Elettricità

Elettronica di potenza: il progetto EdgeFlex, finanziato dall’Unione europea, offre operazioni del tipo service to grid con  un’interfaccia per programmi applicativi 5G all’avanguardia

Con l’aumento della penetrazione delle rinnovabili aumenta anche la necessità di stabilizzare la frequenza e la tensione della corrente elettrica tramite elettronica di potenza che si sostituisca alle grandi inerzie delle masse rotanti delle centrali tradizionali. Il progetto EdgeFlex, finanziato dall’Ue, ha consentito di rispondere a questa esigenza. La sua piattaforma innovativa sul 5G e sull’edge supporta le centrali elettriche virtuali nella gestione delle risorse energetiche distribuite, stabilizzandone la frequenza e la tensione. Essa offre operazioni del tipo service to grid rapide e dinamiche e mette al contempo le centrali elettriche virtuali nella condizione di sostenere le comunità energetiche locali raggruppando e vendendo l’energia prodotta a livello domestico e di piccole imprese.
 
Gestire con il 5G e l’edge
Il monitoraggio, il controllo e la gestione delle risorse energetiche distribuite su larga scala sta diventando un ostacolo all’ampliamento della penetrazione delle fonti elettriche rinnovabili. Le reti di comunicazione mobile 5G e l’IoT facilitano una maggiore autonomia, agevolando l’utilizzo dei margini della rete e delle reti di comunicazione per risolvere i problemi a livello locale, piuttosto che centrale. “EdgeFlex ha creato un’interfaccia per programmi applicativi 5G all’avanguardia, che renderà più semplice per i fornitori di energia la connessione e la gestione dei dispositivi sul campo, consentendo di sfruttarne la flessibilità. Il suo sviluppo ha contribuito all’adozione di tre standard di sistemi mobili globali da parte di 3GPP durante lo svolgimento del progetto”, osserva Fiona Williams, coordinatrice del progetto e direttrice della ricerca presso Ericsson. La standardizzazione dell’Api 5G aperta fornirà alle organizzazioni la possibilità di scegliere liberamente il fornitore di rete, garantendo loro la sicurezza di sapere che i prodotti e i servizi saranno sostenuti per gli anni a venire. Il progetto ha inoltre affiancato la gestione delle fonti rinnovabili basata sull’edge con la sua unità di misurazione del fasore (Pmu, phasor measurement unit) ad alta velocità, unica nel genere. Le Pmu misurano sia l’ampiezza che l’angolo di fase della corrente e della tensione in determinati punti del sistema elettrico, sostenendo l’ottimizzazione delle operazioni di rete e la stabilità. Il concetto di edgePmu effettua una separazione tra sensori e software di analisi. Il software, situato ai margini della rete, può essere aggiornato da remoto, mentre i dati dei sensori possono essere interpretati da qualsiasi software più recente.
 
La frequenza complessa
Alla base dei servizi per la stabilizzazione della frequenza di rete, lo sviluppo di un nuovo concetto teorico chiamato frequenza complessa che ha portato a 39 pubblicazioni scientifiche nel corso del progetto. “Il concetto di frequenza complessa estende la frequenza istantanea al dominio complesso, consentendo una semplice derivazione dei modelli e dei controllori dei dispositivi di cui è dotato il sistema di alimentazione. Si tratta di una funzione particolarmente utile per i convertitori elettronici di potenza, ovvero gli elementi costitutivi delle Cev”, spiega Williams.
 
Trasferire alle comunità energetiche locali
La piattaforma EdgeFlex comprende componenti modulari e scalabili sostenuti da un’architettura open-source e consente un ampliamento graduale ed economico di nuovi sistemi e servizi per le reti elettriche. Le prove sul campo hanno dimostrato che la facilità d’uso e la rapidità delle risposte dinamiche hanno incoraggiato i consumatori e le imprese locali a unirsi alle comunità energetiche delle varie zone specifiche, contribuendo alla flessibilità della rete elettrica locale. “EdgeFlex ha dimostrato che la digitalizzazione della rete e il mantenimento della sua stabilità basato sui margini vanno di pari passo con l’aumento dell’utilizzo delle fer, l’ottimizzazione dello scambio e della gestione dell’energia a livello locale e regionale e la riduzione delle emissioni di CO2”, conclude Fiona Williams.