolare al convertitore di potenza elettrica 1140 di apparato 1000, vale a dire l? "apparato locale", e la linea di potenza 3100 collegata all'apparato locale; i calcoli possono essere effettuati dal controllore 1190 e/o dall'unit? di controllo 1200 dell'apparato locale.

Sulla base delle misurazioni di una corrente Io che scorre alla/dalla linea di potenza e una tensione Vo in corrispondenza della linea di potenza, la potenza attiva P e potenza reattiva Q possono essere calcolate di una potenza che scorre dall?/all?apparato locale alla/dalla linea di potenza; ciascuna di queste quantit? pu? essere positiva o negativa a seconda della direzione di flusso. Questi valori sono poi usati per calcolare un segnale di tensione di riferimento Vref. La tensione di riferimento Vref nonch? la tensione Vo e la corrente Io sono quindi introdotte in circuiti di controllo di tensione e corrente ("basso livello"). L'uscita di questi circuiti ? quindi usata per generare per esempio un segnale di gate di transistore per controllare il convertitore di potenza elettrica, per esempio convertitore 1140; questo segnale di gate ? tipicamente un segnale PWM (= Pulse Width Modulation, modulazione d'impulsi in durata).

Il calcolo di riferimento di tensione ? molto importante ed ? basato sulla corrente misurata Io sulla tensione misurata Vo (e sull'angolo di rete ?PLL, frequenza di rete ?PLL, potenza attiva P, e potenza reattiva Q tutti derivanti da esse), e sulla potenza attiva di riferimento P* e sulla potenza reattiva di riferimento Q*, che sono calcolate sulla base degli accordi di scambio di potenza attiva attualmente che coinvolgono l'apparato locale.

P, Q, ?PLL e ?PLL possono essere calcolati dalla tensione Vo e dalla corrente Io per esempio secondo la conoscenza generale comune.

Il funzionamento di circuiti di controllo di tensione e corrente e la generazione del segnale di gate PWM possono essere considerati conoscenza generale comune.

P* ? la quantit? totale di potenza attiva che l'apparato locale mira ad iniettare nella linea di potenza (se ? positiva) o ad estrarre da essa (se ? negativa). Q* ? la quantit? totale di potenza reattiva che l'apparato locale mira ad iniettare nella linea (se ? positiva) o ad estrarre da essa (se ? negativa). Sia P* sia Q* sono calcolate sulla base unicamente del consumo locale di corrente, della generazione locale di corrente, dell'energia attualmente accumulata e dell'energia attualmente accumulabile (ossia capacit? di accumulo locale libera), nonch? sulla base di accordi di scambio di potenza attiva attualmente che coinvolgono l'apparato locale.

Per quanto riguarda questi accordi, P* e Q* prendono in considerazione un feedback da altri apparati con i quali l'energia ? condivisa. Questo feedback pu? comprendere informazioni relative allo stato di esecuzione degli accordi attivi (come le quantit? di potenza attiva e/o di potenza reattiva che gli altri apparati iniettano o estraggono dalla linea di potenza). Per esempio, se l'apparato A ha promesso di alimentare l'apparato B con X kW durante un certo periodo di tempo, ma se, per qualsiasi ragione, l'apparato A alimenta solo il 90% di X, questo evento viene quindi comunicato a B, che ne tiene conto quando calcola il suo riferimento di potenza attiva P*. Ad esempio, B pu? effettivamente ridurre il suo riferimento di potenza attiva (al fine di estrarre una quantit? di potenza minore dalla linea di potenza), e compensare la carenza utilizzando la sua memoria locale o riducendo il consumo locale; in alternativa, B pu? lasciare invariato il riferimento di potenza attiva, e compensare la carenza attivando o modificando un altro accordo, con uno o pi? altri apparati, dai quali B otterr? il 10% di potenza elettrica mancante. Pu? anche essere applicata una combinazione di entrambi gli approcci, in modo che una parte della potenza mancante sia ottenuta localmente e una parte mediante attivazione di altri accordi.

Secondo questa forma di realizzazione, lo scopo della stabilizzazione di rete ? ottenere valori di frequenza e livelli di tensione unici globali attraverso la micro-rete.

Ci? pu? essere ottenuto per esempio, in uno scenario pi? comune, calcolando la tensione di riferimento Vref secondo la seguente formula:

Vref = E cos(?ref) ?V,

in cui ?ref ? un angolo di fase di riferimento, E ? un'ampiezza di tensione di riferimento, e ?V ? un termine di correzione di tensione di riferimento. Queste tre quantit? possono essere calcolate come segue.

