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ITMI20130899A1 - DEVICE AND METHOD FOR DETECTING AN OPERATING CONDITION IN THE ISLAND OF AN ELECTRIC SUBSYSTEM - Google Patents

DEVICE AND METHOD FOR DETECTING AN OPERATING CONDITION IN THE ISLAND OF AN ELECTRIC SUBSYSTEM

Info

Publication number
ITMI20130899A1
ITMI20130899A1 IT000899A ITMI20130899A ITMI20130899A1 IT MI20130899 A1 ITMI20130899 A1 IT MI20130899A1 IT 000899 A IT000899 A IT 000899A IT MI20130899 A ITMI20130899 A IT MI20130899A IT MI20130899 A1 ITMI20130899 A1 IT MI20130899A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
parameter
electrical
reference value
operating
function
Prior art date
Application number
IT000899A
Other languages
Italian (it)
Inventor
Fazio Anna Rita Di
Giuseppe Fusco
Mario Russo
Original Assignee
Fazio Anna Rita Di
Giuseppe Fusco
Mario Russo
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fazio Anna Rita Di, Giuseppe Fusco, Mario Russo filed Critical Fazio Anna Rita Di
Priority to IT000899A priority Critical patent/ITMI20130899A1/en
Publication of ITMI20130899A1 publication Critical patent/ITMI20130899A1/en

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
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    • H02H3/38Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to both voltage and current; responsive to phase angle between voltage and current
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E40/70Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

“DISPOSITIVO E METODO PER IL RILEVAMENTO DI UNA CONDIZIONE DI FUNZIONAMENTO IN ISOLA DI UN SOTTOSISTEMA ELETTRICO†`` DEVICE AND METHOD FOR DETECTION OF AN ISLAND OPERATING CONDITION OF AN ELECTRICAL SUBSYSTEM⠀

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo ed un metodo per il rilevamento di una condizione di funzionamento in isola di un sottosistema elettrico. The present invention relates to a device and a method for detecting an island operating condition of an electrical subsystem.

Com’à ̈ noto, si stanno sempre più diffondendo configurazioni dei sistemi di distribuzione dell'energia elettrica in cui, all’energia abitualmente fornita dalle cabine di alimentazione primarie o secondarie, viene sommata quella prodotta dalla cosiddetta “generazione distribuita†, cioà ̈ da una o più unità di produzione dell'energia elettrica, tipicamente a partire da fonti rinnovabili, e da altri componenti attivi, quali i sistemi di accumulo dell'energia elettrica. Le unità di produzione sono generalmente controllate per massimizzare la potenza attiva estraibile dalle fonti rinnovabili e mantenere costante la potenza reattiva o il fattore di potenza della potenza apparente immessa nella rete. Anche i componenti attivi sono generalmente controllati per garantire un assegnato andamento della potenza attiva e mantenere costante la potenza reattiva o il fattore di potenza della potenza apparente immessa nella rete. Nella seguente descrizione, senza perdita di generalità, ci si riferisce quindi alle sole unità di produzione e tutte le considerazioni svolte nel seguito sono valide anche per gli altri componenti attivi. As is well known, configurations of electricity distribution systems are becoming more and more widespread in which, to the energy usually supplied by the primary or secondary power stations, the energy produced by the so-called â € œdistributed generationâ € is added, that is, from one or more electrical energy production units, typically starting from renewable sources, and from other active components, such as electrical energy storage systems. The production units are generally controlled to maximize the extractable active power from renewable sources and keep the reactive power or the power factor of the apparent power fed into the grid constant. The active components are also generally controlled to ensure an assigned trend of the active power and to keep the reactive power or the power factor of the apparent power fed into the grid constant. In the following description, without loss of generality, we therefore refer only to the production units and all the considerations made below are also valid for the other active components.

Un problema che si riscontra in queste configurazioni dei sistemi di distribuzione dell'energia elettrica à ̈ il cosiddetto fenomeno di “funzionamento in isola†o “islanding†. A problem that is encountered in these configurations of electrical energy distribution systems is the so-called â € œislandingâ € or â € œislandingâ € phenomenon.

Questo fenomeno si verifica quando, per diversi motivi, si interrompe l'alimentazione di energia elettrica fornita dalla/e cabina/e verso una certa sottoparte di sistema elettrico (ad esempio, a causa di manovre, interventi di protezioni o disservizi), mentre le unità di produzione della generazione distribuita continuano ad alimentare tale sottoparte. This phenomenon occurs when, for various reasons, the power supply of electricity supplied by the substation (s) to a certain sub-part of the electrical system is interrupted (for example, due to maneuvers, protection interventions or inefficiencies), while distributed generation production units continue to power this subpart.

La quantità di energia fornita dalla generazione distribuita a tale porzione di sistema elettrico può raggiungere valori confrontabili con l’energia richiesta dai carichi. In questa circostanza si verifica il funzionamento in isola o islanding, che si concretizza in un sostanziale equilibrio tra generazione e carico in assenza di connessione all'alimentazione principale. The quantity of energy supplied by the generation distributed to this portion of the electrical system can reach values comparable to the energy required by the loads. In this circumstance, islanding or islanding occurs, which takes the form of a substantial balance between generation and load in the absence of connection to the main power supply.

La condizione di funzionamento in isola à ̈ una situazione indesiderata per diversi motivi: The island operating condition is an undesirable situation for several reasons:

1) può portare al collasso della rete; 1) it can lead to the collapse of the network;

2) può provocare un rischio di fulminazione degli operatori che intervengono su linee che credono inattive; 2) it can cause a lightning strike for operators intervening on lines that they believe are inactive;

3) può determinare danni alle apparecchiature degli utenti collegati a quella porzione di rete interessata dal fenomeno di islanding, a causa del funzionamento incontrollato del sottosistema elettrico, potenzialmente al di fuori delle condizioni limite di tensione e frequenza; 3) it can cause damage to the equipment of users connected to that portion of the grid affected by the islanding phenomenon, due to the uncontrolled operation of the electrical subsystem, potentially outside the voltage and frequency limit conditions;

4) può causare danni alle apparecchiature degli utenti durante il transitorio di ripristino della connessione del sottosistema elettrico funzionante in isola con l'alimentazione principale, non essendo garantita la sincronizzazione. 4) can cause damage to users' equipment during the transient restoration of the connection of the electrical subsystem operating in isolation with the main power supply, as synchronization is not guaranteed.

Allo scopo di raggiungere un adeguato livello di sicurezza ed affidabilità del sistema elettrico à ̈ necessario installare dispositivi che siano in grado di rilevare la condizione di funzionamento in isola, al fine di intraprendere tutte le azioni necessarie, in accordo con le regole tecniche di interconnessione, atte a prevenire le conseguenze legate a tale fenomeno. In order to achieve an adequate level of safety and reliability of the electrical system, it is necessary to install devices that are able to detect the island operating condition, in order to undertake all the necessary actions, in accordance with the technical rules of interconnection, able to prevent the consequences related to this phenomenon.

Lo stato dell’arte mette a disposizione diverse tecniche per rilevare il funzionamento in isola. Tali tecniche si basano su diversi metodi classificabili in tre tipologie: metodi passivi, metodi attivi e metodi basati su sistemi di comunicazione. The state of the art provides various techniques for detecting island operation. These techniques are based on different methods that can be classified into three types: passive methods, active methods and methods based on communication systems.

I metodi del primo tipo (passivo) sfruttano la misura locale di alcune grandezze elettriche. Essi si basano sul seguente principio: in presenza di funzionamento in isola si manifesta uno squilibrio fra la potenza prodotta dalle unità della generazione distribuita e quella assorbita dai carichi, con conseguente variazione di alcune grandezze elettriche, tipicamente frequenza e tensione. The methods of the first type (passive) exploit the local measurement of some electrical quantities. They are based on the following principle: in the presence of island operation there is an imbalance between the power produced by the units of the distributed generation and that absorbed by the loads, with consequent variation of some electrical quantities, typically frequency and voltage.

Tra i dispositivi che utilizzano il metodo passivo rientrano i classici relà ̈ di minima/massima tensione e minima/massima frequenza. Se il carico à ̈ prevalente rispetto alla generazione distribuita, quest’ultima non à ̈ in grado di sostenere il funzionamento in isola. In queste condizioni, tensione e frequenza diminuiscono e l’islanding viene rilevato. Se invece la generazione distribuita à ̈ prevalente rispetto al carico, allora saranno presenti sovratensioni e aumenti di frequenza che sono rilevate dai relà ̈. E' evidente che tali relà ̈ non sono in grado di rilevare l'islanding quando la potenza prodotta dalle unità della generazione distribuita à ̈ prossima a quella assorbita dai carichi. The devices that use the passive method include the classic minimum / maximum voltage and minimum / maximum frequency relays. If the load is more prevalent than the distributed generation, the latter is not able to support the island operation. Under these conditions, voltage and frequency decrease and islanding is detected. If, on the other hand, the distributed generation is prevalent with respect to the load, then there will be overvoltages and frequency increases which are detected by the relays. It is evident that these relays are not able to detect islanding when the power produced by the units of the distributed generation is close to that absorbed by the loads.

Altri dispositivi che utilizzano il metodo passivo sono stati proposti nei seguenti documenti. Other devices using the passive method have been proposed in the following documents.

Il documento EP 2538517 descrive un metodo che si basa sulla variazione della fase della tensione ai morsetti di un generatore sincrono che compare con il passaggio dal funzionamento in connessione all'alimentazione principale al funzionamento in isola; per valutare la variazione della fase à ̈ necessario generare all’interno del dispositivo di rilevamento un segnale di riferimento di fase che sia sincrono con la rete. The document EP 2538517 describes a method which is based on the variation of the voltage phase at the terminals of a synchronous generator which appears with the passage from the operation in connection to the main power supply to the island operation; to evaluate the phase variation it is necessary to generate a phase reference signal that is synchronous with the network inside the detection device.

