Online real time microgrid model to create a testing environment

Renewable energy has increased in importance in this last period due to many factors. In this thesis, starting from a model of a microgrid, the effectiveness of a PV plant in parallel to a load has been investigated. The considered model is a WSCC 9 bus model with three generators and three loads (already widely used in the literature). As first a microgrid with three ideal generator has been implemented, then with one real generator and two ideal and as last a slack generator and two diesel generators connected to the grid with a switch. The loads has been kept constant. lastly the PV plant has been added in parallel to a load in order to investigate the efficiency of the microgrid. A real time simulation with an Hardware in the loop (HIL) SCADA has been run using the software Typhoon. In particular the effects of the PV panel to the grid focusing on different irradiance conditions has been investigated.

In questo ultimo periodo l’importanza delle energie rinnovabili è aumentata parecchio a causa di diversi fattori. In questa tesi si è investigata l’efficacia di un impianto PV posto in parallelo ad un carico di una microrete. Il modello considerato è un WSCC 9bus model, composto da tre generatori e tre carichi (modello già molto presente nella letteratura scientifica). Come primo modello è stato utilizzato la rete con tre generatori ideali, successivamente è stato implementato un "Wound Rotor Three Phase Synchronous Generator" e due generatori ideali e successivamente il modello con uno slack generetor e due diesel generator collegati alla main grid tramite degli switch. Come ultima cosa è stato implementato l’impianto PV in parallelo ad un carico per investigare l’efficacia sulla microgrid. A questo scopo è stata perfomrmata una simulazione in real time tramite "Hardware in the loop" (HIL) SCADA utilizzando il software Typhoon. In particolare sono stati simulati e investigati gli effetti dell’impianto PV nella rete in diverse condizioni di irradianza. Nella prima sezione è presente un’introduzione e la presentazione di alcuni concetti base come pu, bus elettrico e microgrid, con una breve introduzione delle strategie di controllo più utilizzate. Nella seconda sezione sono presentati: la simulazione hardware in the loop (HIL), SCADA ("Supervisory Control And Data Acquisition") e in generale l’ambiente di simulazione "Typhoon". Nella terza sezione è presentato il modello WSCC a 9 bus e vengono descritte le componenti usate in Typhoon. Partendo da tre generatori ideali, si passa poi al modello con due generatori ideali e un "wound rotor three phase synchronous generator" e infine con due generatori ideali ed un generatore ideale che ricopre il ruolo di slack bus (o slack generator). Infine un impianto PV è messo in parallelo ad uno dei carichi per indagare gli effetti del sistema. Nella sezione 4 vengono descritti i risultati della simulazione fatta in HIL SCADA. Come ultimo, nella sezione 5 vengono riportate le conclusioni.