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A. Flussi di potenza per reti simmetriche e dissimmetriche [3, 6, 35]
I miei primi interessi di ricerca si sono focalizzati sullo studio dei flussi di
potenza nelle reti elettriche simmetriche. L'argomento è, senza dubbio alcuno, ben
codificato ed ampiamente affrontato nella letteratura tecnica internazionale ed italiana.
Tuttavia, dopo sistematica e approfondita ricerca bibliografica, si può affermare
che il metodo sviluppato [6] risulta pienamente originale sul piano concettuale e del tutto
soddisfacente per quanto riguarda i tempi di calcolo e la precisione dei risultati.
La procedura seguìta può essere sinteticamente definita come "calcolo iterativo
di algoritmi inerenti una matrice complessa alle ammettenze nodali", riguardante il
sistema di potenza da studiare. La procedura adottata si differenzia totalmente da quella
classica che utilizza il metodo di Newton-Raphson: le equazioni del sistema, infatti,
vengono sintetizzate in forma matriciale e risolte direttamente nel campo complesso
senza bisogno del disaccoppiamento reale-immaginario e quindi senza bisogno, nel
calcolo delle successive correzioni, della matrice Jacobiana.
Questa nuova tecnica matriciale consente sostanzialmente di considerare in
un'unica matrice ad elementi complessi i collegamenti di rete, l'entità dei carichi, le
prestazioni dei generatori, le tensioni imposte nei diversi nodi compreso quello di saldo.
L'approccio è principalmente fondato sulla possibilità formale di caratterizzare a regime
permanente sia i carichi sia i generatori (escluso quello di saldo) con opportune
ammettenze lineari derivate, ciascuna delle quali, sottoposta a tensione, assorbe o eroga (a
seconda dei casi) potenza complessa; in tal modo il sistema "inerte" (costituito dalla rete e
dalle suddette ammettenze derivate), una volta "eccitato" con un dato fasore tensione
applicato nel nodo di saldo, diventa sede di potenze assorbite (nei nodi di carico) o di
potenze immesse (nei nodi di generazione). Con procedimento iterativo nel cui ambito si
analizza con criterio semplice ma rigoroso la sensibilità del sistema, si eseguono poi
gradualmente le opportune correzioni delle ammettenze stesse fino a convergere sui
valori imposti per i moduli delle tensioni e per le componenti delle potenze complesse
assegnate. Tra i vantaggi indubbi del metodo matriciale vanno annoverati i seguenti:
• raggiungimento di una grande accuratezza nella soluzione con residui massimi sulla
potenza attiva/reattiva che possono essere spinti fino a 10 -14 MW/Mvar;
• convergenza anche nei casi di linee con elevato rapporto r/x (casi per contro
problematici nei metodi Newton-Raphson classici) e nei casi critici prossimi al
collasso di tensione;
• il tempo di calcolo della procedura iterativa si aggira su 0,2 s per una rete a 150 nodi e
su 2,25 s per rete con 450 nodi.
Il metodo può essere esteso allo studio dei sistemi multiarea (senza far ricorso a
procedure di "diacoptica"), potendosi caratterizzare ciascuna area con "matrici
equivalenti" viste alle porte delle linee di interconnessione: ciò può essere utile per
analizzare un sistema di dimensioni rilevanti, che comporterebbe il superamento delle
capacità computazionali del PC disponibile. Tale estensione è già stata completamente
sviluppata e sarà oggetto di adeguate pubblicazioni scientifiche.
Successivamente ho voluto capire quanta approssimazione vi sia nel supporre la
rete simmetrica. Ciò ha portato a sviluppare una procedura per lo studio dei flussi di
potenza nei sistemi con struttura dissimmetrica [3], generalizzando l'approccio "alle
ammettenze" esposto in [6] e applicando le modellizzazioni "alle fasi" per i singoli
elementi e per la rete risultante.
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