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Strategie di Controllo per Sistemi di Accumulo Energetico Collegati alla Rete: Controllo PQ, VF e VSG
- Novembre 7, 2025
Con l’aumento della penetrazione delle energie rinnovabili, i sistemi di accumulo energetico (ESS) sono sempre più utilizzati per stabilizzare la rete, migliorare la qualità dell’energia elettrica e supportare un funzionamento flessibile.
Un aspetto cruciale di un ESS è la strategia di controllo collegata alla rete, che determina come il sistema interagisce con la rete in diverse condizioni operative.
Tre strategie di controllo ampiamente adottate per ESS collegati alla rete sono: controllo PQ, controllo VF e controllo Virtual Synchronous Generator (VSG). Ogni strategia ha caratteristiche, vantaggi e scenari di applicazione specifici.
Controllo PQ (Potenza Attiva e Reattiva)
Il controllo PQ è una delle strategie più comuni per ESS collegati alla rete. Si concentra sul controllo indipendente della potenza attiva (P) e della potenza reattiva (Q) dell’ESS.
Caratteristiche principali:
Regola la potenza attiva per supportare la gestione dei carichi e dell’energia.
Controlla la potenza reattiva per migliorare la stabilità della tensione e il fattore di potenza.
Supporta servizi di rete come peak shaving, livellamento dei carichi e compensazione della potenza reattiva.
Vantaggi:
Semplice ed efficace per l’arbitraggio energetico e il supporto alla rete.
Risposta rapida ai cambiamenti dei riferimenti di potenza.
Compatibile con le normative standard di rete.
Applicazioni tipiche:
Sistemi ESS commerciali e industriali.
Sistemi fotovoltaici con accumulo collegati alla rete per peak shaving.
ESS su scala utility che forniscono supporto di potenza reattiva.
Controllo VF (Tensione-Frequenza)
Il controllo VF è utilizzato principalmente in scenari isolati o microreti dove non esiste un riferimento di rete principale. L’ESS opera come unità grid-forming, regolando la tensione locale (V) e la frequenza (F) per alimentare i carichi collegati.
Caratteristiche principali:
Mantiene stabile tensione e frequenza in microreti o in modalità isolata.
Regola automaticamente la potenza in uscita in base ai cambiamenti del carico.
Fornisce inerzia di sistema e aumenta la stabilità della microrete.
Vantaggi:
Ideale per operazioni off-grid o in microreti isolate.
Garantisce transizioni senza interruzioni tra modalità connessa alla rete e modalità isolata.
Migliora la qualità dell’energia elettrica e riduce fluttuazioni di tensione e frequenza.
Applicazioni tipiche:
Microreti remote ad alta penetrazione di rinnovabili.
Strutture critiche che richiedono funzionamento affidabile off-grid.
Sistemi ibridi integrati con PV, eolico e accumulo energetico.
Controllo VSG (Virtual Synchronous Generator)
Il controllo Virtual Synchronous Generator (VSG) imita il comportamento di un generatore sincrono aggiungendo all’ESS inerzia e smorzamento virtuali.
Fornisce una funzione di supporto alla rete simile a quella dei generatori convenzionali, ma con risposta più rapida e controllo flessibile.
Caratteristiche principali:
Replica la dinamica dei generatori sincroni per stabilizzare la rete.
Fornisce inerzia virtuale per attenuare le fluttuazioni di frequenza.
Supporta modalità operative sia grid-following che grid-forming.
Vantaggi:
Migliora la stabilità della rete in presenza di alta penetrazione di rinnovabili.
Migliora la regolazione a breve termine di frequenza e tensione.
Permette all’ESS di partecipare ai servizi ausiliari, come la riserva primaria.
Applicazioni tipiche:
ESS su scala utility a supporto di reti deboli.
Reti con forte presenza di energia rinnovabile che richiedono inerzia.
Microreti con carichi dinamici e variabili.
Confronto tra Controllo PQ, VF e VSG
Le tre principali strategie di controllo – PQ, VF e VSG – hanno ruoli, modalità operative e applicazioni differenti nei sistemi di accumulo energetico.
Controllo PQ:
Opera in modalità grid-following, cioè l’ESS regola la propria potenza in base alla tensione e frequenza di rete esistenti.
Il ruolo principale è la gestione di potenza attiva e reattiva.
Ampiamente utilizzato in ESS commerciali e industriali e in sistemi PV con accumulo collegati alla rete.
Controllo VF:
Funziona come strategia grid-forming, regolando tensione e frequenza in maniera autonoma.
Ideale per microreti isolate o operazioni off-grid senza riferimento di rete.
Garantisce stabilità della tensione e frequenza, adatto a microreti con alta penetrazione di rinnovabili o impianti off-grid critici.
Controllo VSG:
Opera in modalità grid-forming o grid-supporting, emulando la dinamica di un generatore sincrono.
Fornisce inerzia e smorzamento virtuali, migliorando stabilità della rete e risposta dinamica.
Adatto a reti deboli, reti ad alta presenza di rinnovabili e microreti dinamiche.
Sintesi:
PQ: semplice ed efficiente, ideale per gestione energetica e potenza reattiva in reti stabili.
VF: garantisce affidabilità in microreti o modalità isolata.
VSG: offre inerzia virtuale, supporta reti con alta penetrazione di rinnovabili e migliora le prestazioni dinamiche.
La scelta della strategia dipende da condizioni di rete, scenario di applicazione e servizi richiesti, permettendo agli ingegneri ESS di bilanciare efficienza, stabilità e flessibilità.
Pratica Ingegneristica e Tendenze Future
In FFD POWER, le nostre soluzioni ESS integrano algoritmi adattivi di controllo PQ, VF e VSG per massimizzare stabilità e efficienza operativa.
Le strategie avanzate permettono transizioni fluide tra modalità connessa alla rete e modalità isolata, offrendo:
Uscita di potenza di alta qualità
Risposta dinamica rapida alle perturbazioni di rete
Partecipazione ai servizi ausiliari
Integrazione ottimizzata delle rinnovabili
Tendenze future:
Strategie ibride che combinano PQ, VF e VSG per operazioni flessibili.
Controllo intelligente basato su AI per prevedere variazioni di carico e produzione.
Capacità grid-forming avanzate per reti deboli e microreti dominate dalle rinnovabili.
Conclusione
Le strategie di controllo dei sistemi di accumulo energetico collegati alla rete sono fondamentali per il funzionamento moderno dell’ESS.
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PQ: gestione della potenza attiva e reattiva per ottimizzazione energetica e supporto alla rete.
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VF: garantisce stabilità di tensione e frequenza in microreti o modalità isolata.
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VSG: offre inerzia virtuale per migliorare la stabilità in reti ad alta penetrazione rinnovabile.
Scegliere la strategia giusta è cruciale per un funzionamento ESS efficiente, affidabile e flessibile, in linea con la missione di FFD POWER di fornire soluzioni energetiche ad alte prestazioni.