Progetto, realizzazione e caratterizzazione metrologica di una RMU per smart grids

Il lavoro di tesi magistrale è stato incentrato sullo sviluppo, la realizzazione e la caratterizzazione metrologica di una Remote Measurement Unit (RMU) per Smart Grids basata su microcontrollore. Lo scopo della RMU è quello di acquisire le grandezze elettriche presenti in un nodo della rete di distribuzione, elaborarle e fornirle ad un’unità centrale adibita al controllo della rete, dove, sulla base delle informazioni provenienti da tutte le postazioni di misura, vengono prese le decisioni per la gestione ottimale del sistema elettrico. La RMU riceve in ingresso sei segnali, condizionati ed adattati da opportuni trasduttori di corrente e tensione, che vengono campionati e convertiti in forma digitale. Tali campioni sono poi elaborati per calcolare una serie di grandezze quali, ad esempio, i valori efficaci, gli sfasamenti, le potenze attive e reattive, pronte per essere inviate all’unità centrale suddetta. Nella prima parte della tesi ci si è concentrati principalmente sulla scelta dell’unità di calcolo, ricaduta quindi sul controllore Microchip dsPIC33EP, il quale integra un convertitore analogico digitale sufficientemente accurato e veloce ed ha funzioni di digital signal processing. Nella seconda parte della tesi si è sviluppato il software, scritto in linguaggio C, per la gestione dei segnali in ingresso e la loro elaborazione. In questa parte si sono dovuti affrontare e risolvere due problemi principali: il primo dovuto al fatto che la frequenza dei segnali di ingresso (quella di rete) non è costante; il secondo legato alla non simultaneità della acquisizione dei sei ingressi. Nella terza parte della tesi si è proceduto a caratterizzare metrologicamente l’RMU: utilizzando strumentazione di riferimento in conferma metrologica e banchi di misura automatici appositamente sviluppati, si sono determinate le prestazioni, in termini di accuratezza, dell’unità realizzata nella misura del valore efficace, dello sfasamento, della potenza attiva e reattiva.