<\/p>\n
The proposed research project focuses on the definition of the procedures, the measuring system, and the telecommunications infrastructure needed to perform the state estimation of a smart electric distribution network.<\/p>\n
The need for this research arises from the recent changes affecting the distribution systems, such as, for example, the pervasive distributed generation, obtained from renewable sources, and the presence of non-linear loads.<\/p>\n
Traditional control systems and static models are not able to deal with these changes. An “intelligent” operation of the network that allows an electric service to become sustainable, efficient and reliable, starting from the optimal use of existing infrastructure, is now required.<\/p>\n
In this regard, the concept of Smart Grid, SG, is emerging. SG is a network becoming “smart” by means of the ICT infrastructure, through which electronic devices can interact for a proper management and protection systems.<\/p>\n
The SG might contribute to the achievement of the European energy policy, but it is necessary to understand what the enablers for such complex systems are.<\/p>\n
The definition of procedures aimed to obtain the information required for the network management is a crucial aspect for the practical feasibility of SG and presents several issues, such as the cost\/benefit ratio of the required measurement and communication systems. Measured quantities are required, in the “decision-making positions,” with the proper accuracy and a sufficient availability.<\/p>\n
In the literature, several methods to estimate the state of distribution systems have been proposed, but the SG features require innovative procedures that take into account, among others, the following aspects:<\/p>\n
– Faster dynamics with respect to those previously expected, due to variations, even intermittent, in the power drawn\/generated by new types of loads and\/or generators;<\/p>\n
– The different topology of networks that are becoming increasingly “meshed” and\/or subject to topology variations during the year;<\/p>\n
– The evolution of the measurement devices, such as, for example, the increasingly widespread Smart Meter (SM) and Phasor Measurement Unit (PMU, for the measurement of synchronized phasors, or synchrophasors).
\nTo meet the aforementioned peculiarities of the SG, the Research Units propose a research work based on three Work Packages:<\/p>\n
WP1<\/strong> will cover the definition of innovative procedures of SSE, that provide an accurate picture of the SG also in terms of the branch currents, quantities that are fundamental to the proper operation of the protection and management systems. The WP2<\/strong> will tackle the more specific features that will be required to the measurement instrumentation for the SGs, in terms of both dynamic behavior and accuracy. Referring to the aforementioned PMUs, solutions to improve the algorithms currently used in the measurement of the dynamic synchrophasor will be designed. In addition, proper metrics for the evaluation of PMU performance will be defined. Finally, an experimental phase to verify the behavior of both the prototypes developed in the laboratory and the commercial PMUs is expected.<\/p>\n WP3<\/strong> will deal with the characteristics of the communication system required to share data in the distributed system. Currently, solutions of various kinds, including optical fibers, wireless systems and power line carrier (PLC Power Line Carrier) are taken into account.<\/p>\n In the proposed project, the use of protocols typical of the Wireless Sensor Network (WSN), for the exchange of information between the measuring devices and concentrators, will be studied. The communication systems within the backbone infrastructure (fiber optic, WiMax, WiFi, etc.), allowing the interconnection of data concentrators located a great distance will be examined.<\/p>\n Furthermore, the performance of the analyzed networks will be evaluated; this will allow the necessary information to define the guidelines for the design and configuration of the networks themselves in such application scenarios.<\/p>\n Presentazione Progetto<\/strong><\/p>\n Il progetto di ricerca proposto \u00e8 incentrato sulla definizione delle procedure, del sistema di misura e delle infrastrutture di telecomunicazione necessari per effettuare la stima dello stato in una rete intelligente di distribuzione dell’energia elettrica.<\/p>\n La necessit\u00e0 di tale ricerca nasce dai recenti mutamenti che stanno interessando i sistemi di distribuzione, quali, ad esempio, Le SG dovranno contribuire al raggiungimento degli obiettivi europei sulla politica energetica, ma \u00e8 necessario capire quali Servono grandezze misurate che abbiano, nelle \u201cpostazioni decisionali\u201d, l’accuratezza adeguata e siano disponibili con sufficiente continuit\u00e0. Per rispondere alle citate specificit\u00e0 delle SG le unit\u00e0 di ricerca proponenti lavoreranno su tre Work Package:<\/p>\n Il WP1<\/strong> riguarder\u00e0 la definizione di procedure innovative di SSE che forniscano un\u2019immagine accurata della SG in termini di correnti di ramo, grandezze ormai fondamentali per il corretto funzionamento dei sistemi di protezione e gestione.