Il documento WO 2008/153419 descrive un metodo che utilizza la distorsione armonica. Nel caso di unità di produzione della generazione distribuita equipaggiate con inverter, le correnti iniettate da tali unità sono deformate. Il metodo rileva le armoniche di tensione causate dalle suddette armoniche di corrente e, in particolare, rileva il loro aumento in caso di funzionamento in isola. WO 2008/153419 describes a method that uses harmonic distortion. In the case of distributed generation production units equipped with inverters, the currents injected by these units are deformed. The method detects the voltage harmonics caused by the aforementioned current harmonics and, in particular, detects their increase in case of island operation.

Il documento EP 1743409 propone invece un metodo passivo basato sulla variazione di fase o "phase-shift" della forma d’onda di tensione che compare nel passaggio a funzionamento in isola. La variazione di fase à ̈ calcolata confrontando le variazioni delle distanze temporali tra due passaggi consecutivi della tensione per lo zero. The document EP 1743409, on the other hand, proposes a passive method based on the phase-shift or "phase-shift" of the voltage waveform that appears in the transition to island operation. The phase variation is calculated by comparing the variations in the time distances between two consecutive passages of the voltage for zero.

Il documento WO 2009/032876 descrive un metodo in cui viene stabilita una relazione tra la corrente generata dall'unità di produzione della generazione distribuita e la tensione misurata ai suoi morsetti. Quando la forma d’onda della tensione non à ̈ coerente con la relazione stabilita, si rileva la condizione di funzionamento in isola. WO 2009/032876 describes a method in which a relationship is established between the current generated by the generating unit of the distributed generation and the voltage measured at its terminals. When the waveform of the voltage is not consistent with the relationship established, the condition of island operation is detected.

I metodi del secondo tipo (attivo) rilevano gli effetti causati da perturbazioni introdotte intenzionalmente attraverso le unità di produzione della generazione distribuita. Sono metodi anche detti "perturba e osserva". Essi si basano sul seguente principio: se la condizione di funzionamento à ̈ in connessione all'alimentazione principale, le perturbazioni introdotte causano effetti trascurabili, mentre in condizioni di funzionamento in isola, gli effetti delle perturbazioni sono significativi e rilevabili da opportuni dispositivi. The methods of the second type (active) detect the effects caused by perturbations intentionally introduced through the production units of distributed generation. They are also known as "perturb and observe" methods. They are based on the following principle: if the operating condition is connected to the main power supply, the perturbations introduced cause negligible effects, while in isolated operating conditions, the effects of the perturbations are significant and detectable by appropriate devices.

Tra i dispositivi che utilizzano il metodo attivo il più noto si basa sul rilevamento della cosiddetta "impedenza esterna di rete". Una variazione intenzionale di corrente iniettata dall'unità di produzione della generazione distribuita determina una variazione di tensione ai suoi morsetti e dal rapporto di tali variazioni si stima l’impedenza esterna di rete. La condizione di funzionamento in isola viene rilevata se il valore stimato dell’impedenza esterna supera una determinata soglia. Among the devices that use the active method, the best known is based on the detection of the so-called "external network impedance". An intentional variation of current injected by the production unit of distributed generation determines a variation of voltage at its terminals and the external impedance of the network is estimated from the ratio of these variations. The island operating condition is detected if the estimated value of the external impedance exceeds a certain threshold.

Alcuni dispositivi che utilizzano il metodo attivo sono stati proposti nei seguenti documenti. Some devices using the active method have been proposed in the following documents.

Il documento EP 1764894 propone un metodo attivo basato sull’introduzione di un riferimento di corrente reattiva (o potenza) a forma d’onda quadra e sulla misura della conseguente derivata della tensione (o della frequenza). The document EP 1764894 proposes an active method based on the introduction of a reactive current (or power) reference in the form of a square wave and on the measurement of the consequent derivative of the voltage (or frequency).

Il documento EP 1926844 propone un metodo attivo basato sull’introduzione di un riferimento di corrente o potenza reattiva a forma d’onda a rampa, quadra, sinusoidale a frequenza armonica, trapezoidale, e sulla misura della conseguente variazione della tensione. Esso si basa sull’assunto che, se vi à ̈ connessione con la rete di alimentazione, la tensione sostanzialmente non cambia. The document EP 1926844 proposes an active method based on the introduction of a current or reactive power reference in the form of a ramp, square, sine wave with harmonic frequency, trapezoidal, and on the measurement of the consequent variation of the voltage. It is based on the assumption that, if there is a connection to the mains, the voltage does not substantially change.

Il documento EP 1780861 descrive un metodo basato sul rilevamento, ai morsetti dell'unità di produzione della generazione distribuita, di un segnale di "presenza rete", sovraimposto alla tensione di rete e generato in un punto della rete di alimentazione. Document EP 1780861 describes a method based on the detection, at the terminals of the distributed generation production unit, of a "mains presence" signal, superimposed on the mains voltage and generated at a point of the power supply mains.

Il documento EP 2501014 descrive un metodo basato sull'introduzione di una variazione di corrente, sulla misura della conseguente variazione di tensione e sulla verifica se quest’ultima supera una soglia fissata. Tale soglia viene stabilita a partire da un valore attribuito all’impedenza di rete nelle condizioni di connessione all'alimentazione principale. The document EP 2501014 describes a method based on the introduction of a current variation, on the measurement of the consequent voltage variation and on the verification if the latter exceeds a fixed threshold. This threshold is established starting from a value attributed to the grid impedance in the conditions of connection to the main power supply.

Il documento EP 2532065 descrive un metodo che si basa sull'introduzione di un "pattern" predefinito di variazione della fase della corrente iniettata da un inverter dell'unità di produzione della generazione distribuita. L'effetto di tale disturbo sulla tensione ai morsetti dell'inverter risulta rilevabile solo in condizioni di funzionamento in isola; in tal caso, il dispositivo amplifica il pattern fino a far scattare le protezioni di minima/massima frequenza dell’inverter. The document EP 2532065 describes a method which is based on the introduction of a predefined "pattern" of variation of the phase of the current injected by an inverter of the production unit of the distributed generation. The effect of this disturbance on the voltage at the inverter terminals is detectable only in island operating conditions; in this case, the device amplifies the pattern until the inverter minimum / maximum frequency protections are triggered.

Il documento WO 03/038970 propone un metodo attivo basato sull’iniezione di un disturbo impulsivo di corrente generata dall’inverter dell'unità di produzione della generazione distribuita. L'effetto di tale disturbo sulla tensione ai morsetti dell'inverter risulta rilevabile solo in condizioni di funzionamento in isola. The document WO 03/038970 proposes an active method based on the injection of an impulsive disturbance of current generated by the inverter of the production unit of the distributed generation. The effect of this disturbance on the voltage at the inverter terminals is detectable only in island operating conditions.

Il documento EP 0810713 descrive un metodo in cui viene introdotta una distorsione della corrente iniettata dall’inverter dell'unità di produzione della generazione distribuita e viene rilevata la conseguente variazione della frequenza causata da tale distorsione, misurando la variazione del passaggio per lo zero della forma d’onda di tensione distorta. The document EP 0810713 describes a method in which a distortion of the current injected by the inverter of the production unit of the distributed generation is introduced and the consequent variation of the frequency caused by this distortion is detected, measuring the variation of the zero crossing of the distorted voltage waveform.

Infine, i metodi del terzo tipo (basati su sistemi di comunicazione) fondano il loro principio di funzionamento sulla presenza di un vettore di comunicazione tra la generazione distribuita e la cabina primaria o secondaria. In caso di perdita di tale comunicazione à ̈ rilevato il funzionamento in isola. Finally, the methods of the third type (based on communication systems) base their operating principle on the presence of a communication vector between the distributed generation and the primary or secondary cabin. In case of loss of this communication, island operation is detected.

Alcuni dispositivi che utilizzano il metodo basato su sistemi di comunicazione sono stati proposti nei seguenti documenti. Some devices using the communication systems-based method have been proposed in the following documents.

Il documento WO 2011/140559 descrive un sistema che si basa sulla comunicazione di "sincrofasori" dalla cabina alle unità di produzione della generazione distribuita. I "sincrofasori" ricevuti vengono confrontati con i "sincrofasori" derivati dalla misura di tensione ai morsetti dell'unità di produzione; se la differenza supera una determinata soglia, si rileva la condizione di funzionamento in isola. Document WO 2011/140559 describes a system which is based on the communication of "synchrophasors" from the cabin to the production units of the distributed generation. The received "synchrophasors" are compared with the "synchrophasors" derived from the voltage measurement at the production unit terminals; if the difference exceeds a certain threshold, the condition of island operation is detected.

Il documento WO 2012/032111 propone un metodo basato sui sistemi di comunicazione tra i sistemi di controllo della cabina e quelli delle unità di produzione della generazione distribuita. In caso di perdita di tale comunicazione à ̈ rilevato il funzionamento in isola. The document WO 2012/032111 proposes a method based on the communication systems between the control systems of the cabin and those of the production units of the distributed generation. In case of loss of this communication, island operation is detected.

Il documento WO 2012/065359 presenta invece un metodo basato sulla comunicazione di un segnale sovrapposto alla componente fondamentale della tensione di rete, inviato dalla cabina e rilevato dalla generazione distribuita. In caso di perdita di tale segnale à ̈ rilevato il funzionamento in isola. Document WO 2012/065359 instead presents a method based on the communication of a signal superimposed on the fundamental component of the mains voltage, sent from the cabin and detected by the distributed generation. In case of loss of this signal, island operation is detected.

