ITMI20112178A1 - POWER LIMITATION SYSTEM ENTERED INTO NETWORK BY RENEWABLE SOURCES - Google Patents
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Description
Titolo: “Sistema di limitazione della potenza immessa in rete da impianti a fonti rinnovabili”. Title: "System for limiting the power fed into the grid by renewable source plants".
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Campo dell ’ invenzione Field of invention
La presente invenzione si riferisce ad un sistema di limitazione della potenza immessa in rete da uno o più impianti a fonti rinnovabili, in accordo con il preambolo della rivendicazione 1. The present invention refers to a system for limiting the power fed into the grid by one or more renewable source plants, in accordance with the preamble of claim 1.
Stato della tecnica State of the art
In accordo con lo stato della tecnica sono noti impianti a fonti rinnovabili, quali ad esempio impianti dotati di pannelli fotovoltaici, turbine eoliche o similari in grado di produrre ed immettere la potenza da loro prodotta in una rete elettrica. In accordance with the state of the art, renewable source plants are known, such as, for example, plants equipped with photovoltaic panels, wind turbines or the like capable of producing and feeding the power produced by them into an electrical network.
Tuttavia, come noto, una rete elettrica, quale ad esempio quella italiana, non sopporta Γ allacciamento di impianti ad energia rinnovabili con potenza maggiore della capienza stabilita dall'ente gestore del servizio elettrico per ogni specifico punto, ossia di una potenza stabilita in fase di istruttoria dall'ente gestore che impone, in base al limite fisico della rete, la potenza massima allacciabile su ogni specifico punto. However, as is known, an electricity grid, such as the Italian one, does not support Γ connection of renewable energy plants with power greater than the capacity established by the electricity service manager for each specific point, i.e. a power established during the investigation by the managing body which imposes, on the basis of the physical limit of the network, the maximum power that can be connected to each specific point.
Ciò comporta Γ impossibilità di installare impianti a fonti rinnovabili superiori alla potenza massima stabilita in fase di istruttoria dall'ente gestore. This entails Γ impossibility of installing renewable source plants greater than the maximum power established during the preliminary investigation phase by the managing body.
Tuttavia questo limite alla massima potenza immettibile nella rete depriva il titolare delTimpianto a fonti rinnovabili di ottenere maggiori vantaggi economici dovuti alla realizzazione di impianti di dimensione più grande nel rispetto del limite imposto dall'ente gestore della rete elettrica. However, this limit to the maximum power that can be fed into the grid deprives the owner of the renewable sources plant from obtaining greater economic advantages due to the construction of larger plants in compliance with the limit imposed by the managing body of the electricity grid.
Problema tecnico Technical problem
Da quanto sopra esposto, emerge l’esigenza di disporre di un sistema idoneo a limitare la potenza immessa in rete da impianti a fonti rinnovabili e dipendente dalle effettive esigenze della rete elettrica. From the foregoing, the need emerges to have a suitable system to limit the power fed into the grid from renewable source plants and dependent on the actual needs of the electricity grid.
Soluzione Tecnica Technical Solution
E’ dunque necessario, per permettere l'allaccio di impianti con potenza maggiore nel rispetto di quella imposta dalla rete, disporre di un sistema che permetta di dissipare l'energia prodotta in eccesso dall'impianto ad energie rinnovabili in accordo con i limiti di immissione di potenza stabiliti dall'ente gestore in fase di istruttoria. It is therefore necessary, to allow the connection of plants with greater power in compliance with that imposed by the grid, to have a system that allows the dissipation of the excess energy produced by the renewable energy plant in accordance with the input limits. of power established by the managing body during the preliminary investigation.
Tale scopo è raggiunto da un sistema di limitazione della potenza immessa in rete da impianti a fonti rinnovabili in accordo con la rivendicazione 1. This purpose is achieved by a system for limiting the power fed into the grid from renewable source plants in accordance with claim 1.
Effetti vantaggiosi Beneficial effects
Grazie alla presente invenzione è possibile ottenere un sistema in grado di immettere nella rete elettrica una quantità determinata e costante di potenza prodotta da un impianto a fonti rinnovabili. Thanks to the present invention it is possible to obtain a system capable of injecting into the electric network a determined and constant quantity of power produced by a renewable source plant.