<\/p>\n Al fine di seguire l’evoluzione dinamica del sistema, ma considerando anche la necessit\u00e0 economica di sfruttare in modo ottimo la Il WP2<\/strong> affronter\u00e0 il problema delle specifiche pi\u00f9 spinte che saranno richieste alla strumentazione di misura da impiegare nelle SG, in termini sia di comportamento dinamico sia di accuratezza. Il WP3<\/strong> si occuper\u00e0 delle caratteristiche del sistema di trasmissione necessario per la condivisione dei dati nel sistema distribuito. Attualmente si impiegano soluzioni di varia natura, tra cui fibre ottiche, sistemi wireless e onde convogliate (Power Line Carrier PLC).<\/p>\n Nel progetto proposto, si intende studiare l’utilizzo di protocolli tipici delle Wireless Sensor Network (WSN) per lo scambio delle informazioni fra i dispositivi di misura e i concentratori.<\/p>\n Verranno poi esaminati i sistemi di comunicazione all’interno dell’infrastruttura di backbone (fibra ottica, WiMax, WiFi, etc.), che consente di interconnettere concentratori posti a grande distanza fra loro.<\/p>\n Inoltre, saranno valutate le prestazioni delle reti analizzate; ci\u00f2 consentir\u00e0 di ricavare le informazioni necessarie a definire le linee guida per la progettazione e la configurazione delle reti stesse in tali scenari applicativi.<\/p>\n ","protected":false},"excerpt":{"rendered":" en The proposed research project focuses on the definition of the procedures, the measuring system, and the telecommunications infrastructure needed to perform the state estimation of a smart electric distribution network. 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\nIn order to follow the dynamic evolution of the system, but also to fulfill the economic requirement of optimally exploiting the available instrumentation, the SSE will integrate data from measurement devices (eg PMU and SM) with very different characteristics, in terms of accuracy, possibility of data synchronization and measurement rate.<\/p>\nit<\/h4><\/p>\n
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\nl’ormai pervasiva generazione distribuita da fonti rinnovabili e la presenza di carichi non lineari.
\nSistemi di controllo tradizionali e modelli statici non sono in grado di affrontare tali trasformazioni. \u00c8 ormai richiesto un esercizio \u201cintelligente\u201d della rete che consenta un servizio elettrico sostenibile, efficiente e affidabile, a partire dallo sfruttamento ottimale dell’infrastruttura esistente. A tal proposito si sta imponendo il concetto di Smart Grid, SG, una rete resa \u201cintelligente\u201d da infrastrutture ICT, grazie alle quali i dispositivi elettronici possono interagire per consentire adeguati sistemi di gestione e protezione.<\/p>\n
\nsiano i fattori abilitanti per sistemi cos\u00ec complessi.
\nLa definizione delle procedure atte a ricavare le informazioni necessarie per la gestione della rete \u00e8 un aspetto cruciale per la pratica realizzabilit\u00e0 delle SG e presenta molteplici criticit\u00e0, quali ad esempio il rapporto costi\/benefici dei sistemi di misura e di comunicazione necessari allo scopo.<\/p>\n
\nIn letteratura si trovano diverse metodologie di stima dello stato per sistemi di distribuzione, ma le specificit\u00e0 delle SG richiedono procedure innovative che tengano conto, tra gli altri, dei seguenti aspetti:
\n– una dinamica pi\u00f9 rapida di quella prevista finora, per le variazioni, anche intermittenti, nella potenza assorbita\/generata dalle nuove tipologie di carichi e\/o generatori;
\n– la differente topologia delle reti, sempre pi\u00f9 \u201cmagliate\u201d e\/o soggette a variazioni durante l’esercizio;
\n– l’evoluzione degli strumenti di misura, quali, ad esempio, i sempre pi\u00f9 diffusi smart meter (SM) e Phasor Measurement Unit (PMU, per la misura di fasori sincronizzati, o sincrofasori).<\/p>\n\n
\nstrumentazione disponibile, l’SSE integrer\u00e0 dati provenienti da strumenti di misura (ad esempio PMU e SM) dalle caratteristiche molto diverse, in termini di accuratezza, possibilit\u00e0 di sincronizzazione dati e frequenza di misura.<\/p>\n
\nCon riferimento alle gi\u00e0 citate PMU si prevede lo sviluppo di soluzioni migliorative degli algoritmi attualmente impiegati nella misura dei sincrofasori dinamici, la definizione delle metriche di valutazione pi\u00f9 adeguate per le loro prestazioni e una fase sperimentale per
\nverificare il comportamento sia dei prototipi sviluppati in laboratorio sia delle PMU commerciali.<\/p>\n
\n