RENEWABLE/CONVENTIONAL POWER GENERATION, TRANSMISSION AND HVDC/FACTS
Anno accademico 2026/2027 - Docente: ANTONIO TESTARisultati di apprendimento attesi
L'obiettivo principale del modulo è fornire agli studenti una comprensione completa del funzionamento dei principali tipi di convertitori statici di potenza utilizzati nei generatori fotovoltaici ed eolici e nei sistemi FACTS e HVDC. In particolare, durante il corso verrà analizzato teoricamente e con simulazioni il funzionamento degli inverter grid-connected di tipo grid-following e grid-forming, nonchè dei convertitori DC/DC per impianti fotovoltaici e convertitori AC/DC per generatori eolici. Con lo stesso approccio verranno trattati i convertitori a tiristori e a IGBT per applicazioni FACTS e HVDC.
Al termine del modulo, gli studenti acquisiranno le competenze necessarie per valutare l’impiego di convertitori statici di potenza nei generatori fotovoltaici ed eolici e nei sistemi FACTS e HVDC
Attraverso l’analisi di esempi concreti, gli studenti applicheranno le loro conoscenze teoriche a scenari reali, al fine di stabilire una solida base di conoscenza per le loro future carriere. Gli studenti saranno inoltre incoraggiati a collaborare e condividere idee, migliorando così le loro capacità di risoluzione dei problemi e ad approfondire la comprensione delle sfide associate ai convertitori di potenza, preparandoli ad affrontare efficacemente le complessità dell'elettronica di potenza moderna.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Le lezioni frontali sono utilizzate per trasmettere la conoscenza ed è organizzata come segue:
1) vengono delineati gli appunti delle lezioni: prima i punti principali, poi i punti minori che elaborano o spiegano ogni punto principale;
2) vengono forniti esempi pertinenti e concreti, prima della lezione, selezionando esempi familiari e significativi per gli studenti;
3) gli studenti possono interrompere la lezione per porre domande pertinenti, fare commenti o chiedere una revisione;
4) si considerano i riassunti periodici intervallati all'interno della lezione;
5) le lezioni iniziano con una domanda, un problema, un evento attuale o qualcosa che cattura l'attenzione degli studenti;
6) si utilizzano tecniche di apprendimento attivo (ausili tecnologici, come presentazioni multimediali);
7) sessioni di simulazione sono utilizzate per verificare e cogliere i concetti teorici.
Prerequisiti richiesti
Gli studenti dovrebbero avere una conoscenza di base di:
- Circuiti elettrici e reti AC trifase.
- Convertitori elettronici e macchine elettriche.
Frequenza lezioni
E' prevista la frequenza alle lezioni in misura non inferiore al 70% delle ore dell’insegnamento, fatto salvo quanto previsto dall’art.27 del RDA e nel Regolamento per il riconoscimento dello status di studente lavoratore, studente atleta, studente in situazione di difficoltà e studente con disabilità.
Gli studenti sono incoraggiati a partecipare a tutte le attività svolte in classe perché si presume che le lezioni, le dimostrazioni e la discussione facilitino il loro apprendimento.
Contenuti del corso
- Inverter grid-following e grid forming, Voltage Oriented Control, droop control, impedenza virtuale, virtual synchronous generator, sincronizzazione, anti-islanding.
- Strutture di impianti fotovoltaici, MPPT, tecniche di controllo.
- Tipologie di aerogeneratori, tipologie di alternatori, controllo di potenza coppia e velocità, MPPT.
- Sistemi di accumulo con batterie.
- Sistemi FACTS con tiristori, sistemi FACTS con IGBTs.
- Trasmissione HVDC, sistemi HVDC tradizionali, sistemi HVDC light.
Testi di riferimento
| Mircea Eremia, Chen-Ching Liu and Abdel-Aty Edris | Advanced Solutions in Power Systems HVDC, FACTS, and Artificial Intelligence | IEEE Press Wiley | 2016 | 9781119035695 |
| Narain G. Hingorani, Laszlo Gyugyi | Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems | Wiley-IEEE Press | 1999 | 9780780334557 |
| R. Teodorescu, M. Liserre, P. Rodriguez | Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems | Wiley-IEEE Press | 2011 | 9780470057513 |
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Tecnologie dell'elettronica di potenza per la generazione e l'accumulo di energia rinnovabile su larga scala. Strategie di controllo dei convertitori di potenza connessi alla rete. | R. Teodorescu, M. Liserre, P. Rodriguez. Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems. Note del corso. |
| 2 | Tecnologie FACTS | Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems. Wiley-IEEE Press. Note del corso |
| 3 | Trasmissione in DC: tecnologie HVDC | Mircea Eremia, Chen-Ching Liu and Abdel-Aty Edris Advanced Solutions in Power Systems HVDC, FACTS, and Artificial Intelligence. Note del corso |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
- Prova orale: 2 o 3 domande sugli argomenti riportati nel programma,