Nessuno dei metodi sopra descritti à ̈ scevro da limiti e/o inconvenienti operativi. None of the methods described above is free from operational limitations and / or drawbacks.

Le tecniche di rilevamento del funzionamento in isola basate su metodi passivi possono dar luogo a risultati non corretti. Per esempio, se si realizza un equilibrio fra generazione distribuita e carichi, il funzionamento in isola può perdurare e, teoricamente, essere permanente. In pratica, l’equilibrio fra generazione e carico si traduce nella presenza di una “zona di non intervento†o “non-detection zone†dei dispositivi basati su relà ̈ di minima/massima frequenza e minima/massima tensione. Un altro esempio in cui i metodi passivi conducono a risultati non corretti si verifica in presenza di disturbi sull'alimentazione principale tali da generare variazioni indesiderate di tensione e/o frequenza. In tali condizioni i metodi passivi non sono in grado di discriminare il verificarsi di condizioni di funzionamento in isola da altri eventi, nel senso che non sono in grado di stabilire se la causa di tali variazioni à ̈ attribuibile al funzionamento in isola oppure al disturbo. Off-grid detection techniques based on passive methods can give incorrect results. For example, if a balance is achieved between distributed generation and loads, island operation can persist and, theoretically, be permanent. In practice, the balance between generation and load translates into the presence of a “non-intervention zone” or “non-detection zone” of devices based on minimum / maximum frequency and minimum / maximum voltage relays. Another example in which passive methods lead to incorrect results occurs in the presence of disturbances on the main power supply such as to generate undesirable variations in voltage and / or frequency. Under these conditions, passive methods are not able to discriminate the occurrence of isolated operating conditions from other events, in the sense that they are not able to establish whether the cause of such variations is attributable to isolated operation or to disturbance.

I metodi attivi, iniettando perturbazioni, alterano la forma d'onda della tensione e quindi provocano un deterioramento della "power quality" dell'alimentazione. Ulteriori limitazioni all’utilizzo dei metodi attivi sono dovute al tempo di intervento del dispositivo, che può essere piuttosto elevato, ed in alcuni casi al costo, essendo necessari apparecchi di misura ed unità di elaborazione ad alte prestazioni. I metodi attivi presentano sempre una zona di non intervento, anche se molto meno ampia di quella presente nei metodi passivi. Active methods, by injecting perturbations, alter the waveform of the voltage and therefore cause a deterioration in the power quality of the supply. Further limitations on the use of active methods are due to the intervention time of the device, which can be quite high, and in some cases to the cost, as measuring devices and high performance processing units are required. Active methods always have a non-intervention zone, even if much less wide than that present in passive methods.

I metodi basati su sistemi di comunicazione superano le limitazioni legate all’uso dei metodi passivi e attivi, in quanto non presentano zone di non intervento. Per contro non sono esenti da possibili segnalazioni intempestive, cioà ̈ da false segnalazioni di funzionamento in isola. Inoltre, i metodi del terzo tipo, essendo basati sulla presenza di un sistema di comunicazione, risultano praticabili per nuovi sviluppi di reti di distribuzione, in quanto comportano costi per la realizzazione di nuove infrastrutture difficilmente sostenibili per le reti esistenti. Per evitare di introdurre un nuovo mezzo fisico di comunicazione, le tecnologie utilizzate per lo scambio di informazioni possono essere basate su "Power Line Carrier" o su reti "wireless". In ogni caso la complessità del sistema richiede investimenti elevati. Methods based on communication systems overcome the limitations linked to the use of passive and active methods, as they do not present areas of non-intervention. On the other hand, they are not exempt from possible untimely signals, that is, from false signals of island operation. Furthermore, the methods of the third type, being based on the presence of a communication system, are feasible for new developments of distribution networks, as they involve costs for the construction of new infrastructures that are difficult to sustain for the existing networks. To avoid introducing a new physical means of communication, the technologies used to exchange information can be based on "Power Line Carrier" or "wireless" networks. In any case, the complexity of the system requires high investments.

L'oggetto della presente invenzione riguarda il rilevamento delle transizioni di un sottosistema elettrico da una condizione di funzionamento in connessione alla rete/stazione di alimentazione ad una condizione di funzionamento in isola; in questa seconda condizione, i carichi del sottosistema sono alimentati dalle unità di generazione distribuita connesse al sottosistema stesso, in assenza di connessione con la stazione di alimentazione. L’invenzione permette altresì di rilevare le transizioni inverse, cioà ̈ le transizioni da una condizione di funzionamento in isola ad una condizione di connessione alla rete/stazione di alimentazione. The object of the present invention relates to the detection of the transitions of an electrical subsystem from an operating condition in connection to the grid / power station to an island operating condition; in this second condition, the subsystem loads are powered by the distributed generation units connected to the subsystem itself, in the absence of connection with the power supply station. The invention also makes it possible to detect inverse transitions, ie the transitions from an island operating condition to a condition of connection to the grid / power station.

L’invenzione prevede preferibilmente l’esecuzione di tre passi che vengono effettuati in sequenza: The invention preferably provides for the execution of three steps which are carried out in sequence:

1. acquisizione delle misure di tensione e corrente nel punto in cui à ̈ inserito il dispositivo secondo il trovato; 1. acquisition of the voltage and current measurements at the point where the device according to the invention is inserted;

2. elaborazione delle misure per la stima dei parametri del circuito equivalente di Thevenin, rappresentativo del sistema elettrico visto dal punto in cui à ̈ inserito il dispositivo; 2. elaboration of the measurements for the estimation of the parameters of the Thevenin equivalent circuit, representative of the electrical system seen from the point where the device is inserted;

3. determinazione della condizione di funzionamento del sottosistema elettrico (connesso alla rete di alimentazione o in isola) in funzione dei valori stimati dei parametri del circuito equivalente di Thevenin. 3. determination of the operating condition of the electrical subsystem (connected to the power supply network or in isolation) as a function of the estimated values of the parameters of the Thevenin equivalent circuit.

Preferibilmente la sequenza dei tre passi viene eseguita ciclicamente a prefissati intervalli temporali. Preferably, the sequence of the three steps is performed cyclically at predetermined time intervals.

Da un punto di vista concettuale, l'invenzione prevede l’applicazione del modello rappresentato dal circuito equivalente di Thevenin per distinguere, in base ai valori assunti dai parametri di tale modello, il funzionamento in isola da quello in connessione alla rete/stazione di alimentazione. I parametri che caratterizzano il modello sono due numeri complessi: la tensione a vuoto e l'impedenza equivalente. L'adozione di questa tipologia di modello rappresenta un avanzamento rispetto ai modelli utilizzati dalle tecniche messe a disposizione dallo stato dell’arte, in particolare da quelle che utilizzano il metodo passivo della cosiddetta impedenza esterna di rete. Infatti, secondo tali tecniche l'impedenza esterna di rete à ̈ stimata a partire da un modello diverso, cioà ̈ un modello alle differenze che esclude la tensione a vuoto e rappresenta l'impedenza esterna come rapporto tra le variazioni di tensione, ottenute in risposta a variazioni di corrente, e le variazioni di corrente medesime. From a conceptual point of view, the invention provides for the application of the model represented by the equivalent Thevenin circuit to distinguish, on the basis of the values assumed by the parameters of this model, the isolated operation from that in connection to the network / station. Power supply. The parameters that characterize the model are two complex numbers: the no-load voltage and the equivalent impedance. The adoption of this type of model represents an advance compared to the models used by the techniques made available by the state of the art, in particular by those that use the passive method of the so-called external network impedance. In fact, according to these techniques, the external network impedance is estimated starting from a different model, i.e. a difference model that excludes the no-load voltage and represents the external impedance as a ratio between the voltage variations obtained in response changes in current, and the changes in current themselves.

Un ulteriore aspetto dell’invenzione riguarda le modalità con cui vengono utilizzati i valori stimati dei parametri del modello per la determinazione della condizione di funzionamento del sottosistema elettrico in esame. A further aspect of the invention concerns the modalities with which the estimated values of the parameters of the model are used to determine the operating condition of the electrical subsystem in question.

Scopo della presente invenzione à ̈ quindi mettere a disposizione un dispositivo ed un metodo che permettano di rilevare in maniera affidabile il verificarsi del funzionamento in isola. The purpose of the present invention is therefore to provide a device and a method that allow to reliably detect the occurrence of island operation.

Un altro scopo del trovato à ̈ fornire un dispositivo ed un metodo che possano essere facilmente applicati sia a reti elettriche già esistenti, sia a reti elettriche in fase di realizzazione. Another object of the invention is to provide a device and a method which can be easily applied both to existing electrical networks and to electrical networks under construction.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ mettere a disposizione un dispositivo ed un metodo che non necessitino di strutture complesse e costose per poter essere realizzati e messi in opera. Another purpose of the invention is to make available a device and a method that do not require complex and expensive structures to be made and put into operation.

Un ulteriore scopo del trovato à ̈ fornire un dispositivo ed un metodo che utilizzino una tecnica basata sul metodo passivo, e che quindi non perturbino il sistema durante il rilevamento delle grandezze elettriche di interesse. A further object of the invention is to provide a device and a method which use a technique based on the passive method, and which therefore do not perturb the system during the detection of the electrical quantities of interest.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ mettere a disposizione un dispositivo ed un metodo che rilevano la condizione di funzionamento in isola del sottosistema elettrico senza aver bisogno di alcun sistema di comunicazione con la stazione di alimentazione o con altri dispositivi. Another object of the invention is to make available a device and a method that detect the island operating condition of the electrical subsystem without the need for any communication system with the power supply station or with other devices.

