Dispersed generation in MV distribution network : a procedure for local voltage control set up

Dispersed Generation increase in distribution grid has obliged to introduce a voltage control. Literature review presents different approaches such as Local Voltage Control. Moreover, in several EU countries, connection requirements already take into account the problem prescribing minimum reactive power control performances. Actually, such a prescription is based on a predefined Local Voltage Control (LVC) logic, based on standard settings The present thesis wants to improve the actual LVC with a novel set up procedure, aimed to define optimized control settings in order to effectively manage voltage profile (e.g. avoid over and under voltages violations) preserving, at the same time, the grid efficiency. The set up procedure has been coded in a MATLAB procedure and has been validated in a real MV distribution grid in the Italian city of Aosta. In order to limit the computation effort of the procedure, the testing grid has been clustered to correlate LVC setting to grid characteristics. Then, the LVC setting is based on volt-var cloud computed by Optimal Power Flow (OPF) The simulation performed demonstrates the LVC effectiveness in managing the voltage profiles, similar energy losses resulted between the OPF results and standard voltage profile results. The obtained results present a clear path to improve LVC in distribution grids, in particular, the proposed procedure allows a solid improvement in the distribution grid operation without requiring any incremental equipment/update with respect to the grid code requirements already in place.

L'aumento della generazione diffussa nella rete di distribuzione ha motivato lo sviluppo di opportune logiche di controllo di tensione. In letteratura si ritrovano diversi approcci operativi al problema del controllo locale di tensione, similmente le regole di connessione attualmente in essere nei principali sistemi europei prescrivono già ad oggi delle prestazioni/logiche minime di regolazione della potenza reattiva. Tali prescrizioni si basano, principalmente, su una regolazione locale della tensione basata su logiche di regolazione (cfr. parametri) standard. La presente tesi mira a proporre una nuova procedura atta ad un set-up ottimo delle logiche di regolazione locali della tensione, con la finalità di avere un efficace controllo dei profili di tensione e, allo stesso tempo, ottimizzare l’efficienza elettrica della rete. La procedura proposta è stata implementata in un codice MATLAB ed è stata testata e validata su uno study case reale, ovvero la rete elettrica di distribuzione della città italiana di Aosta. La procedura è basata su una iterazione di opportuni calcoli di OPF (Optimal Power Flow) da cui si ottiene una nuvola di set point ottimizzati, differenziata rispetto alle diverse condizioni di lavoro della rete. Tramite opportune interpolazioni di tale nuvola sono quindi poi ricavati i parametri di regolazione ottimale del controllo locale di tensione. Rispetto alle simulazioni sviluppate, la procedura si è dimostrata efficace nella gestione dei profili di potenza e, al contempo, ha confermato la possibilità di ottenere una riduzione delle perdite di potenza sulla rete MT, riduzione rispetto ad un esercizio dei generatori impostato secondo gli attuali parametri standard previsti dalle regole di connessione in essere.