Inoltre, grazie alla presente invenzione, è possibile immettere in rete la quantità di energia che effettivamente la rete elettrica può assorbire in un determinato istante di tempo. Moreover, thanks to the present invention, it is possible to feed into the grid the quantity of energy that the electric grid can actually absorb in a given instant of time.
Infine, secondo un ulteriore aspetto vantaggioso della presente invenzione, grazie alla particolare implementazione del sistema inventivo è possibile limitare i disturbi introdotti nella rete elettrica. Finally, according to a further advantageous aspect of the present invention, thanks to the particular implementation of the inventive system it is possible to limit the disturbances introduced into the electrical network.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi del sistema secondo la presente invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di un suo esempio preferito di realizzazione, dato a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento all’annessa figura 1 che rappresenta una vista schematica di una possibile forma di realizzazione del sistema in grado di immettere una quantità determinata di energia prodotta dall’impianto a fonte rinnovabile nella rete elettrica, in accordo con la presente invenzione. Further characteristics and advantages of the system according to the present invention will result from the description given below of a preferred embodiment thereof, given by way of non-limiting example, with reference to the attached figure 1 which represents a schematic view of a possible form of realization of the system capable of injecting a determined quantity of energy produced by the renewable source plant into the electricity network, in accordance with the present invention.
Descrizione dettagliata Detailed description
Con riferimento all’annessa figura 1 è indicato nella sua generalità con 1 un sistema dotato di un impianto a fonti rinnovabili 2 strutturato per generare una potenza Q. With reference to the annexed figure 1, 1 indicates in its generality a system equipped with a renewable source plant 2 structured to generate a power Q.
Scopo del sistema inventivo 1 è quello di immettere una determinata quantità di potenza Q’, parte o frazione della potenza Q generata dall’impianto 2 in una rete elettrica 3. The purpose of the inventive system 1 is to introduce a certain amount of power Q ', part or fraction of the power Q generated by the plant 2 into an electrical network 3.
Giova immediatamente rilevare che rimpianto 2 si concretizza in un impianto che può comprendere pannelli fotovoltaici, generatori eolici e/o una combinazione degli stessi in grado di produrre l’energia elettrica Q. It should immediately be noted that regret 2 takes the form of a system that may include photovoltaic panels, wind generators and / or a combination of the same capable of producing electricity Q.
II sistema 1 comprende inoltre: System 1 also includes:
- mezzi di misurazione 4 dell’energia prodotta dall’impianto a fonti rinnovabili 2; - means of measurement 4 of the energy produced by the renewable sources plant 2;
- mezzi di elaborazione e comando 5 e - processing and control means 5 e
- mezzi di dissipazione 6 per dissipare una determinata quantità di energia Q prodotta dall’impianto a fonti rinnovabili 2 per immettere la potenza Q’ nella rete elettrica 3. - dissipation means 6 to dissipate a certain amount of energy Q produced by the renewable source system 2 to enter the power Q 'into the electricity grid 3.
In particolare i mezzi di misurazione 4 sono posti in comunicazione di segnale con rimpianto 2 e con i mezzi di elaborazione e comando 5. In particular, the measuring means 4 are placed in signal communication with the regret 2 and with the processing and control means 5.
Preferibilmente tali mezzi di misurazione 4 sono disposti a valle dell’impianto 2 e a monte dei mezzi di elaborazione e comando 5. Preferably these measuring means 4 are arranged downstream of the plant 2 and upstream of the processing and control means 5.
A tale fine i mezzi di misurazione 4 generano un segnale elettrico SI identificativo del valore della potenza, dell’energia e/o delle grandezze elettriche generata dall’impianto 2 ed i mezzi di elaborazione e comando 5 sono configurati per ricevere ed elaborare tale segnale elettrico SI. To this end, the measuring means 4 generate an electrical signal SI identifying the value of the power, energy and / or electrical quantities generated by the plant 2 and the processing and control means 5 are configured to receive and process this electrical signal. YES.