Un ulteriore scopo del trovato à ̈ fornire un dispositivo ed un metodo che possano rilevare una condizione di funzionamento in isola indipendentemente dalla configurazione del sottosistema in esame, purché il punto a cui il dispositivo à ̈ connesso ne faccia parte, indipendentemente dalla potenza e dislocazione dei carichi, e dal numero, potenza, tipologia delle unità di produzione di energia elettrica facenti parte della generazione distribuita. A further object of the invention is to provide a device and a method that can detect an island operating condition regardless of the configuration of the subsystem in question, as long as the point to which the device is connected is part of it, regardless of the power and location. of loads, and the number, power, type of electricity production units that are part of distributed generation.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ mettere a disposizione un dispositivo ed un metodo che attuino una tecnica di rilevamento di condizioni di funzionamento in isola che, almeno dal punto di vista teorico, non presenta zone di non intervento. Another object of the invention is to make available a device and a method that implement a technique for detecting isolated operating conditions which, at least from a theoretical point of view, does not have areas of non-intervention.

Un ulteriore scopo del trovato à ̈ fornire un dispositivo ed un metodo che possano operare correttamente anche se la strumentazione utilizzata à ̈ collegata ad un punto del sottosistema elettrico diverso dal punto di connessione delle unità di produzione della generazione distribuita. A further object of the invention is to provide a device and a method that can operate correctly even if the instrumentation used is connected to a point of the electrical subsystem which is different from the connection point of the production units of the distributed generation.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ mettere a disposizione una tecnica di rilevamento di condizioni di funzionamento in isola che permetta di installare più dispositivi nel medesimo sottosistema, senza che vi siano interazioni o accoppiamenti tra gli stessi che possano provocare interferenze e/o malfunzionamenti. Another purpose of the invention is to make available a technique for detecting operating conditions on an island that allows to install several devices in the same subsystem, without interactions or couplings between them that could cause interference and / or malfunctions. .

Questi ed altri scopi sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo e da un metodo secondo quanto descritto nelle unite rivendicazioni. These and other purposes are substantially achieved by a device and a method according to what is described in the attached claims.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita e non esclusiva dell’invenzione. Further features and advantages will become more apparent from the detailed description of a preferred and non-exclusive embodiment of the invention.

Tale descrizione à ̈ fornita qui di seguito con riferimento alle unite figure, anch’esse aventi scopo puramente esemplificativo e pertanto non limitativo, in cui: This description is provided below with reference to the accompanying figures, also having purely illustrative and therefore non-limiting purposes, in which:

- la figura 1 mostra uno schema a blocchi rappresentativo dell’invenzione; - figure 1 shows a block diagram representative of the invention;

- la figura 2 mostra uno schema a blocchi dettagliato di una parte dello schema di figura 1; Figure 2 shows a detailed block diagram of a part of the diagram of Figure 1;

- la figura 3 mostra un diagramma di flusso rappresentativo di una possibile implementazione del metodo in accordo con il presente trovato. Figure 3 shows a flow chart representative of a possible implementation of the method in accordance with the present invention.

Con riferimento alle unite figure, con 100 Ã ̈ stato complessivamente indicato un dispositivo in accordo con la presente invenzione. With reference to the accompanying figures, 100 indicates a device in accordance with the present invention as a whole.

Il dispositivo 100 (fig. 1) si inserisce in un contesto in cui un sottosistema elettrico 10 Ã ̈ collegato ad almeno una stazione di alimentazione 20 facente parte di una rete di alimentazione elettrica 30. The device 100 (fig. 1) is inserted in a context in which an electrical subsystem 10 is connected to at least one power supply station 20 forming part of an electrical power supply network 30.

Il sottosistema elettrico 10 può essere costituito, in pratica, da una porzione di rete elettrica, da cui sono derivati alcuni carichi, che normalmente à ̈ connessa alla rete di alimentazione 30. The electrical subsystem 10 can be constituted, in practice, by a portion of the electrical network, from which some loads are derived, which is normally connected to the power supply network 30.

La stazione di alimentazione 20 può essere in pratica costituita, ad esempio, da una cabina primaria o secondaria, dalla quale il sottosistema elettrico 10 attinge energia elettrica. The power supply station 20 can in practice be constituted, for example, by a primary or secondary substation, from which the electrical subsystem 10 draws electrical energy.

La rete di alimentazione 30 può essere, a titolo meramente esemplificativo, una rete di distribuzione a 400 V, ad una frequenza di 50 Hz. The power supply network 30 can be, by way of example only, a 400 V distribution network, at a frequency of 50 Hz.

Al sottosistema elettrico 10 sono inoltre collegate una o più unità di produzione di energia elettrica 40, facenti parte di una generazione distribuita 50. In addition, one or more electricity production units 40 are connected to the electrical subsystem 10 and are part of a distributed generation 50.

Le unità di produzione 40 possono utilizzare energie rinnovabili, come ad esempio la radiazione solare. 40 production units can use renewable energies, such as solar radiation.

Nel corso del normale funzionamento del sottosistema 10, i carichi del medesimo sottosistema assorbono l’energia elettrica di cui necessitano dalla rete di alimentazione 30 e dalle unità di produzione 40 della generazione distribuita 50. During the normal operation of subsystem 10, the loads of the same subsystem absorb the electricity they need from the power supply network 30 and from the production units 40 of distributed generation 50.

Come detto, il dispositivo 100 ha il compito di riconoscere quando si verifica una condizione di funzionamento in isola del sottosistema 10, in cui i carichi del medesimo sottosistema assorbono l'energia elettrica di cui necessitano esclusivamente dalle unità di produzione 40 della generazione distribuita 50, in assenza di connessione alla rete di alimentazione 30. As mentioned, the device 100 has the task of recognizing when an island operating condition of the subsystem 10 occurs, in which the loads of the same subsystem absorb the electrical energy they need exclusively from the production units 40 of the distributed generation 50, in the absence of connection to the mains 30.

Il dispositivo 100 in particolare à ̈ atto a rilevare le transizioni a/da condizioni di funzionamento in isola del sottosistema 10. The device 100 in particular is able to detect the transitions to / from island operating conditions of the subsystem 10.

In maggiore dettaglio, il dispositivo 100 à ̈ collegato ad un determinato punto P del sottosistema elettrico 10, così da poter rilevare le grandezze elettriche di interesse ed eseguire le analisi richieste. In greater detail, the device 100 is connected to a determined point P of the electrical subsystem 10, so as to be able to detect the electrical quantities of interest and perform the required analyzes.

Il dispositivo 100 comprende un primo modulo operativo 110 che rileva le grandezze elettriche di funzionamento del sottosistema elettrico 10 in detto determinato punto P. The device 100 comprises a first operating module 110 which detects the electrical operating quantities of the electrical subsystem 10 in said determined point P.

Preferibilmente il modulo operativo 110 effettua le misure di tensione in detto determinato punto P e di corrente in un ramo afferente al detto determinato punto P e determina i valori delle corrispondenti grandezze elettriche fasoriali. Preferably, the operating module 110 carries out the measurements of the voltage in said determined point P and of the current in a branch afferent to said determined point P and determines the values of the corresponding phasor electrical quantities.

Dal punto di vista pratico, il primo modulo operativo 110 può operare in modo da acquisire, con un qualsiasi metodo idoneo, le misure di tensione e di corrente (monofasi o trifasi) nel detto determinato punto P, ottenendo i valori di ampiezza e di fase rappresentativi dei fasori di tensione e corrente alla frequenza fondamentale di funzionamento del sistema elettrico ed inseguendone le variazioni nel tempo. From a practical point of view, the first operating module 110 can operate in such a way as to acquire, with any suitable method, the voltage and current measurements (single-phase or three-phase) in the said determined point P, obtaining the amplitude and phase values representative of the voltage and current phasors at the fundamental operating frequency of the electrical system and tracking their variations over time.

Il dispositivo 100 comprende un secondo modulo operativo 120 configurato per determinare un primo parametro P1 rappresentativo di una tensione a vuoto in corrispondenza di detto determinato punto P. The device 100 comprises a second operating module 120 configured to determine a first parameter P1 representative of a no-load voltage at said certain point P.

Il dispositivo 100 comprende inoltre un terzo modulo operativo 130 configurato per determinare un secondo parametro P2 rappresentativo di un’impedenza equivalente in detto determinato punto P. The device 100 also comprises a third operating module 130 configured to determine a second parameter P2 representative of an equivalent impedance in said determined point P.

In pratica il secondo e terzo modulo operativo 120, 130 determinano, rispettivamente, la tensione a vuoto di Thevenin “vista†dal dispositivo 100 nel determinato punto P, e l’impedenza equivalente di Thevenin “vista†dal dispositivo 100 nel determinato punto P. In practice, the second and third operating modules 120, 130 determine, respectively, the Thevenin no-load voltage `` seen '' by the device 100 in the determined point P, and the equivalent impedance of Thevenin `` seen '' by the device 100 in the determined point P.

Preferibilmente il secondo modulo operativo 120 à ̈ configurato per determinare il primo parametro P1 in funzione di una pluralità di determinazioni dei fasori di tensione e corrente prodotti dal primo modulo operativo 110. Preferably, the second operating module 120 is configured to determine the first parameter P1 as a function of a plurality of determinations of the voltage and current phasors produced by the first operating module 110.

Preferibilmente il terzo modulo operativo 130 à ̈ configurato per determinare il secondo parametro P2 in funzione di una pluralità di determinazioni dei fasori di tensione e corrente prodotti dal primo modulo operativo 110. Preferably, the third operating module 130 is configured to determine the second parameter P2 as a function of a plurality of determinations of the voltage and current phasors produced by the first operating module 110.

