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Progettazione di dispositivi di interfaccia per la connessione di inverter fotovoltaici grid-connected

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Tesi di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica e Fotonica “PROGETTAZIONE DI DISPOSITIVI DI INTERFACCIA PER LA CONNESSIONE DI INVERTER FOTOVOLTAICI GRID -CONNECTED ” Tesi di Laurea Magistrale di Anno Accademico 2011/12 Salvatore Guaiana – 1 – INDICE Introduzione ...................................................................................................................... 3 1. Generazione Distribuita e Smart Grid ................................................................ 5 1.1. Introduzione........................................................................................................ 5 1.2. La Generazione Distribuita................................................................................. 6 1.3. Impianti fotovoltaici ........................................................................................... 7 1.4. Smart Grid ........................................................................................................ 10 1.5. Sistemi di protezione di interfaccia .................................................................. 12 2. Norma Tecnica CEI 0-21.................................................................................. 13 2.1. Descrizione ....................................................................................................... 13 2.1.1. Dispositivi d’Interfaccia........................................................................... 15 2.1.2. Impianti di produzione indirettamente connessi con funzionamento continuativo.............................................................................................. 18 2.1.3. Caratteristiche e soglie di protezione del SPI........................................... 19 2.2. Sistemi di comunicazione................................................................................. 26 2.2.1. Standard IEC 61850 ................................................................................. 27 2.3.2. Powerline Communication....................................................................... 30 3. Dispositivi Hardware utilizzati per la progettazione ........................................ 33 3.1. Infrastruttura hardware ..................................................................................... 33 3.2. Sezione metrologica: Demo Kit Board............................................................. 35 3.2.1. Hardware di rilevazione ........................................................................... 36 3.2.2. Hardware di calcolo delle misure............................................................. 39 3.3. Sezione di elaborazione e trasmissione dati: E-meter board ............................ 45 3.3.1. Comunicazione seriale con l’inverter e il distributore ............................. 52 3.3.2. Circuito di condizionamento per il pilotaggio del contattore................... 61 Tesi di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica e Fotonica “PROGETTAZIONE DI DISPOSITIVI DI INTERFACCIA PER LA CONNESSIONE DI INVERTER FOTOVOLTAICI GRID -CONNECTED ” Tesi di Laurea Magistrale di Anno Accademico 2011/12 Salvatore Guaiana – 2 – 4. Strumenti Software utilizzati per la progettazione ........................................... 64 4.1. Ambiente di sviluppo: Atollic TrueSTUDIO ................................................... 64 4.2. Il Sistema Operativo Real-Time FreeRTOS..................................................... 66 4.3. STM32 ST-LINK Utility.................................................................................. 68 4.4. Architettura del firmware di E-Meter............................................................... 70 5. Sviluppo del Sistema di Interfaccia per Generatori Distribuiti ........................ 75 5.1. Requisiti del Progetto ....................................................................................... 75 5.2. Implementazione dell’acquisizione della frequenza, della tensione e della corrente ............................................................................................................. 77 5.3. Configurazione dei pin per le uscite digitali..................................................... 80 5.4. Visualizzazione delle misure sul display.......................................................... 84 5.5. Creazione dei task per la gestione della protezione.......................................... 86 5.5.1. Il task “Protection Management” ............................................................. 88 5.5.2. Il task “Measurement”.............................................................................. 90 5.5.3. Il task “FreqS1S2 Management”.............................................................. 90 5.5.4. I task “FreqS1”, “FreqS2”, “FreqS2_1s” e “FreqS2_4s”......................... 91 5.5.5. Il task “Serial Command” ........................................................................ 93 5.5.6. I task “Max Average Voltage”, “Max Voltage”, “Min VoltageS1” e “Min Voltage S2” .............................................................................................. 93 5.5.7. I task “Write On Inverter” e “Read From Inverter” ................................. 95 5.6. Programmazione della scheda .......................................................................... 96 6. Verifiche e prove sul SPI................................................................................ 101 Conclusioni e Sviluppi Futuri....................................................................................... 107 Bibliografia ................................................................................................................... 116
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Progettazione di dispositivi di interfaccia per la connessione di inverter fotovoltaici grid-connected

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Informazioni tesi

  Autore: Salvatore Guaiana
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2011-12
  Università: Università degli Studi di Palermo
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Elettronica e Fotonica
  Relatore: Antonio Cataliotti
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 118

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