Evolved features in MVDC railways and HVDC networks by energy storage systems

Per decenni, la corrente alternata (CA) e stata lo standard per la maggior parte dei sistemi elettrici in tutto il mondo; La corrente continua (CC) era limitata in pochi campi di interesse, di solito in sistemi o reti progettate per scopi specifici (ad esempio trazione ferroviaria o linee di trasmissione su lunge distanze). Tale paradigma sta cambiando dall'inizio del Ventunesimo Secolo, quando i progressi tecnologici nell'elettronica di potenza hanno reso la CC in grado di competere contro la CA in molti campi: attualmente, un gran numero di dispositivi in CC viene usato a tutti i livelli della nostra societa, nel privato, negli affari, nell'industria e nei servizi. Questa enorme rivoluzione ha toccato solo marginalmente le gia citate reti CC preesistenti; molti notevoli miglioramenti sono stati ottenuti in tali aree, ma la struttura o la funzione generale di questi sistemi sono sempre le stesse: nel campo ferroviario, ad esempio, la maggior parte della distribuzione CC e ancora basata sui vecchi raddrizzatori a diodi; la maggior parte delle linee di trasmissione ad alta tensione in corrente continua (HVDC) si basano ancora sulla classica tecnologia LCC (Line Commutated Converters). Negli ultimi anni, sia nelle reti CA che CC, sta emergendo una nuova serie di critita: picchi di carico piu elevati stanno creando problemi di stabilita di tensione e qualita dell'energia; l'inerzia della rete si sta riducendo a causa dell'enorme penetrazione di fonti di energia rinnovabili non programmabili. Questo lavoro analizza le reti ferroviarie e i collegamenti HVDC, due dei piu importanti sistemi di alimentazione CC di oggi; in entrambi sono state introdotte caratteristiche evolute da sistemi di accumulo di energia (ESS) e convertitori di potenza (PEC): recupero di energia e stabilizzazione della tensione sulla trazione; inerzia sintetica negli HVDC. Grazie alle elevate prestazioni dinamiche e all'alto livello di controllabilita, i convertitori di potenza e gli ESS possono mitigare i problemi sopra citati. I costi di investimento stanno diminuendo ma sono ancora rilevanti, quindi e necessaria una valutazione tecnico-economica; poiche tale analisi e estremamente complessa, sono state introdotte alcune semplificazioni, utilizzando ipotesi cautelative. L'approccio e top-down (dal generale al particolare), considerando l'attrezzatura come parte di un impianto, concentrandosi principalmente sulle funzionalita; diverse configurazioni sono testate e convalidate da simulazioni. Successivamente, vengono analizzate le soluzioni di progettazione, gli algoritmi di controllo vengono spiegati e confrontati, presentando vantaggi e svantaggi.