Il secondo e terzo modulo operativo 120, 130 possono poi adottare un qualsiasi metodo idoneo a stimare i parametri del circuito equivalente di Thevenin (tensione a vuoto, rappresentata dal primo parametro P1 e impedenza equivalente, rappresentata dal secondo parametro P2) e a inseguirne le variazioni, sulla base dell'acquisizione nel tempo delle coppie di valori di fasori di tensione e corrente e a partire dal modello derivato dalle equazioni rappresentative del circuito elettrico equivalente. The second and third operating modules 120, 130 can then adopt any suitable method to estimate the parameters of the Thevenin equivalent circuit (no-load voltage, represented by the first parameter P1 and equivalent impedance, represented by the second parameter P2) and to track the variations, on the basis of the acquisition over time of the pairs of values of voltage and current phasors and starting from the model derived from the representative equations of the equivalent electric circuit.

A titolo esemplificativo può essere adottato il seguente modello ingresso-uscita: By way of example, the following input-output model can be used:

y(tj) = Ï•(tj)Î ̃ y (tj) = Ï • (tj) Î ̃

in cui i vettori di variabili di uscita y(tj) e di ingresso Ï•(tj) e la matrice dei parametri da stimare Î ̃ sono così definiti: where the vectors of output variables y (tj) and input variables Ï • (tj) and the matrix of parameters to be estimated Î ̃ are defined as follows:

y(tj) = [Re{V (tj ) } Im{V (tj ) }] y (tj) = [Re {V (tj)} Im {V (tj)}]

φ(tj)=<[>Re<{>I<(>tj<) }>Im<{>I<(>tj<) }>cv<]>Ï † (tj) = <[> Re <{> I <(> tj <)}> Im <{> I <(> tj <)}> cv <]>

 Req,th Xeq,th  ï £ ® Req, th Xeq, th ï £ ¹

Î ̃ =ï£ ̄ Î ̃ = ï £ ̄

ï£ ̄ − X  ï £ ̄ ∠’X ï £ º

eq,th Req,th  eq, th Req, th ï £ º

ï£ ̄Re {V0,th }cv Im {V0,th } cv<> ï £ ̄ï £ ° Re {V0, th} cv Im {V0, th} cv <ï £ º> ï £ »

essendo<V (tj ), I (tj )>le coppie di valori di fasori di tensione e corrente disponibili all'istante tj, cvuna generica grandezza fissata,Zeq,th = Req,th jX eq,thl'impedenza equivalente di Thevenin e<V>0,thla tensione a vuoto, e avendo indicato con Re ed Im la parte reale e immaginaria di un fasore. being <V (tj), I (tj)> the pairs of values of voltage and current phasors available at instant tj, with a generic fixed quantity, Zeq, th = Req, th jX eq, th the equivalent impedance of Thevenin and <V> 0, th the no-load voltage, and having indicated with Re and Im the real and imaginary part of a phasor.

A tale modello à ̈ possibile applicare una tecnica di stima ricorsiva dei parametri della matrice Î ̃. To this model it is possible to apply a technique of recursive estimation of the parameters of the matrix Î ̃.

E' possibile adottare anche modelli diversi e, in particolare, modelli di ordine superiore in cui si tiene memoria delle grandezze misurate nei cicli precedenti. It is also possible to adopt different models and, in particular, higher order models in which the quantities measured in the previous cycles are kept in mind.

Le tecniche adottate per la stima ricorsiva dei parametri di ciascun modello possono essere diverse. Ad esempio una tecnica à ̈ basata sul metodo ricorsivo dei minimi quadrati vincolato (Constrained Recursive Least-Squares). The techniques adopted for the recursive estimation of the parameters of each model can be different. For example, one technique is based on the Constrained Recursive Least-Squares method.

Il dispositivo 100 comprende inoltre un’unità di elaborazione 140 associata a detti secondo e terzo modulo operativo 120, 130. The device 100 further comprises a processing unit 140 associated with said second and third operating modules 120, 130.

L’unità di elaborazione 140 à ̈ configurata per confrontare il primo parametro P1 con un primo valore di riferimento Ref1, e per confrontare il secondo parametro P2 con un secondo valore di riferimento Ref2. Processing unit 140 is configured to compare the first parameter P1 with a first reference value Ref1, and to compare the second parameter P2 with a second reference value Ref2.

Il primo ed il secondo valore di riferimento Ref1, Ref2 possono essere determinati in diverse maniere. The first and second reference values Ref1, Ref2 can be determined in different ways.

Preferibilmente il primo valore di riferimento Ref1 Ã ̈ determinato in funzione di un valore nominale di una tensione di esercizio del sottosistema elettrico 10. Preferably, the first reference value Ref1 is determined as a function of a nominal value of an operating voltage of the electrical subsystem 10.

A titolo esemplificativo, Ref1 può essere posto sostanzialmente uguale a h∙Vn, in cui h à ̈ un opportuno coefficiente (h < 1) che tiene conto delle possibili variazioni del regime delle tensioni in condizioni di normale funzionamento del sistema elettrico, e Vn il valore nominale della tensione di esercizio del sistema elettrico. By way of example, Ref1 can be substantially set equal to h∠™ Vn, where h is a suitable coefficient (h <1) which takes into account the possible variations of the voltage regime under normal operating conditions of the electrical system, and Vn the nominal value of the operating voltage of the electrical system.

Preferibilmente il primo valore di riferimento Ref1 Ã ̈ determinato in funzione di una tensione misurata nel determinato punto P durante l'esercizio del sistema elettrico. Preferably, the first reference value Ref1 is determined as a function of a voltage measured at the determined point P during the operation of the electrical system.

A titolo esemplificativo, Ref1 può essere posto sostanzialmente uguale a h∙Vmisurata, in cui h à ̈ un opportuno coefficiente (h < 1) che tiene conto delle possibili variazioni del regime delle tensioni in condizioni di normale funzionamento del sistema elettrico, e Vmisuratail valore efficace della tensione misurata nel determinato punto P. By way of example, Ref1 can be set substantially equal to h∠™ Vmeasured, in which h is a suitable coefficient (h <1) which takes into account the possible variations of the voltage regime under normal operating conditions of the electrical system, and Vmeasured the value effective of the voltage measured at the given point P.

Preferibilmente il primo valore di riferimento Ref1 Ã ̈ determinato in funzione di una tensione a vuoto stimata nel determinato punto P durante una fase iniziale di taratura del dispositivo 100. Preferably, the first reference value Ref1 is determined as a function of an estimated no-load voltage at the determined point P during an initial calibration phase of the device 100.

A titolo esemplificativo, Ref1 può essere posto sostanzialmente uguale a h∙<V>0,th,tar, in cui h à ̈ un opportuno coefficiente (h < 1) che tiene conto delle possibili variazioni del regime delle tensioni in condizioni di normale funzionamento del sistema elettrico, e<V>0,th,tarà ̈ il modulo della tensione a vuoto di Thevenin stimata dal secondo modulo di rilevamento 120 nel corso di una fase di taratura svolta durante un periodo iniziale, dopo che il dispositivo 100 sia stato installato ma prima che venga considerato a tutti gli effetti operativo, ed in una situazione in cui il funzionamento non sia in isola. By way of example, Ref1 can be set substantially equal to h∠™ <V> 0, th, tar, in which h is a suitable coefficient (h <1) which takes into account the possible variations of the voltage regime under normal operating conditions of the electrical system, and <V> 0, th, will calibrate the Thevenin no-load voltage module estimated by the second sensing module 120 during a calibration phase carried out during an initial period, after the device 100 has been installed but before it is considered operational in all respects, and in a situation where the operation is not in isolation.

Preferibilmente il secondo valore di riferimento Ref2 può essere determinato in funzione di impedenze di linee e trasformatori che compongono il sottosistema elettrico 10 e la rete di alimentazione 30. Preferably, the second reference value Ref2 can be determined as a function of the impedances of the lines and transformers that make up the electrical subsystem 10 and the power supply network 30.

A titolo esemplificativo, Ref2 può essere posto sostanzialmente uguale a k∙<Z>collegamenti<+ Z>trasformat ore, in cui k à ̈ un opportuno coefficiente (k > 1) che tiene conto delle possibili variazioni di configurazione della rete,Zcollegamen tià ̈ la risultante delle impedenze di tutti i componenti che collegano il determinato punto P alla stazione di alimentazione 20 eZtrasformat oreà ̈ l'impedenza del trasformatore T della stazione di alimentazione 20. By way of example, Ref2 can be set substantially equal to k∠™ <Z> connections <+ Z> transformat ore, in which k is a suitable coefficient (k> 1) which takes into account the possible variations of the network configuration, Zconnection ̈ the resultant of the impedances of all the components that connect the determined point P to the power supply station 20 and Ztransformat ore is the impedance of the transformer T of the power supply station 20.

Preferibilmente il secondo valore di riferimento Ref2 Ã ̈ determinato in funzione di una impedenza equivalente stimata nel determinato punto P durante una fase iniziale di taratura del dispositivo 100. Preferably, the second reference value Ref2 is determined as a function of an equivalent impedance estimated at the determined point P during an initial calibration phase of the device 100.

A titolo esemplificativo, Ref2 può essere posto sostanzialmente uguale a k∙<Z>eq,th,tar, in cui k à ̈ un opportuno coefficiente (k > 1) che tiene conto delle possibili variazioni di configurazione della rete, e<Z>eq,th,tarà ̈ il modulo dell'impedenza equivalente di Thevenin stimata dal terzo modulo operativo 130 nel corso di una fase di taratura svolta durante un periodo iniziale, dopo che il dispositivo 100 sia stato installato ma prima che venga considerato a tutti gli effetti operativo, ed in una situazione in cui il funzionamento non sia in isola. By way of example, Ref2 can be set substantially equal to k∠™ <Z> eq, th, tar, in which k is a suitable coefficient (k> 1) that takes into account the possible variations of the network configuration, and <Z> eq, th, calibrates the Thevenin equivalent impedance module estimated by the third operating module 130 during a calibration phase carried out during an initial period, after the device 100 has been installed but before it is considered to all intents and purposes operational, and in a situation where the operation is not in isolation.

