Design and development of protection and supervision system for microgrids based on intelligent electronic devices

This thesis describes a system for protection and remote control of microgrids, based on an intelligent electronic device (IED) installed at the point of common coupling between the microgrid and the utility grid. In addition to proteciton from faults and self-disconnection of the microgrid in case of loss of grid voltage, the system implements remotely controlled reconnection with synchronization check. Remote control commands, which start reconnection sequence, are transmitted via a redundant link using an industrial communication protocol (Profinet). This allows seamless integration of microgrid control with the remote control system. It also allows remote supervision of the microgrid. A prototype of the system was tested with Hardware-in-the-Loop methodology, with successful result. A pilot system was then deployed on a real microgrid.

Questa tesi descrive un sistema di protezione e telecontrollo per una microgrid. Il sistema di basa su un dispositivo elettronico intelligente (IED) installato al punto di connessione tra la microgrid e la rete elettrica di distribuzione. Oltre alla protezione dai guasti e alla disconnessione automatica in caso di mancanza di tensione di rete, il sistema realizza la riconnessione, controllata a distanza, con controllo della sincronizzazione. I comandi per il controllo a distanza, che avviano la sequenza di riconnessione, sono trasmessi su un canale di comunicazione con ridondanza utilizzando un protocollo industriale (Profinet). Questo permette una completa integrazione tra il controllo della microgrid e il sistema remoto. Permette inoltre la supervisione del funzionamento della microgrid. Un prototipo del sistema proposto è stato testato con metodologia Hardware-in-the-Loop, con risultati soddisfacenti. E' stato poi realizzato un impianto pilota con una mocrorete reale.