In una forma di realizzazione i mezzi di misurazione 4 si concretizzano in Trasformatori Amperometrici (TA), Trasformatori Voltometrici (TV) e comunicazione dati attraverso protocolli di comunicazione (Modbus o similari). In one embodiment, the measuring means 4 take the form of Amperometric Transformers (TA), Voltometric Transformers (TV) and data communication through communication protocols (Modbus or similar).
I mezzi di elaborazione e comando 5 si concretizzano preferibilmente in un Programmable Logic Controller (PLC) o in un personal computer con opportune interfacce di ingresso e uscita dati. The processing and control means 5 preferably take the form of a Programmable Logic Controller (PLC) or a personal computer with suitable data input and output interfaces.
II sistema 1 comprende secondi mezzi di misurazione dell’energia 7 disposti a monte della rete elettrica 3, i quali sono configurati per generare un secondo segnale S2 identificativo della quantità Q’ di energia immettibile (o assorbibile) dalla rete elettrica 3 . The system 1 comprises second energy measurement means 7 arranged upstream of the electricity network 3, which are configured to generate a second signal S2 identifying the quantity Q 'of energy that can be input (or absorbed) from the electricity network 3.
In altre parole il segnale S2 rappresenta il valore di energia Q’ che effettivamente la rete elettrica 3 è in grado di assorbire in quel momento. In other words, the S2 signal represents the energy value Q 'that the electricity network 3 is actually able to absorb at that moment.
In una forma di realizzazione i mezzi di misurazione 7 si concretizzano in Trasformatori Amperometrici (TA), Trasformatori Voltometrici (TV) e comunicazione dati attraverso protocolli di comunicazione (Modbus o similari). In one embodiment, the measuring means 7 take the form of Amperometric Transformers (TA), Voltometric Transformers (TV) and data communication through communication protocols (Modbus or similar).
I mezzi di dissipazione 6 sono disposti in comunicazione di segnale con rimpianto 2 e con i mezzi di elaborazione e comando 5 e sono opportunamente dimensionati per dissipare una determinata quantità di energia Δ prodotta dall’impianto 2, con il fine di garantire un'immissione di potenza minore oppure uguale al limite di potenza imposto dall'ente gestore. The dissipation means 6 are arranged in signal communication with the regression 2 and with the processing and control means 5 and are suitably sized to dissipate a determined quantity of energy Δ produced by the system 2, with the aim of guaranteeing an injection of power less than or equal to the power limit imposed by the managing body.
Vantaggiosamente, secondo un aspetto peculiare della presente invenzione, si ha che: Advantageously, according to a peculiar aspect of the present invention, we have that:
- i mezzi di dissipazione 6 sono mezzi di dissipazione costanti che, opportunamente collegati, possono fornire un valore di carico variabile alla rete elettrica 3 - the dissipation means 6 are constant dissipation means which, when suitably connected, can provide a variable load value to the electrical network 3
- i mezzi di elaborazione e comando 5 sono configurati per comandare in chiusura o apertura almeno parzialmente detti mezzi di dissipazione 6 in funzione dei segnali SI ed S2, ossia in funzione del valore di potenza fornita Q e misurata dai mezzi di misurazione 4 e del valore Q’ effettivamente immettibile nella rete elettrica 3 per dissipare la suddetta predeterminata di energia Δ in ottemperanza dei limiti imposti. - the processing and command means 5 are configured to command at least partially said dissipation means 6 in closing or opening as a function of the signals S1 and S2, that is, as a function of the value of power supplied Q and measured by the measuring means 4 and of the value Q 'can actually be fed into the electrical network 3 to dissipate the aforementioned predetermined energy Δ in compliance with the imposed limits.
In tale modo è possibile dissipare la quantità Δ di energia prodotta dall’ impianto a fonti rinnovabili 2 e la rimanente quantità di tale predeterminata quantità di energia prodotta può essere immessa nella rete elettrica 3. In this way it is possible to dissipate the amount Δ of energy produced by the renewable source plant 2 and the remaining amount of this predetermined amount of energy produced can be fed into the electricity grid 3.