Come detto, l’unità di elaborazione 140 provvede a confrontare il primo ed il secondo parametro P1, P2 con i rispettivi valori di riferimento Ref1, Ref2. As said, the processing unit 140 compares the first and second parameters P1, P2 with the respective reference values Ref1, Ref2.

Se il primo parametro P1 à ̈ minore del primo valore di riferimento Ref1 ed il secondo parametro P2 à ̈ maggiore del secondo valore di riferimento Ref2, allora l’unità di elaborazione 140 genera un segnale di output OS rappresentativo del fatto che il sottosistema elettrico 10 opera in condizione di funzionamento in isola. If the first parameter P1 is less than the first reference value Ref1 and the second parameter P2 is greater than the second reference value Ref2, then the processing unit 140 generates an output signal OS representative of the fact that the electrical subsystem 10 operates in island operating conditions.

Il segnale di output OS può essere un segnale di notifica, ad esempio di tipo acustico e/o visivo, trasmesso per mezzo di idonei strumenti di segnalazione e/o tramite altre tecnologie, così che gli operatori addetti possano essere opportunamente informati. Il segnale di output OS può anche essere inviato ad opportuni dispositivi del sottosistema elettrico 10, per esempio ad apparecchi di manovra, e/o alle unità di produzione dell'energia elettrica 40 della generazione distribuita 50, in modo da attivare eventuali azioni automatiche previste in condizioni di funzionamento in isola. The OS output signal can be a notification signal, for example of an acoustic and / or visual type, transmitted by means of suitable signaling tools and / or by other technologies, so that the operators in charge can be suitably informed. The output signal OS can also be sent to suitable devices of the electrical subsystem 10, for example to switching devices, and / or to the electrical energy production units 40 of the distributed generation 50, so as to activate any automatic actions provided for in island operating conditions.

Diversamente, se il primo parametro P1 à ̈ maggiore o uguale al primo valore di riferimento Ref1 ed il secondo parametro P2 à ̈ minore o uguale al secondo valore di riferimento Ref2, allora l’unità di elaborazione 140 o non genera il segnale di output OS o genera un segnale di output OS rappresentativo del fatto che il sottosistema elettrico 10 opera in connessione con la rete di alimentazione 30. Tale segnale può essere inviato ad opportuni dispositivi del sottosistema elettrico 10, per esempio ad apparecchi di manovra, e/o alle unità di produzione dell'energia elettrica 40 della generazione distribuita 50, e attivare eventuali azioni automatiche previste in condizioni di funzionamento in connessione con la rete di alimentazione 30. Otherwise, if the first parameter P1 is greater than or equal to the first reference value Ref1 and the second parameter P2 is less than or equal to the second reference value Ref2, then the processing unit 140 o does not generate the output signal OS o generates an output signal OS representative of the fact that the electrical subsystem 10 operates in connection with the power supply network 30. This signal can be sent to suitable devices of the electrical subsystem 10, for example to switching devices, and / or to the electricity production unit 40 of distributed generation 50, and activate any automatic actions envisaged in operating conditions in connection with the power grid 30.

Durante il funzionamento dell'unità di elaborazione 140, si possono presentare altri due casi. In un primo caso il primo parametro P1 à ̈ maggiore o uguale al primo valore di riferimento Ref1 ed il secondo parametro P2 à ̈ maggiore del secondo valore di riferimento Ref2. In un secondo caso il primo parametro P1 à ̈ minore del primo valore di riferimento Ref1 ed il secondo parametro P2 à ̈ minore o uguale del secondo valore di riferimento Ref2. Questi casi possono presentarsi quando il sottosistema 10 ha cambiato la condizione di funzionamento e il dispositivo 100 sta stimando i nuovi parametri P1 e P2; durante tale fase à ̈ possibile che i due parametri non attraversino contemporaneamente le soglie rappresentate dai rispettivi valori di riferimento Ref1 e Ref2. In entrambi i casi l’unità di elaborazione 140 potrà generare un segnale di output OS in accordo a diversi criteri. During the operation of the processing unit 140, two other cases may arise. In the first case, the first parameter P1 is greater than or equal to the first reference value Ref1 and the second parameter P2 is greater than the second reference value Ref2. In a second case, the first parameter P1 is less than the first reference value Ref1 and the second parameter P2 is less than or equal to the second reference value Ref2. These cases can arise when the subsystem 10 has changed the operating condition and the device 100 is estimating the new parameters P1 and P2; during this phase it is possible that the two parameters do not cross simultaneously the thresholds represented by the respective reference values Ref1 and Ref2. In both cases the processing unit 140 will be able to generate an OS output signal according to various criteria.

Preferibilmente in entrambi i casi l'unità di elaborazione 140 non modifica il segnale di output OS, continuando ad indicare la medesima condizione di funzionamento precedentemente rilevata, sia essa in isola o in connessione alla rete di alimentazione, in accordo con un criterio conservativo. Preferably in both cases the processing unit 140 does not modify the output signal OS, continuing to indicate the same operating condition previously detected, whether it is in isolation or connected to the power supply network, in accordance with a conservative criterion.

Preferibilmente in entrambi i casi l'unità di elaborazione 140 genera un segnale di output OS rappresentativo della condizione di funzionamento in isola, in accordo con il criterio per cui à ̈ sufficiente che il confronto di uno dei due parametri P1 o P2 con il rispettivo valore di riferimento Ref1 o Ref2 verifichi la condizione di isola per segnalare tale condizione. Preferably in both cases the processing unit 140 generates an output signal OS representative of the island operating condition, in accordance with the criterion for which it is sufficient that the comparison of one of the two parameters P1 or P2 with the respective value reference Ref1 or Ref2 check the island condition to signal this condition.

Preferibilmente in entrambi i casi l'unità di elaborazione 140 genera un segnale di output OS rappresentativo della condizione di funzionamento in connessione alla rete di alimentazione, in accordo con il criterio per cui à ̈ sufficiente che il confronto di uno dei due parametri P1 o P2 con il rispettivo valore di riferimento Ref1 o Ref2 non verifichi la condizione di isola per segnalare la condizione di funzionamento in connessione alla rete di alimentazione. Preferably in both cases the processing unit 140 generates an output signal OS representative of the operating condition in connection with the power supply network, in accordance with the criterion for which it is sufficient that the comparison of one of the two parameters P1 or P2 with the respective reference value Ref1 or Ref2 do not check the island condition to signal the operating condition in connection to the power supply network.

Preferibilmente in entrambi i casi l'unità di elaborazione 140 genera un segnale di output OS di "pre-allarme" o "warning", diverso dai segnali di output OS rappresentativi delle condizioni di funzionamento in isola e in connessione alla rete di alimentazione. Preferably in both cases the processing unit 140 generates a "pre-alarm" or "warning" output signal OS, different from the OS output signals representative of the operating conditions on the island and in connection to the power supply network.

La tecnica di rilevamento/controllo sopra descritta si basa sulle seguenti considerazioni: in condizioni di funzionamento del sottosistema elettrico 10 in connessione alla stazione di alimentazione 20, i parametri del circuito equivalente di Thevenin visto dal determinato punto P in cui à ̈ connesso il dispositivo 100 saranno caratterizzati dai seguenti valori: - valore della tensione a vuoto di Thevenin prossimo al valore della tensione nominale di esercizio del sottosistema 10; The detection / control technique described above is based on the following considerations: in operating conditions of the electrical subsystem 10 in connection with the power supply station 20, the parameters of the equivalent Thevenin circuit seen from the determined point P where the device 100 is connected they will be characterized by the following values: - Thevenin no-load voltage value close to the value of the rated operating voltage of subsystem 10;

- valore dell'impedenza equivalente di Thevenin dello stesso ordine di grandezza del valore ottenuto dalla somma della risultante delle impedenze di tutti i componenti che collegano il determinato punto P alla stazione di alimentazione 20 e dell'impedenza del trasformatore T della medesima stazione. - Thevenin equivalent impedance value of the same order of magnitude as the value obtained by adding the resultant of the impedances of all the components that connect the determined point P to the power supply station 20 and the impedance of the transformer T of the same station.

Per contro, in condizioni di funzionamento in isola i medesimi parametri del circuito equivalente di Thevenin visto dal determinato punto P sono caratterizzati dai seguenti valori: On the other hand, in isolated operating conditions the same parameters of the equivalent Thevenin circuit seen from the determined point P are characterized by the following values:

- valore della tensione a vuoto di Thevenin prossima a zero; - Thevenin no-load voltage value close to zero;

- valore dell'impedenza equivalente di Thevenin di un ordine di grandezza maggiore del corrispondente valore assunto in condizioni di connessione alla stazione di alimentazione 20. - Thevenin equivalent impedance value of an order of magnitude greater than the corresponding value assumed in conditions of connection to the power supply station 20.

