Modellazione e studio della stabilità basata sul confronto tra impedenze di una microrete in corrente continua a bordo nave

Abstract

Lo studio presentato in questa tesi riguarda l’analisi della stabilità di una microrete in corrente continua (DC) per applicazioni navali, realizzata attraverso un approccio basato sul rapporto di impedenze. Il settore navale contribuisce in modo significativo alle emissioni globali di gas nocivi per l’ambiente e per la salute umana, rendendo sempre più necessario lo sviluppo di navi elettriche, in cui le microreti trovano applicazione ideale. Tra le principali sfide di una microrete operante in modalità isolata vi è il mantenimento della stabilità, fondamentale per garantire il corretto funzionamento del sistema di propulsione e dei servizi ausiliari di bordo. L’analisi si basa sulla modellazione delle impedenze delle sorgenti tramite la tecnica dello State Space Averaging e sull’Extra Element Theorem, utilizzato per includere l’impedenza di sorgenti e carichi nell’analisi. Questo approccio permette di studiare la stabilità del sistema in funzione di parametri chiave, come il regime di carico e la configurazione della rete.

The study presented in this thesis focuses on the stability analysis of a direct current (DC) microgrid for naval applications, conducted using an impedance-based approach. The maritime sector makes a significant contribution to global emissions of harmful gases that adversely affect the environment and human health, increasing the need for the development of electric ships, where microgrids find an ideal application. One of the main challenges of a microgrid operating in isolated mode is maintaining stability, which is crucial to ensure the proper functioning of the propulsion system and onboard auxiliary services. The analysis is based on modeling the source impedances using the State Space Averaging technique and the Extra Element Theorem, which is employed to incorporate the impedances of sources and loads into the analysis. This approach enables the study of system stability as a function of key parameters, such as load conditions and network configuration.