Static VAR compensators as virtual on load tap changer for MV/LV transformers

The renewable energy's electricity production share is growing in most of European countries. This comes from the need of respecting the European targets and so from the high incentives of the national governments in favour of clean energy sources. For this reason, in the recent years there has been a huge amount of small sized plants connected in medium or low voltage networks, typically photovoltaic plants. The rise of distributed generation units on distribution networks have made more difficult the managing of the grids for the DSOs. The main issues are due to the over voltages caused by the production peak of the photovoltaic plants. Traditional grids are not designed for sustaining such conditions and so the distribution system operators need to find the proper countermeasures. One of the possible solutions is the deploying of on load tap changers, a proven technology, in the secondary substations. However these devices are expensive and so they are not typically employed. The aim of this work is to assess if a Static VAR Compensator could act as virtual on load tap changer. The study is not only performed evaluating the technical performances, but the economical side is considered as well. It has to be found if the employing of an SVC may be technically efficient in serving the DSOs purposes and whether it is actually cheaper than an on load tap changer.

La produzione di energia elettrica tramite fonti rinnovabili è in crescita nella maggior parte dei paesi europei. Ciò è dipeso dagli obiettivi fissati all'interno dell'Unione Europea e di conseguenza dagli incentivi introdotti dai singoli governi a favore delle fonti rinnovabili. Per questo motivo, negli ultimi anni, un numero elevato di impianti di medio-piccola taglia sono stati connessi alle reti di distribuzione di media e bassa tensione, generalmente impianti fotovoltaici. L'aumento della quota di generazione distribuita ha reso più difficile la gestione ed il controllo delle reti da parte dei DSO. La difficoltà maggiore consiste nel fronteggiare le sovratensioni causate dal picco di produzione degli impianti fotovoltaici. Infatti, le reti tradizionali non sono state costruite per gestire tale situazione, dunque è necessario studiare ed implementare le giuste contromisure. Una delle possibili soluzioni consiste nell'installare transformatori con commutatori sotto carico, che sono una tecnologia matura e già largamente in uso nelle cabine primarie, nelle sottostazioni secondarie. Tuttavia siccome si tratta di dispositivi alquanto costosi non sono attualmente utilizzati su larga scala. L'obiettivo di questo lavoro di tesi consiste nello studiare e verificare se un compensatore statico di potenza reattiva, connesso nelle cabine secondarie, possa svolgere la funzione di commutatore sotto carico virtuale. Lo studio riguarda in primis le performance tecniche, ma anche il lato economico. Va quindi studiato se l'utilizzo di compensatori statici sia una soluzione efficiente dal punto di vista tecnico, ma anche economicamente.