STRUMENTI E METODOLOGIE PER LA CO-SIMULAZIONE REAL-TIME GEOGRAFICAMENTE DISTRIBUITA E LA REALIZZAZIONE DI PROVE REMOTE POWER HARDWARE-IN-THE-LOOP

This thesis addresses the importance of real-time simulations and co-simulations in engineering systems. The first chapter provides a current state of the art of simulations and co-simulations, describing emerging technologies. In the second chapter, an interface called "Bifrost" is presented that is needed to address the practical challenges of interconnecting simulators and devices with heterogeneous communication protocols. In the third chapter, a monolithic and a distibuted model of a derivation of "Kundur's Two Area System" network model are simulated, where through the addition of a BESS system, an attempt is made to support the re-synchronization of system areas following an abrupt change in load. In the fourth chapter, the results of PHIL simulations and R-PHIL co-simulations are presented, highlighting the effectiveness of the control techniques employed for the BESS system. In conclusion, the advantages of real-time simulations are discussed.

La tesi affronta l'importanza delle simulazioni e delle co-simulazioni real-time nei sistemi ingegneristici. Il primo capitolo fornisce uno stato dell'arte attuale delle simulazioni e delle co-simulazioni, descrivendo le tecnologie emergenti. Nel secondo capitolo, viene presentata un'interfaccia denominata "Bifrost" necessaria per affrontare le sfide pratiche legate all'interconnessione tra simulatori e dispositivi con protocolli di comunicazione eterogenei. Nel terzo capitolo sono simulati un modello monolitico ed uno distibuito di una derivazione del modello di rete "Kundur’s Two Area System", dove tramite l'aggiunta di un sistema BESS si cerca supportare la ri-sincronizzazione delle aree del sistema a seguito di una brusca variazione di carico. Nel quarto capitolo, vengono presentati i risultati delle simulazioni PHIL e delle co-simulazioni R-PHIL, evidenziando l'efficacia delle tecniche di controllo adoperata per il sistema BESS. In conclusione sono discussi i vantaggi delle simulazioni real-time.