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This thesis investigates the benefits arising from the integration of an On-Load Tap Changer (OLTC) within voltage control and reactive power support provided by an H–class combined cycle power plant, whose electrical section was modeled in the DIgSILENT PowerFactory environment. The excitation system corresponding to the actual plant implementation was adopted, together with their associated limiters, including terminal voltage, underexcitation and overexcitation limiters, as well as the control logics of the Sistema Automatico di Regolazione della Tensione (SART) described in Annex A.16 of the Italian Grid Code, with particular reference to the Regolatore di Potenza Reattiva di Gruppo (RPRG). The model was validated through tests compliant with Annex A.18 (DINV, DINQ and DINRTS tests), in order to ensure its representation with respect to the expected behaviour of the real plant. A dedicated logic for OLTC control was implemented, aimed at modulating the generator terminal voltage to increase reactive power availability whenever voltage limits or operating conditions close to generator capability boundaries are reached, thereby exploiting the capability dependence on terminal voltage. Simulations were performed across multiple operating scenarios, selected to represent conditions of high reactive power absorption demand, strong injection requirements and standard daily profiles. The results show that the integration of the OLTC enables a significant increase in reactive power capability, particularly near underexcitation limits and in the presence of voltage constraints encountered in overexcited operation. Conversely, its impact is marginal under operating conditions characterised by limited reactive demand. The mechanical operation activity of the tap changer was found to be limited despite its substantial contribution to reactive power control, with wear levels remaining well below the maintenance thresholds specified by the manufacturer.

Il presente lavoro di tesi analizza i benefici derivanti dall’integrazione dell’On-Load Tap Changer (OLTC) nell’ambito della regolazione di tensione e del supporto di potenza reattiva fornito da una centrale a ciclo combinato. Lo studio è condotto su un nuovo impianto di classe H, la cui sezione elettrica è modellata in ambiente DIgSILENT PowerFactory. Sono stati adottati i sistemi di eccitazione reali con i rispettivi limitatori, tra cui limitatori di tensione, di sotto- e sovraeccitazione, insieme alle logiche del Sistema Automatico di Regolazione della Tensione (SART) descritte nell’Allegato A.16 del Codice di Rete italiano, con particolare riferimento al Regolatore di Potenza Reattiva di Gruppo (RPRG). Il modello è stato quindi validato mediante test conformi all’Allegato A.18 (prove DINV, DINQ e DINRTS), al fine di garantirne la rappresentatività rispetto al comportamento atteso dell’impianto reale. È stata inoltre implementata una logica decisionale per il comando dell’OLTC, finalizzata alla modulazione della tensione di macchina per incrementare la disponibilità di potenza reattiva qualora venissero raggiunti i limiti di tensione del generatore o condizioni opera tive prossime ai limiti di capability, sfruttandone la dipendenza dalla tensione. Le simulazioni sono state eseguite su diversi scenari operativi, selezionati per rappresentare condizioni di elevata richiesta di assorbimento, forte immissione e profili standard di potenza reattiva. I risultati evidenziano come l’OLTC consenta un incremento significativo della disponibilità di potenza reattiva, in particolare in prossimità dei limiti di sottoeccitazione e in presenza di vincoli imposti dai limiti di tensione in sovraeccitazione. L’intervento del dispositivo risulta invece marginale in condizioni caratterizzate da ridotta richiesta di reattivo. L’operatività meccanica del tap changer è risultata contenuta, pur a fronte del rilevante contributo fornito alla regolazione reattiva, mostrando livelli di usura ampiamente inferiori alle soglie manutentive dichiarate dal costruttore.