In particolare va notato che variazioni significative dei valori dei parametri del circuito equivalente di Thevenin avvengono anche in presenza di più unità di produzione dell'energia elettrica, anche di diversa tipologia e connesse in diversi punti del sottosistema. Infatti le unità di produzione, poiché non sono state specificatamente progettate per permettere il loro funzionamento in isola, non possono essere modellate, da un punto di vista elettrotecnico, come generatori ideali di corrente o di tensione. Esse seguono un riferimento di potenza attiva e/o reattiva e, di conseguenza, sono modellate come una forza elettromotrice il cui valore dipende dalle correnti iniettate, comportandosi come un carico negativo. Per tale motivo, con riferimento al circuito equivalente di Thevenin visto dal determinato punto P in cui à ̈ connesso il dispositivo 100, le unità di produzione non contribuiscono al valore della tensione a vuoto ma alterano l’impedenza equivalente. Ne risulta che la tensione a vuoto del circuito equivalente di Thevenin assume valori nulli in condizione di funzionamento in isola. In particular, it should be noted that significant variations in the values of the parameters of the Thevenin equivalent circuit also occur in the presence of several electricity production units, even of different types and connected in different points of the subsystem. In fact the production units, since they have not been specifically designed to allow their operation in isolation, cannot be modeled, from an electrotechnical point of view, as ideal current or voltage generators. They follow an active and / or reactive power reference and, consequently, are modeled as an electromotive force whose value depends on the injected currents, behaving like a negative load. For this reason, with reference to the Thevenin equivalent circuit seen from the determined point P where the device 100 is connected, the production units do not contribute to the value of the no-load voltage but alter the equivalent impedance. As a result, the no-load voltage of the Thevenin equivalent circuit assumes zero values in isolated operating conditions.

Per quanto detto, l'adozione del modello completo di Thevenin, composto da due parametri, rispettivamente, la tensione a vuoto e l’impedenza equivalente, à ̈ sicuramente più adeguato rispetto ai metodi che si basano sull'impedenza esterna di rete, stimata come rapporto tra variazioni di tensione e variazioni di corrente. Tali metodi si basano su modelli alle differenze (variazioni di tensioni e di correnti) e, di conseguenza, non considerano il parametro tensione a vuoto, che invece à ̈ il parametro che presenta la variazione più ampia e più affidabile per rilevare il passaggio da una condizione di connessione alla rete di alimentazione ad una condizione di funzionamento in isola. Infatti, nel caso della tensione a vuoto, sono noti con grande affidabilità gli ordini di grandezza dei due valori che essa assume nelle due condizioni di funzionamento e tali ordini di grandezza sono molto diversi tra loro. Viceversa, nel caso dell'impedenza equivalente, i valori che la stessa assume, in particolare in condizioni di funzionamento in isola, non sono noti a priori e dipendono da altri fattori, quali ad esempio l'estensione e la topologia del sottosistema 10, la potenza dei carichi, il numero e la tipologia di unità di produzione. For what has been said, the adoption of the complete Thevenin model, consisting of two parameters, respectively, the no-load voltage and the equivalent impedance, is certainly more adequate than the methods based on the external network impedance, estimated as the ratio between voltage variations and current variations. These methods are based on difference models (variations in voltages and currents) and, consequently, do not consider the no-load voltage parameter, which instead is the parameter that has the largest and most reliable variation for detecting the transition from a condition of connection to the power supply network to an island operating condition. In fact, in the case of no-load voltage, the orders of magnitude of the two values it assumes in the two operating conditions are known with great reliability and these orders of magnitude are very different from each other. Conversely, in the case of the equivalent impedance, the values it assumes, in particular in isolated operating conditions, are not known a priori and depend on other factors, such as the extension and topology of the subsystem 10, the power of the loads, the number and type of production units.

Esempio di uno schema di implementazione Example of an implementation scheme

Un esempio di uno dei possibili schemi che realizzano le funzioni del dispositivo 100 Ã ̈ riportato nella fig. 2 dove i blocchi rappresentano i seguenti dispositivi hardware: An example of one of the possible schemes that implement the functions of the device 100 is shown in fig. 2 where the blocks represent the following hardware devices:

1. apparecchio di misura della tensione di fase; 1. phase voltage measuring device;

2. apparecchio di misura della corrente di fase; 2. phase current measuring apparatus;

3. convertitore A/D della misura di tensione; 3. A / D converter for voltage measurement;

4. convertitore A/D della misura di corrente; 4. A / D converter for current measurement;

5. sistema di calcolo a microprocessore; 5. microprocessor computing system;

6. generatore di segnale di output che indica la condizione di funzionamento del sottosistema elettrico 10 in isola o in connessione alla rete di alimentazione 30. 6. output signal generator which indicates the operating condition of the electrical subsystem 10 in isolation or in connection to the power supply network 30.

Il sistema di calcolo a microprocessore 5 implementa le funzioni del dispositivo proposto e precedentemente descritte. The microprocessor computing system 5 implements the functions of the device proposed and previously described.

Il sopra citato primo modulo operativo 110 può comprendere vantaggiosamente l'apparecchio di misura 1, l'apparecchio di misura 2, il convertitore A/D 3 ed il convertitore A/D 4 e quella porzione (hardware e/o software) del microprocessore 5 dedicata alla determinazione dei fasori di tensione e corrente. The aforementioned first operating module 110 can advantageously comprise the measuring apparatus 1, the measuring apparatus 2, the A / D converter 3 and the A / D converter 4 and that portion (hardware and / or software) of the microprocessor 5 dedicated to the determination of voltage and current phasors.

Il sopra citato secondo modulo operativo 120 può comprendere vantaggiosamente quella porzione (hardware e/o software) di microprocessore 5 dedicata al calcolo della tensione a vuoto. The aforementioned second operating module 120 can advantageously comprise that portion (hardware and / or software) of microprocessor 5 dedicated to calculating the no-load voltage.

Il sopra citato terzo modulo operativo 130 può comprendere vantaggiosamente quella porzione (hardware e/o software) di microprocessore 5 dedicata al calcolo dell’impedenza equivalente. The aforementioned third operating module 130 can advantageously comprise that portion (hardware and / or software) of microprocessor 5 dedicated to the calculation of the equivalent impedance.

L’unità di elaborazione 140 può convenientemente comprendere la porzione hardware e/o software del microprocessore 5 dedicata al confronto della tensione a vuoto e dell’impedenza equivalente con i rispettivi valori di riferimento, ed il generatore di segnale di output 6. The processing unit 140 can conveniently comprise the hardware and / or software portion of the microprocessor 5 dedicated to the comparison of the no-load voltage and equivalent impedance with the respective reference values, and the output signal generator 6.

Un esempio di possibile diagramma di flusso che descrive il software implementato sul sistema di calcolo à ̈ riportato nella fig. 3 dove i blocchi rappresentano le seguenti parti di codice: An example of a possible flow chart describing the software implemented on the calculation system is shown in fig. 3 where the blocks represent the following pieces of code:

1000. acquisizione del valore di tensione fornito dal convertitore A/D; 1000. acquisition of the voltage value supplied by the A / D converter;

1010. calcolo del modulo e della fase della componente fondamentale della tensione mediante un filtro di Kalman; 1010. calculation of the modulus and phase of the fundamental component of the voltage by means of a Kalman filter;

1020. acquisizione del valore di corrente fornito dal convertitore A/D; 1020. acquisition of the current value supplied by the A / D converter;

1030. calcolo del modulo e della fase della componente fondamentale della corrente mediante un filtro di Kalman; 1030. calculation of the modulus and phase of the fundamental component of the current by means of a Kalman filter;

1040. stima dei parametri del circuito equivalente di Thevenin mediante un algoritmo ricorsivo basato sui minimi quadrati vincolato; 1040. Estimation of the parameters of the Thevenin equivalent circuit by means of a recursive algorithm based on constrained least squares;

1050. determinazione della condizione di funzionamento del sottosistema elettrico 10 (connesso alla rete o in isola). 1050. determination of the operating condition of the electrical subsystem 10 (connected to the grid or isolated).

I sette passi sono ripetuti con una ciclicità temporale pari a Ts (nella fig. 3 la variabile "t" rappresenta il tempo), mentre M à ̈ un opportuno numero intero che determina la ciclicità M·Ts con cui sono eseguiti i soli passi 1040 e 1050 del software. The seven steps are repeated with a temporal cyclicality equal to Ts (in fig. 3 the variable "t" represents time), while M is a suitable integer that determines the cyclicality M · Ts with which only the steps 1040 are performed and 1050 of the software.

L’invenzione consegue importanti vantaggi. The invention achieves important advantages.

Innanzitutto, il dispositivo ed il metodo in accordo con il trovato permettono di rilevare in maniera affidabile il verificarsi del funzionamento in isola. First of all, the device and the method according to the invention allow to reliably detect the occurrence of island operation.

Inoltre il dispositivo ed il metodo secondo l’invenzione possono essere facilmente applicati sia a reti elettriche già esistenti, sia a reti elettriche in fase di realizzazione. Furthermore, the device and the method according to the invention can be easily applied both to existing electrical networks and to electrical networks under construction.

Un altro vantaggio si riscontra osservando che il dispositivo ed il metodo in accordo con il trovato non necessitano di strutture complesse e costose per poter essere realizzati e messi in opera. Another advantage is found by observing that the device and the method in accordance with the invention do not require complex and expensive structures in order to be manufactured and installed.

Un ulteriore vantaggio del trovato riguarda il fatto che viene utilizzata una tecnica basata su un metodo di tipo passivo, e che quindi non perturba il sistema durante il rilevamento delle grandezze elettriche di interesse. A further advantage of the invention relates to the fact that a technique based on a passive method is used, and which therefore does not disturb the system during the detection of the electrical quantities of interest.

Un altro vantaggio emerge considerando che il dispositivo ed il metodo secondo l’invenzione rilevano le condizioni di funzionamento in isola di un sottosistema elettrico senza aver bisogno di alcun sistema di comunicazione con la stazione di alimentazione o con altri dispositivi. Another advantage emerges considering that the device and the method according to the invention detect the island operating conditions of an electrical subsystem without the need for any communication system with the power supply station or with other devices.

