Gestione dell'alimentazione 2.0: regolatori per gli impianti di produzione di energia con funzioni aggiuntive Phoenix Contact offre una soluzione certificata per gli impianti fotovoltaici.

Sintesi

I gestori di rete sono obbligati a immettere in rete la maggior quantità possibile di energia rinnovabile senza compromettere la stabilità della rete. I Power Control Unit, regolatori per gli impianti di produzione di energia, sono quindi utilizzati per controllare e regolare la potenza attiva e reattiva. I dispositivi certificati di Phoenix Contact possono fare ancora di più grazie alla PLCnext Technology sottostante.

Requisiti tecnici e normativi

Si dice spesso che gli impianti di produzione di energia decentralizzati abbiano un impatto negativo significativo sulla qualità della rete. Ciò è dovuto principalmente al fatto che le condizioni esterne, come il vento o il sole, che determinano in modo significativo la resa degli impianti, non sono né controllabili né sufficientemente pianificabili. Si dimentica che questi impianti offrono già i prerequisiti tecnici per stabilizzare la frequenza e la tensione di rete. Se la quota delle energie rinnovabili nel consumo di elettricità deve aumentare in modo significativo nel medio termine, è indubbiamente necessaria una massiccia espansione dei sistemi di accumulo.

Oltre alla produzione di energia, è necessario risolvere compiti generali anche nella distribuzione dell'alimentazione. La liberalizzazione dei mercati dell'elettricità è sempre più accompagnata dalla trasmissione transfrontaliera di energia. Come logica conseguenza, le specifiche europee sono state adottate nel cosiddetto "Network Code – Requirements for Generators". Il Network Code descrive le regole di connessione alla rete a cui sono soggetti gli impianti di produzione di energia installati in Europa. Per ottenere i migliori benefici possibili, deve essere adattato alle condizioni locali dei singoli Paesi.

Validità per la maggior parte delle installazioni commerciali

In questo contesto, il VDE (Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik - Associazione tedesca per le tecnologie elettriche, elettroniche e dell'informazione) ha elaborato, per conto del Ministero federale dell'Economia e dell'Energia, quattro regole di applicazione nazionali per tutti i livelli di tensione. Tra le linee guida, la VDE-AR-N 4110 "Regole tecniche di connessione per la media tensione" sostituisce la linea guida per la media tensione della BDEW (Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft - Associazione tedesca delle industrie dell'energia e dell'acqua). Dall'aprile 2019, la conformità alla norma VDE-AR-N 4110 è obbligatoria per tutti i nuovi impianti di produzione di energia da mettere in funzione con un potenza pari o superiore a 135 kW e un campo di tensione compreso tra 1 e 60 kV. La regola di applicazione si applica quindi alla maggior parte degli impianti FV commerciali.

Un aspetto della VDE-AR-N 4110/20 riguarda l'obbligo di utilizzare solo regolatori di gestione dell'immissione in rete certificati. I regolatori per gli impianti di produzione di energia assicurano il rispetto dei valori impostati per la potenza attiva o reattiva e delle procedure di controllo specificate nel punto di attacco alla rete. I valori teorici sono determinati da terzi - il gestore di rete o il commerciante diretto - attraverso la tecnologia di telecontrollo o nell'ambito delle curve caratteristiche definite nella norma VDE-AR-N 4110/20.

Varie funzioni in un solo dispositivo

In questo contesto, ancor prima della certificazione, Phoenix Contact si è posta il problema di come garantire la conformità agli standard senza dover rinunciare alle numerose possibilità del sistema di controllo industriale su cui si basa la soluzione. Questo perché come hardware viene utilizzata l'attuale generazione di PLC basata sulla PLCnext Technology aperta.

La tecnologia non solo consente di utilizzare diversi linguaggi di programmazione, come IEC 61131, C/C++, C# o Matlab/Simulink, in un unico progetto. È anche possibile combinare diverse funzioni in un unico dispositivo. Phoenix Contact non offre agli utenti una soluzione all-in-one, ma si rivolge specificamente agli utenti che dispongono delle conoscenze di sistema e di programmazione necessarie per la loro applicazione. Nei primi progetti, ad esempio, è stata implementata una connessione di telecontrollo in aggiunta alla funzione di controllo certificata sullo stesso sistema di controllo industriale. Questo approccio è efficace dal punto di vista dei costi e dello spazio, poiché in genere vengono utilizzati due dispositivi separati per questo compito.

Esempio di applicazione per una semplice messa in servizio

Per supportare i clienti nella messa in servizio della soluzione sopra descritta, Phoenix Contact fornisce un esempio di applicazione per il collegamento della tecnologia di telecontrollo, compresa un'applicazione web per la parametrizzazione degli impianti di produzione di energia. A parte l'implementazione delle rispettive interfacce specifiche per i requisiti, non è necessario apportare ulteriori modifiche. Tuttavia, è possibile aggiungere ulteriori funzioni in base alle esigenze. La modalità di controllo, la configurazione dei parametri standard del regolatore PID, l'impostazione dei punti di appoggio della curva caratteristica, la memorizzazione delle combinazioni binarie per il ricevitore di controllo dell'ondulazione o la registrazione di tutti i parametri essenziali della rete e del controllore durante la prima messa in servizio fanno parte di questa applicazione.

Phoenix Contact offre anche librerie di blocchi funzionali aggiuntivi per l'implementazione delle interfacce specifiche del regolatore per gli impianti di produzione di energia. Comprendono moduli per l'integrazione di sistemi decentralizzati tramite il telecontrollo. Inoltre, i blocchi funzionali specifici per il fotovoltaico semplificano la comunicazione con gli inverter, i dispositivi per la misurazione dell'energia o il collegamento a un portale indipendente dal produttore.