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Capacità di funzionamento a quattro quadranti: perché l’accumulo di energia può regolare simultaneamente potenza attiva e reattiva?

Four‑quadrant operation explaining active and reactive power regulation in energy storage.

Nel moderno sistema elettrico, l’accumulo di energia non è solo una “batteria gigante”. Grazie al suo convertitore di potenza (PCS), può fornire funzioni sofisticate, tra cui il funzionamento a quattro quadranti. Questa capacità consente al sistema di accumulo di regolare sia la potenza attiva (P) sia la potenza reattiva (Q) in modo indipendente e bidirezionale.
È una delle tecnologie fondamentali per la stabilità della rete.

Che cosa significa funzionamento a quattro quadranti?

Nel sistema di coordinate PQ:

  • Asse orizzontale = Potenza attiva (P)

    • P > 0 → erogazione di energia

    • P < 0 → assorbimento/ricarica

  • Asse verticale = Potenza reattiva (Q)

    • Q > 0 → supporto induttivo

    • Q < 0 → supporto capacitivo

Quando un sistema può operare in tutti e quattro i quadranti, significa:

Può caricare o scaricare (P+ / P–)

Può fornire o assorbire potenza reattiva (Q+ / Q–)

Può farlo contemporaneamente, in modo continuo e controllato

Questa capacità rende l’accumulo uno degli strumenti più flessibili per il supporto alla rete.

Come fa l’accumulo a realizzare il funzionamento a quattro quadranti?

Il “cuore” è il PCS (Power Conversion System).

Grazie al controllo vettoriale e agli algoritmi avanzati, il PCS può:

  • Separare il controllo di corrente attiva e reattiva

  • Regolare P e Q in tempo reale

  • Rispondere rapidamente agli ordini del sistema di gestione dell’energia (EMS)

In parole semplici:

P = gestisce il flusso energetico della batteria

Q = gestisce la qualità e la stabilità della tensione

Il tutto avviene simultaneamente senza interferenze.

Perché la regolazione simultanea di P e Q è così importante?

Migliora la stabilità di rete

Quando la rete è instabile, la potenza reattiva viene regolata istantaneamente per mantenere la tensione.

Supporta la qualità dell’energia

Compensa fluttuazioni di tensione, squilibri di fase e variazioni rapide.

Aumenta il valore economico dell’accumulo

Oltre ad arbitrare energia, un sistema può fornire servizi di rete come:

  • Regolazione di tensione

  • Compensazione del fattore di potenza

  • Supporto per l’avviamento e il ripristino della rete (black start)

Essenziale per integrare fonti rinnovabili

PV e eolico generano potenza fluttuante: P e Q vengono regolati in tempo reale per stabilizzare la rete.

Come viene applicato nella pratica?

Esempi tipici:

  • Industrie che devono migliorare il fattore di potenza e ridurre i costi energetici

  • Microreti che richiedono stabilità dinamica

  • Integrazione di impianti fotovoltaici o eolici

  • Parità di rete con requisiti di risposta rapida

In ognuno di questi casi, il funzionamento a quattro quadranti rende l’accumulo uno strumento fondamentale.

Conclusione

Il funzionamento a quattro quadranti non è una funzione opzionale, ma una capacità chiave che distingue gli accumulatori moderni da quelli tradizionali. Grazie alla regolazione simultanea di potenza attiva e reattiva, l’accumulo diventa:

  • più flessibile

  • più intelligente

  • più prezioso per la rete

È proprio questa versatilità che rende i sistemi di accumulo un pilastro della rete elettrica del futuro.

Siete pronti?

Siamo pronti a collaborare e a promuovere l'innovazione nell'accumulo di energia.