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Rilevamento dell’islanding e meccanismi di commutazione rapida nei sistemi di accumulo di energia ibridi (On-Grid / Off-Grid)
- Novembre 4, 2025
Nei moderni sistemi di accumulo di energia, specialmente negli ESS ibridi che operano sia in modalità on-grid che off-grid, il rilevamento dell’islanding e i meccanismi di commutazione rapida svolgono un ruolo fondamentale. Quando si verifica un guasto o un’interruzione della rete, il sistema deve rilevare immediatamente la disconnessione (islanding) e passare senza interruzioni alla modalità off-grid per garantire la continuità dell’alimentazione elettrica.
Questa capacità di transizione rapida determina non solo la stabilità e l’affidabilità del sistema di accumulo, ma anche la sua idoneità per applicazioni critiche come fabbriche, data center e supermercati, dove anche un secondo di interruzione può causare perdite significative.
Che cos’è l’islanding nei sistemi connessi alla rete?
In un sistema di accumulo di energia o fotovoltaico connesso alla rete, si parla di islanding quando la rete elettrica pubblica si interrompe, ma la generazione locale (come PV ed ESS) continua ad alimentare i carichi locali in modo indipendente.
Sebbene ciò possa sembrare vantaggioso, l’islanding non intenzionale è pericoloso. Se la rete viene riattivata mentre il sistema locale è ancora operativo, possono verificarsi gravi fluttuazioni di tensione, danni alle apparecchiature e rischi per la sicurezza dei tecnici.
Per questo motivo, il rilevamento dell’islanding è obbligatorio in tutti i sistemi connessi alla rete, per garantire che il sistema si disconnetta immediatamente in caso di guasto.
Tecniche di rilevamento dell’islanding
I moderni Power Conversion Systems (PCS) utilizzano diverse tecniche di rilevamento, suddivise in metodi passivi, attivi e ibridi.
(1) Metodi passivi
Monitorano i parametri della rete come tensione, frequenza e angolo di fase.
Metodi comuni:
Rilevamento di sotto/sovratensione (UV/OV)
Rilevamento di sotto/sovrafrequenza (UF/OF)
Tasso di variazione della frequenza (ROCOF)
Rilevamento del salto di fase (PJD)
✅ Vantaggi: semplici, economici, non disturbano la rete.
⚠️ Limite: sensibilità ridotta per piccoli eventi di islanding (zona di non rilevamento).
(2) Metodi attivi
Introducono un piccolo segnale di disturbo nella rete e analizzano la risposta del sistema.
Tecniche comuni:
Active Frequency Drift (AFD)
Sandia Frequency Shift (SFS)
Metodo di misurazione dell’impedenza
✅ Vantaggi: alta sensibilità, efficaci anche in reti deboli.
⚠️ Limite: maggiore complessità e possibile impatto sulla qualità dell’energia.
(3) Metodi ibridi
Combinano monitoraggio passivo e iniezione attiva per ottenere precisione e stabilità ottimali.
Il PCS di FFDPOWER integra un algoritmo ibrido di rilevamento potenziato dall’intelligenza artificiale, che regola in tempo reale la sensibilità in base alle condizioni di rete — garantendo sicurezza e continuità operativa.
Commutazione rapida tra modalità on-grid e off-grid
Una volta rilevato lo stato di islanding, l’ESS deve eseguire una commutazione rapida di modalità:
Da On-Grid → Off-Grid (modalità isola)
Da Off-Grid → On-Grid (modalità di risincronizzazione)
Questa transizione deve essere senza interruzioni, idealmente entro pochi millisecondi, per mantenere la continuità dell’alimentazione alle apparecchiature sensibili.
(1) Da On-Grid a Off-Grid
Quando la rete fallisce:
Il PCS rileva immediatamente la perdita di tensione o frequenza.
Il sistema si isola elettricamente dalla rete.
L’ESS entra in modalità grid-forming, fornendo riferimento di tensione e frequenza ai carichi locali.
L’EMS ribilancia il flusso di potenza per mantenere stabilità e carico equilibrato.
Il PCS di FFDPOWER raggiunge tempi di commutazione inferiori a 10 ms, garantendo nessuno sfarfallio visibile o riavvio di apparecchiature anche in caso di disconnessione improvvisa.
(2) Da Off-Grid a On-Grid
Quando la rete viene ripristinata:
Il sistema monitora continuamente tensione, frequenza e fase della rete.
Esegue un controllo di sincronizzazione per allineare i parametri del proprio output con quelli della rete.
Una volta raggiunto l’allineamento, si riconnette in modo graduale.
Questa sincronizzazione morbida evita correnti di spunto e shock di tensione, prolungando la vita utile delle apparecchiature e garantendo la sicurezza.
Tecnologie chiave per una commutazione senza interruzioni
I sistemi di accumulo ibridi di FFDPOWER integrano le seguenti tecnologie di controllo avanzate:
🧠 Controllo adattivo basato su AI: prevede il comportamento della rete e ottimizza dinamicamente le soglie di rilevamento.
⚙️ Controllo VSG (Virtual Synchronous Generator): fornisce tensione e frequenza stabili durante l’islanding.
🔄 Dynamic Phase-Locked Loop (dPLL): consente una sincronizzazione ultrarapida con minime deviazioni transitorie.
🔋 Architettura PCS bidirezionale: assicura risposta istantanea di potenza durante le transizioni.
☁️ FFD Cloud EMS: monitora i dati di stabilità della rete, consentendo diagnosi remote e commutazioni predittive.
Applicazioni reali
Nelle microreti ibride — come parchi industriali, data center remoti e complessi commerciali off-grid — il rilevamento rapido dell’islanding e la commutazione istantanea garantiscono:
Continuità dell’alimentazione durante i blackout
Transizione fluida tra energia rinnovabile e rete
Maggiore durata delle apparecchiature
Migliore affidabilità del sistema
Ad esempio, le soluzioni di accumulo ibride FFD POWER installate in un supermercato del Mediterraneo consentono un funzionamento istantaneo in modalità off-grid durante le fluttuazioni della rete, mantenendo la stabilità della refrigerazione e l’operatività del negozio.
Conclusione
Nell’era dei sistemi energetici intelligenti e resilienti, il rilevamento dell’islanding e la commutazione rapida non sono più opzionali: sono funzionalità essenziali che definiscono le prestazioni di ogni ESS ibrido.
Le piattaforme PCS ed EMS avanzate di FFD POWER offrono:
Commutazione senza interruzioni in meno di 10 ms
Algoritmi di rilevamento potenziati da AI
Controllo grid-forming ad alta affidabilità
Riconnessione sicura senza instabilità
Queste tecnologie consentono alle aziende di ottenere operazioni ininterrotte, massima autonomia energetica e miglior ritorno sugli investimenti, anche in condizioni di rete imprevedibili.