In altre parole è possibile attivare (o disattivare) almeno parzialmente o totalmente, attraverso i mezzi di elaborazione e comando 5, i mezzi dissipativi 6 che, essendo a carico variabile, possono essere adattati (ossia dimensionati) alla quantità di energia Q’ effettivamente ricevibile da parte della rete elettrica 3 per dissipare quella predeterminata quantità di energia Δ che non deve essere immessa nella rete elettrica 3 . In other words, it is possible to activate (or deactivate) at least partially or totally, through the processing and control means 5, the dissipative means 6 which, being at variable load, can be adapted (i.e. dimensioned) to the quantity of energy Q 'actually receivable. by the electrical network 3 to dissipate that predetermined quantity of energy Δ which must not be fed into the electrical network 3.
Quindi la predeterminata quantità di energia Δ da dissipare da parte dei mezzi di dissipazione 6 è funzione del valore di energia Q generata dall’ impianto e dell’energia Q’ immettibile nella rete elettrica 3. Therefore the predetermined amount of energy Δ to be dissipated by the dissipation means 6 is a function of the energy value Q generated by the system and the energy Q ’that can be fed into the electrical network 3.
Ad esempio la predeterminata quantità di energia Δ da dissipare può essere pari calcolata secondo la seguente formula: For example, the predetermined quantity of energy Δ to be dissipated can be even calculated according to the following formula:
A = Q- Q\ A = Q- Q \
Alternativamente la quantità Δ da dissipare da parte dei mezzi di dissipazione 6 può essere impostata dall’ utilizzatore del sistema 1. Alternatively, the quantity Δ to be dissipated by the dissipation means 6 can be set by the user of the system 1.
Giova rilevare che la predeterminata quantità Δ è variabile tra zero e l’intero valore di energia prodotta dall’impianto 2. It should be noted that the predetermined quantity Δ is variable between zero and the entire value of energy produced by the plant 2.
In altre parole è possibile, variando il valore del carico dei mezzi dissipativi 6, che il sistema 1 della presente invenzione sia in grado di immettere nella rete elettrica 3 un valore compreso tra il valore massimo producibile dall’impianto 2 o non immettere per nulla energia nella rete elettrica 3. In other words it is possible, by varying the load value of the dissipative means 6, that the system 1 of the present invention is capable of injecting into the electrical network 3 a value between the maximum value that can be produced by the system 2 or not injecting energy at all. in the power grid 3.
I mezzi dissipativi 6 sono dunque implementati e dimensionati in modo tale che possano dissipare almeno il valore massimo di potenza Q producibile dall’impianto 2 The dissipative means 6 are therefore implemented and sized in such a way that they can dissipate at least the maximum power value Q that can be produced by the system 2
Secondo una caratteristica del presente sistema 1, i mezzi di dissipazione 6 comprendono una pluralità di banchi resistivi costanti di taglie simili e/o differenti, ossia un gruppo di tale pluralità di banchi resistivi ha una propria dimensione costante e diversa tra loro, ciascun gruppo potendo comprendere uno o più elementi resistivi. According to a characteristic of the present system 1, the dissipation means 6 comprise a plurality of constant resistive banks of similar and / or different sizes, i.e. a group of such plurality of resistive banks has its own constant and different dimension, each group being able to comprise one or more resistive elements.
Ad esempio un gruppo di banchi può essere composto da uno o più resistenza avente un valore pari ad lKOhm ed un altro gruppo può essere composto da una o più resistenze aventi valore pari a 64KOhm. For example, a group of banks can be composed of one or more resistors having a value equal to 1KOhm and another group can be composed of one or more resistors having a value equal to 64KOhm.
Secondo un aspetto vantaggioso della presente invenzione è bene sottolineare che i mezzi di elaborazione e comando 5 selezionano sequenzialmente uno o più di detti banchi resistivi in funzione del valore del segnale SI e del segnale S2. According to an advantageous aspect of the present invention, it should be emphasized that the processing and control means 5 sequentially select one or more of said resistive banks as a function of the value of the signal S1 and the signal S2.
Ad esempio, secondo una strategia di selezione particolarmente efficace, i mezzi di 5 selezionano dapprima gli elementi resistivi dal valore di resistenza più grande per andare a selezionare, ossia ad aggiungere a quelle già selezionate, ulteriori resistenze dal valore più piccolo fintante che non si sia raggiunto una dimensione di resistenza complessiva necessaria e sufficiente per dissipare il predeterminato valore Δ. For example, according to a particularly effective selection strategy, the means of 5 first select the resistive elements with the largest resistance value in order to select, i.e. to add to those already selected, further resistances with a smaller value as long as there is no reached a size of overall resistance necessary and sufficient to dissipate the predetermined value Δ.
