Energia pulita e sostenibile in Val D’Aosta con GE

La mission di CVA (Compagnia Valdostana delle Acque) S.p.A, società a partecipazione indiretta della regione Val D’aosta, è produrre energia pulita e sostenibile, derivante solo da fonti rinnovabili come l’idroelettrica, la fotovoltaica e l’eolica. Nata nel 2000, CVA attualmente possiede circa 30 centrali idroelettriche, con una produzione media annua complessiva di circa 2.700 milioni di kWh da fonti rinnovabili: 137 milioni da energia eolica, 15 milioni da energia fotovoltaica e il resto da energia idroelettrica.

Dal 2012 la public utility sviluppa internamente i regolatori, sistemi tecnologicamente avanzati che rappresentano il ‘cervello’ di gestione di un impianto. Il sistema di regolazione prevede un Regolatore di Velocità (RDF12) e un Regolatore di Tensione (RDT14), entrambi complementari e imprescindibili per la gestione di un impianto idroelettrico. Il Regolatore di Velocità RDF12 è preposto alla regolazione del complesso turbina/alternatore (comunemente definito ‘treno’) di un impianto idroelettrico: regola l’afflusso di acqua in ingresso alla turbina per consentire maggiore o minore potenza in base al fabbisogno di energia richiesta dalla rete; gestisce il livello di apertura delle valvole controllando direttamente l’incremento del numero di giri della turbina e la sincronizzazione tra il fabbisogno di potenza richiesto dalla rete elettrica e la potenza generata dal treno stesso.

Per la realizzazione dei Regolatori di Velocità CVA ha deciso di basare la parte di controllo e l’ambiente di sviluppo su soluzioni GE. Il core di controllo del Regolatore RDF12 è basato su PACSystems RX3I di GE, scelto per la flessibilità, la semplicità di utilizzo e per le prestazioni elevate del processore (PACSystems CPE305). Trattandosi di un sistema modulare, esso garantisce una configurazione modificabile e customizzabile per requisiti e tipologie di turbine differenti (Pelton, Francis). L’ambiente di sviluppo è basato su Proficy Machine Edition di GE, particolarmente potente per la costruzione di algoritmi complessi.

Finalizzato il progetto del Regolatore RDF12 si è ottenuto un sistema semplice ma potente, scalabile e adatto a impianti di varie dimensioni, estremamente preciso nella rilevazione della frequenza e in grado di elaborare velocemente complessi algoritmi di feedforward, grazie alla potenza di calcolo del controllore PACSystems. Il sistema dispone di un pannello QuickPanel di GE con intuitive funzionalità touchscreen che funge da interfaccia grafica semplice e customizzabile. Grazie alle nuove funzioni introdotte dal Regolatore è stato possibile ottenere un sistema più affidabile, preciso e durevole con notevole miglioramento della performance e dell’uptime dell’impianto.

Il Regolatore di Tensione gestisce la tensione generata dai morsetti del generatore, modula la quantità di corrente in ingresso al rotore del generatore variando il grado di sfasamento del sistema di eccitazione statico, gestisce l’incremento di tensione nella macchina e sincronizza la tensione prodotta dal generatore in funzione della tensione di rete. Nello sviluppo del Regolatore RDT14 si è previsto di suddividere la parte di regolazione e controllo da quella di potenza, gestita da un driver ad hoc.

Separare il regolatore in due sistemi distinti, basando il controllo su una piattaforma potente e flessibile come PACSystems ha garantito maggiori livelli di sicurezza dell’impianto ovvero una qualità maggiore nella protezione da sovra-tensioni dirette e inverse e la possibilità di controllare l’anello principale (potenza/tensione) e l’anello secondario (corrente di eccitazione) in maniera del tutto indipendente.

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