L'ampiezza di tensione di riferimento E e la frequenza ? sono calcolate in base alla differenza tra potenza attiva rilevata P e potenza reattiva rilevata Q e i loro valori di riferimento calcolati, P* e Q*, rispettivamente. Una famiglia generale di leggi di controllo pu? essere la seguente:

in cui E0 ? un'ampiezza di tensione nominale (per esempio 230 V) e

? una frequenza di rete nominale (per esempio 50 Hz o 60 Hz), mentre CTRL_ i (i = 1,2,3,4) indica blocchi di controllo.

Per esempio, nel caso comune del cosiddetto "controllo droop", CTRL_1(P, P*) = 0 e CTRL_2(Q,Q*) = kQ(Q*-Q), per un certo parametro reale kQ, CTRL_3(P, P*) = kP (P*-P), per un certo parametro reale kP, e CTRL_4(Q,Q*) = 0.

Tuttavia, sono possibili altre strategie di controllo, come il controllo PID (= Proportional-Integral-Derivative, proporzionale-integrale-derivato), con o senza ulteriore compensazione e/o filtraggio, eventualmente con coefficienti variabili nel tempo o variabili nello stato.

L'ampiezza di tensione aggiuntiva ?? e il componente di frequenza aggiuntivo possono essere impostati a zero, per semplicit?. Tuttavia, essi possono contenere termini di sincronizzazione, incluse informazioni relative ad ampiezza, frequenze, o altre quantit? correlate da apparati vicini.

L'angolo di fase ? tipicamente ottenuto integrando la frequenza

Il termine di correzione di tensione di riferimento ?V pu? essere impostato a zero, per semplicit?. Tuttavia, in alcuni casi, pu? essere vantaggioso calcolarlo in modo da imitare l'impedenza di uscita aggiuntiva (il cosiddetto metodo di ?impedenza virtuale?). Ad esempio, nel caso di impedenza virtuale resistiva

con parametro scelto in maniera adeguata Rv. In alcuni casi, tuttavia, la misurazione della corrente ? dapprima elaborata mediante un sistema selettivo di frequenza adatto (come un banco di filtri passa banda) e il risultato ? combinato con la correzione di tensione ottenuta per mezzo del metodo di impedenza virtuale.

Va compreso che questi sono tutti soltanto esempi, e si possono seguire numerose altre procedure.

Come previsto, la figura 3 mostra uno scenario di applicazione complesso esemplificativo 300 della presente invenzione. Dovrebbe essere chiaro che esistono molte altre possibilit? diverse.

Secondo lo scenario, vi ? una prima linea di potenza elettrica 310 collegata ad una prima rete di alimentazione 315 e una seconda linea di potenza elettrica 320 collegata ad una seconda rete di alimentazione 325.

Vi sono cinque ambienti elettrici locali 335, 345, 355, 365 e 375; ciascuno di essi ? collegato a un apparato corrispondente secondo la presente invenzione 330, 340, 350, 360 e 370.

Gli apparati 330, 340 e 350 sono collegati soltanto alla prima rete di alimentazione 315.

L'apparato 370 ? collegato soltanto alla seconda rete di alimentazione 325.

L'apparato 350 ? collegato sia alla prima rete di alimentazione 315 sia alla seconda rete di alimentazione 325.

L'apparato 360 non ? collegato a nessuna rete di alimentazione ma scambia energia elettrica solo con l'apparato 330 (si veda la linea in figura 6 tra il riquadro 330 e il riquadro 360 corrispondenti ad esempio ad un?"infrastruttura elettrica dedicata").

Per quanto riguarda la comunicazione, tutti gli apparati 330, 340, 350, 360, 370 sono collegati ad esempio ad Internet 390 (si vedano linee in figura 4 tra i "riquadri" e la "nuvola").

Secondo la presente invenzione, la comunicazione tra gli apparati pu? avvenire attraverso qualsiasi rete di comunicazione e/o attraverso le linee di potenza.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Apparato (1000) per gestire flusso di potenza elettrica tra un ambiente elettrico locale (2000) e almeno una linea di potenza elettrica (3100) di una rete di potenza elettrica (3000), in cui l'ambiente elettrico locale (2000) comprende almeno un elemento di consumo di potenza (2100) e/o almeno un elemento di produzione di potenza (2200) e/o almeno un elemento di accumulo di potenza (2300), l'apparato (1000) comprendendo:

- un assieme di controllo di potenza (1100) disposto per essere accoppiato elettricamente a detto ambiente elettrico locale (2000) e detta almeno una linea di potenza elettrica (3100), e atto a controllare il flusso di potenza elettrica tra detto ambiente elettrico locale (2000) e detta almeno una linea di potenza elettrica (3100), e - un'unit? di controllo (1200) accoppiata a detto assieme di controllo di potenza (1100), e atta ad eseguire il controllo di detto assieme di controllo di potenza (1100);

in cui detto controllo ? eseguito sulla base di una serie di accordi di scambio di potenza tra due parti memorizzati nell'apparato (1000); e in cui per ciascuno di detti accordi una prima di dette due parti ? associata all'apparato e una seconda di dette due parti ? associata ad un apparato identico o simile.

2. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuno di detti accordi di scambio di potenza ? memorizzato in una memoria dell'unit? di controllo (1200) come una o pi? condizioni da soddisfare, in cui ciascuna condizione si riferisce almeno ad un livello di potenza, un operatore logico e un periodo di validit?.

3. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 2, in cui ciascuna condizione si riferisce anche alla qualit? di potenza elettrica.

4. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui un accordo di scambio di potenza della serie di accordi di scambio di potenza pu? essere aggiunto o rimosso o cambiato durante il funzionamento dell'apparato (1000).

5. Apparato (1000) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto controllo consiste nel determinare un valore di potenza attiva e/o potenza reattiva e/o fattore di potenza di uno o pi? flussi di potenza elettrici.

6. Apparato (1000) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto assieme di controllo di potenza (1100) ? atto a controllare almeno un flusso di potenza elettrica trifase con detta almeno una linea di potenza elettrica (3100).

7. Apparato (1000) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto assieme di controllo di potenza (1100) ha almeno una porta di potenza (1104, 1105) per l?almeno una linea di potenza elettrica (3100, 4100), una porta di potenza (1101) per elementi di consumo di potenza (2100) e/o una porta di potenza (1102) per elementi di produzione di potenza (2200) e/o una porta di potenza (1103) per elementi di accumulo di potenza (2300).

8. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 7, in cui detto assieme di controllo di potenza (1100) comprende almeno un convertitore di potenza elettrica (1140, 1150) per l?almeno una linea di potenza elettrica (3100), e inoltre un convertitore di potenza elettrica (1110) per elementi di consumo di potenza (2100) e/o un convertitore di potenza elettrica (1120) per elementi di produzione di potenza (2200) e/o un convertitore di potenza elettrica (1130) per elementi di accumulo di potenza (2300), in cui uno o pi? detti convertitori di potenza elettrica (1110, 1120, 1130, 1140, 1150) sono controllati da detta unit? di controllo (1200).

9. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 8, in cui l'assieme di controllo di potenza (1100) comprende un nodo di scambio di potenza (1160) che accoppia elettricamente detti convertitori di potenza elettrica (1110, 1120, 1130, 1140, 1150).

10. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 9, che ? disposto per scambiare potenza elettrica CC attraverso detto nodo di scambio di potenza (1160).

11. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 10, in cui detto nodo di scambio di potenza (1160) ? collegato ad un dispositivo di stabilizzazione di tensione (1170), preferibilmente un condensatore.

12. Apparato (1000) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente:

- un'unit? di comunicazione (1300) atta a comunicare con unit? di comunicazione di apparati identici o simili, e a scambiare dati relativi ad accordi di scambio di potenza, e

- un'unit? di gestione (1400) accoppiata a detta unit? di controllo (1200) e a detta unit? di comunicazione (1300), disposta per negoziare e finalizzare accordi di scambio di potenza con apparati identici o simili, e disposta per memorizzare gli accordi di scambio di potenza finalizzati in una memoria dell'unit? di controllo (1200).

13. Apparato (1000) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente:

in cui detta unit? di controllo (1200) ? accoppiata a detta unit? di comunicazione (1300) ed ? disposta per scambiare informazioni di flusso di potenza con apparati identici o simili.

14. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 13, in cui detta unit? di controllo (1200) ? disposta per scambiare informazioni di flusso di potenza con un apparato identico o simile associato ad un accordo di scambio di potenza di detta serie.

15. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 14, in cui detta unit? di controllo (1200) ? disposta per scambiare informazioni di flusso di potenza da un inizio di un accordo ad un termine di un accordo, e periodicamente, preferibilmente con un periodo nell'intervallo da 0.01 s a 1.00 s.

16. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 14, in cui detta unit? di controllo (1200) ? disposta per scambiare informazioni di flusso di potenza da un inizio di un accordo ad un termine di un accordo, e se si verifica una situazione anomala.

17. Apparato (1000) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 12 a 16, in cui detta unit? di comunicazione (1200) comprende mezzi per la comunicazione di linea di potenza.