Un ulteriore vantaggio consiste nel fatto che il dispositivo ed il metodo in accordo con il trovato possono rilevare una condizione di funzionamento in isola indipendentemente dalla configurazione del sottosistema in esame, purché il punto a cui il dispositivo à ̈ connesso ne faccia parte, indipendentemente dalla potenza e dislocazione dei carichi, e dal numero, potenza, tipologia delle unità di produzione di energia elettrica facenti parte della generazione distribuita. A further advantage consists in the fact that the device and the method in accordance with the invention can detect an island operating condition regardless of the configuration of the subsystem in question, as long as the point to which the device is connected is part of it, regardless of the power and location of loads, and the number, power, type of electricity production units that are part of distributed generation.

Un altro vantaggio si riscontra considerando che viene attuata una tecnica di rilevamento di condizioni di funzionamento in isola che, almeno dal punto di vista teorico, non presenta zone di non intervento. Another advantage is found considering that a technique for detecting operating conditions in isolation is implemented which, at least from the theoretical point of view, does not have areas of non-intervention.

Un ulteriore vantaggio riguarda il fatto che il dispositivo ed il metodo secondo l’invenzione possono operare correttamente anche se la strumentazione utilizzata à ̈ collegata ad un punto del sottosistema elettrico diverso dal punto di connessione delle unità di produzione della generazione distribuita. A further advantage concerns the fact that the device and the method according to the invention can operate correctly even if the instrumentation used is connected to a point of the electrical subsystem other than the connection point of the production units of distributed generation.

Un altro vantaggio consiste nel fatto che possono essere installati più dispositivi nel medesimo sottosistema, senza che vi siano interazioni o accoppiamenti tra gli stessi che possono provocare interferenze e/o malfunzionamenti. Another advantage consists in the fact that several devices can be installed in the same subsystem, without interactions or couplings between them that can cause interference and / or malfunctions.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il rilevamento di una condizione di funzionamento in isola di un sottosistema elettrico (10) connesso ad una stazione di alimentazione (20) facente parte di una rete di alimentazione (30), e ad una o più unità di produzione dell'energia elettrica (40) facenti parte di una generazione distribuita (50), detto dispositivo (100) essendo collegato ad un determinato punto (P) di detto sottosistema elettrico (10), detto dispositivo (100) comprendendo: un primo modulo operativo (110) per rilevare le grandezze elettriche di funzionamento di detto sottosistema elettrico (10) al determinato punto (P); un secondo modulo operativo (120) associato a detto primo modulo operativo (110) per determinare, in funzione di dette grandezze elettriche rilevate, un primo parametro (P1) rappresentativo di una tensione a vuoto in detto determinato punto (P); un terzo modulo operativo (130) associato a detto primo modulo operativo (110) per determinare, in funzione di dette grandezze elettriche rilevate, un secondo parametro (P2) rappresentativo di un’impedenza equivalente in detto determinato punto (P); un’unità di elaborazione (140) associata a detti secondo e terzo modulo operativo (120, 130) e configurata per: confrontare detto primo parametro (P1) con un primo valore di riferimento (Ref1); confrontare detto secondo parametro (P2) con un secondo valore di riferimento (Ref2); se detto primo parametro (P1) à ̈ minore di detto primo valore di riferimento (Ref1), e detto secondo parametro (P2) à ̈ maggiore di detto secondo valore di riferimento (Ref2), generare un segnale di output (OS) rappresentativo del fatto che detto sottosistema elettrico (10) opera in condizione di funzionamento in isola. CLAIMS 1. Device for detecting an island operating condition of an electrical subsystem (10) connected to a power supply station (20) forming part of a power supply network (30), and to one or more production units of the electrical energy (40) forming part of a distributed generation (50), said device (100) being connected to a determined point (P) of said electrical subsystem (10), said device (100) comprising: a first operating module (110) for detecting the electrical operating quantities of said electrical subsystem (10) at the determined point (P); a second operating module (120) associated with said first operating module (110) to determine, as a function of said detected electrical quantities, a first parameter (P1) representative of a no-load voltage at said determined point (P); a third operating module (130) associated with said first operating module (110) to determine, as a function of said detected electrical quantities, a second parameter (P2) representative of an equivalent impedance in said determined point (P); a processing unit (140) associated with said second and third operating modules (120, 130) and configured for: comparing said first parameter (P1) with a first reference value (Ref1); comparing said second parameter (P2) with a second reference value (Ref2); if said first parameter (P1) is less than said first reference value (Ref1), and said second parameter (P2) is greater than said second reference value (Ref2), generate an output signal (OS) representative of the the fact that said electrical subsystem (10) operates in an island operating condition. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 in cui detto secondo e/o terzo modulo operativo (120, 130) à ̈ configurato per determinare detto primo e/o secondo parametro (P1, P2) in funzione di una pluralità di rilevamenti di grandezze elettriche di funzionamento di detto sottosistema elettrico (10) in detto determinato punto (P). 2. Device according to claim 1 in which said second and / or third operating module (120, 130) is configured to determine said first and / or second parameter (P1, P2) as a function of a plurality of measurements of electrical quantities of operation of said electrical subsystem (10) in said determined point (P). 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui detto secondo modulo operativo (120) à ̈ configurato per determinare detto primo parametro (P1) in funzione di uno o più rilevamenti di una tensione in detto determinato punto (P) ed in funzione di uno o più rilevamenti di una corrente che scorre in un ramo afferente a detto determinato punto (P). 3. Device according to claim 1 or 2 wherein said second operating module (120) is configured to determine said first parameter (P1) as a function of one or more detections of a voltage in said determined point (P) and as a function of one or more detections of a current flowing in a branch afferent to said determined point (P). 4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto terzo modulo operativo (130) à ̈ configurato per determinare detto secondo parametro (P2) in funzione di uno o più rilevamenti di una tensione in detto determinato punto (P) ed in funzione di uno o più rilevamenti di una corrente che scorre in un ramo afferente a detto determinato punto (P). 4. Device according to any one of the preceding claims, in which said third operating module (130) is configured to determine said second parameter (P2) as a function of one or more detections of a voltage in said determined point (P) and as a function of one or more detections of a current flowing in a branch afferent to said determined point (P). 5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto primo valore di riferimento (Ref1) à ̈ determinato in funzione di un valore nominale di una tensione di esercizio di detto sottosistema elettrico (10). 5. Device according to any one of the preceding claims in which said first reference value (Ref1) is determined as a function of a nominal value of an operating voltage of said electrical subsystem (10). 6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4 in cui detto primo valore di riferimento (Ref1) à ̈ determinato in funzione di una tensione misurata in detto determinato punto (P) durante l'esercizio del sistema elettrico. 6. Device according to any one of claims 1 to 4 wherein said first reference value (Ref1) is determined as a function of a voltage measured at said determined point (P) during the operation of the electrical system. 7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4 in cui detto primo valore di riferimento (Ref1) à ̈ determinato in funzione di una tensione a vuoto stimata in detto determinato punto (P) dal secondo modulo operativo (120) durante una fase iniziale di taratura del dispositivo (100). 7. Device according to any one of claims 1 to 4 wherein said first reference value (Ref1) is determined as a function of an estimated no-load voltage at said determined point (P) by the second operating module (120) during a phase initial calibration of the device (100). 8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto secondo valore di riferimento (Ref2) à ̈ determinato in funzione di impedenze di linee e trasformatori che compongono il sottosistema elettrico (10) e la rete di alimentazione (30). 8. Device according to any one of the preceding claims in which said second reference value (Ref2) is determined as a function of the impedances of the lines and transformers that make up the electrical subsystem (10) and the power supply network (30). 9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7 in cui detto secondo valore di riferimento (Ref2) à ̈ determinato in funzione di una impedenza equivalente stimata in detto determinato punto (P) dal terzo modulo operativo (130) durante una fase iniziale di taratura del dispositivo (100). 9. Device according to any one of claims 1 to 7 wherein said second reference value (Ref2) is determined as a function of an equivalent impedance estimated at said given point (P) by the third operating module (130) during an initial phase device calibration (100). 10. Metodo per il rilevamento di una condizione di funzionamento in isola di un sottosistema elettrico (10) connesso ad stazione di alimentazione (20) facente parte di una rete di alimentazione (30), e ad una o più unità di produzione dell'energia elettrica (40) facenti parte di una generazione distribuita (50), detto metodo comprendendo le seguenti fasi: rilevare grandezze elettriche di funzionamento di detto sottosistema elettrico (10) in un determinato punto (P); determinare un primo parametro (P1) rappresentativo di una tensione a vuoto in detto determinato punto (P) a cui à ̈ collegato detto sottosistema elettrico (10); determinare un secondo parametro (P2) rappresentativo di un’impedenza equivalente in detto determinato punto (P); confrontare detto primo parametro (P1) con un primo valore di riferimento (Ref1); confrontare detto secondo parametro (P2) con un secondo valore di riferimento (Ref2); se detto primo parametro (P1) à ̈ minore di detto primo valore di riferimento (Ref1), e detto secondo parametro (P2) à ̈ maggiore di detto secondo valore di riferimento (Ref2), generare un segnale di output (OS) rappresentativo del fatto che detto sottosistema elettrico (10) opera in condizione di funzionamento in isola.10. Method for detecting an island operating condition of an electrical subsystem (10) connected to a power supply station (20) forming part of a power supply network (30), and to one or more energy production units electricity (40) forming part of a distributed generation (50), said method comprising the following steps: detecting electrical operating quantities of said electrical subsystem (10) at a determined point (P); determining a first parameter (P1) representative of a no-load voltage in said determined point (P) to which said electrical subsystem (10) is connected; determine a second parameter (P2) representative of an equivalent impedance in said determined point (P); comparing said first parameter (P1) with a first reference value (Ref1); comparing said second parameter (P2) with a second reference value (Ref2); if said first parameter (P1) is less than said first reference value (Ref1), and said second parameter (P2) is greater than said second reference value (Ref2), generate an output signal (OS) representative of the the fact that said electrical subsystem (10) operates in an island operating condition.
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