In altre parole i mezzi di elaborazione e comando 5 attivano dapprima le resistenze di taglia superiore (ad esempio quelle pari ad 64KOhm) e via via attivano quelle di taglia inferiore (ad esempio quelle pari ad lKOhm) fintanto che il carico realizzato dai mezzi dissipativi 6 non è sufficiente per dissipare il predeterminato valore Δ. In other words, the processing and control means 5 first activate the higher size resistors (for example those equal to 64KOhm) and gradually activate those of lower size (for example those equal to 1KOhm) as long as the load realized by the dissipative means 6 it is not sufficient to dissipate the predetermined value Δ.
Grazie alla suddetta strategia di attivazione degli elementi resistivi è possibile limitare i disturbi che vengono introdotti nella rete elettrica 3. Thanks to the aforementioned strategy for activating the resistive elements, it is possible to limit the disturbances that are introduced into the electrical network 3.
Al fine di selezionare i banchi necessari e sufficienti per dissipare la predeterminata quantità di energia Δ, i mezzi di elaborazione e comando 5 comprendono una pluralità di interruttori 8 attivabili mediante un rispettivo segnale di attivazione Satt opportunamente generato dai mezzi di elaborazione e comando 5 in funzione del valore dei segnali SI e S2. In order to select the banks necessary and sufficient to dissipate the predetermined amount of energy Δ, the processing and control means 5 comprise a plurality of switches 8 which can be activated by means of a respective activation signal Satt suitably generated by the processing and control means 5 in operation of the value of the signals SI and S2.
Ciascuno di tali interruttori è connettibile ad un rispettivo elemento resistivo in funzione dello stato di detto segnale di attivazione Satt. Each of these switches can be connected to a respective resistive element as a function of the state of said activation signal Satt.
In altre parole i mezzi di elaborazione e comando 5 elaborano i segnali SI e S2 per comandare in chiusura o apertura il numero necessario di elementi resistivi 6, attraverso l’opportuna chiusura o apertura dei rispettivi interruttori comandata dal segnale Satt, al fine di garantire l’immissione nella rete elettrica 3 della quantità Q’ della potenza Q prodotta dall’impianto 2. In other words, the processing and control means 5 process the signals S1 and S2 to command the necessary number of resistive elements 6 in closing or opening, by means of the appropriate closing or opening of the respective switches controlled by the Satt signal, in order to guarantee the 'injection into the electricity grid 3 of the quantity Q' of the power Q produced by the plant 2.
Qualora dovessero cambiare i valori rappresentati dai segnali SI e/o S2, i mezzi di elaborazione e comando 5 modificano il numero degli elementi resistivi 6 che devono essere selezionati attraverso l’apertura o chiusura dei rispettivi interruttori. Should the values represented by the signals SI and / or S2 change, the processing and control means 5 modify the number of resistive elements 6 which must be selected by opening or closing the respective switches.
Ciò consente di adeguare dinamicamente il sistema 1 alle mutate condizioni meteorologiche o di funzionamento (e quindi alla variabilità di produzione della potenza fornita Q) ma di mantenere costante il valore di potenza Q’ immettibile nella rete elettrica 3 qualora, anche le condizioni di immissione di quest’ultima, non abbiano subito modifiche. This makes it possible to dynamically adapt the system 1 to the changed meteorological or operating conditions (and therefore to the variability of production of the supplied power Q) but to keep constant the power value Q 'that can be fed into the electricity grid 3 if, also the conditions of injection of the latter have not undergone any changes.
Ovviamente, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti al sistema di limitazione secondo l’invenzione sopra descritta, tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione dell'invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni. Obviously, a person skilled in the art, in order to meet contingent and specific needs, will be able to make numerous changes and variations to the limitation system according to the invention described above, all however contained within the scope of protection of the invention as defined by the following claims.
Claims (8)
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