18. Apparato (1000) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto assieme di controllo di potenza (1100) comprende almeno un convertitore di potenza elettrica CC/CA o CC/CC bidirezionale (1140) per l'almeno una linea di potenza elettrica (3100) controllata da detta unit? di controllo (1200) e/o da un controllore (1190) interno a detto assieme di controllo di potenza (1100), in cui detta unit? di controllo (1200) e/o detto controllore (1190) ?/sono disposto/i per determinare (1184) tensione e/o frequenza della linea di potenza elettrica (3100), ed in cui detta unit? di controllo (1200) e/o detto controllore (1190) ?/sono disposto/i per controllare detto convertitore (1140) in modo da contribuire a stabilizzare la tensione e/o la frequenza della rete di potenza elettrica in base alla tensione determinata e/o alla frequenza determinata.

19. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 18, in cui detta unit? di controllo (1200) e/o detto controllore (1190) ?/sono disposto/i per iniettare e/o estrarre quantit? di potenza da detta almeno una linea di potenza elettrica (3100), dette quantit? di potenza essendo attive e/o reattive;

in cui un primo componente di dette quantit? di potenza ? calcolato in modo da soddisfare detti accordi di scambio di potenza;

in cui un secondo componente di dette quantit? di potenza ? calcolato in modo da contribuire a stabilizzare la tensione e/o la frequenza della rete di potenza elettrica.

20. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 19, in cui detto primo componente ? calcolato sulla base di accordi di scambio di potenza.

21. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 20, in cui detto primo componente ? calcolato sulla base di informazioni che riguardano detti accordi di scambio di potenza e che viene scambiato con uno o pi? apparati identici o simili.

22. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 19 o 20 o 21, in cui detto secondo componente ? calcolato in base ad una differenza tra la tensione determinata e una tensione nominale, e/o una differenza tra una differenza la frequenza determinata e una frequenza nominale.

23. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 22, in cui detto secondo componente ? calcolato sulla base di informazioni che vengono ricevute da uno o pi? apparati identici o simili, in particolare una o pi? tensioni e/o una o pi? frequenze determinate in corrispondenza delle porte di linea di detti uno o pi? apparati identici o simili.

24. Apparato (1000) secondo qualsiasi delle rivendicazioni da 18 a 23, in cui detta unit? di controllo (1200) e/o detto controllore (1190) ?/sono disposto/i per:

- iniettare una prima quantit? di potenza attiva a detta almeno una linea di potenza elettrica (3100) se la frequenza determinata ? inferiore ad una frequenza nominale,

e/o

- estrarre una seconda quantit? di potenza attiva da detta almeno una linea di potenza elettrica (3100) se la frequenza determinata ? superiore ad una frequenza nominale,

e/o

- iniettare una prima quantit? di potenza reattiva a detta almeno una linea di potenza elettrica (3100) se la tensione determinata ? inferiore ad una tensione nominale,

e/o

- estrarre una seconda quantit? di potenza reattiva da detta almeno una linea di potenza elettrica (3100) se la tensione determinata ? superiore ad una tensione nominale.

25. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 24, in cui detta prima quantit? di potenza reattiva e/o detta seconda quantit? di potenza reattiva dipendono dalla differenza tra la tensione determinata e la tensione nominale.

26. Apparato (1000) secondo la rivendicazione 24 o 25, in cui detta prima quantit? di potenza reattiva e/o detta seconda quantit? di potenza reattiva dipendono da informazioni ricevute da uno o pi? apparati identici o simili, in particolare una o pi? tensioni determinate in corrispondenza delle porte di linea di detti uno o pi? apparati identici o simili.

27. Apparato (1000) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 24 a 26, in cui detta prima quantit? di potenza attiva e/o detta seconda quantit? di potenza attiva dipendono dalla differenza tra la frequenza determinata e la frequenza nominale.

28. Apparato (1000) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 24 a 27, in cui detta prima quantit? di potenza attiva e/o detta seconda quantit? di potenza attiva dipendono da informazioni ricevute da uno o pi? apparati identici o simili, in particolare una o pi? frequenze determinate in corrispondenza delle porte di linea di detti uno o pi? apparati identici o simili.

29. Apparato (1000) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 19 a 28, in cui una o pi? di dette quantit? sono calcolate ripetutamente, un tempo trascorso tra calcoli consecutivi essendo preferibilmente inferiore a 0.1 ms.

30. Sistema comprendente una pluralit? di apparati (1000) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli apparati (1000) sono accoppiati in modo da scambiarsi potenza elettrica direttamente o indirettamente e scambiarsi dati direttamente o indirettamente.