RENEWABLE/CONVENTIONAL POWER GENERATION, TRANSMISSION AND HVDC/FACTS

Lo scopo del corso è quello di fornire agli studenti gli strumenti per essere in grado di analizzare e comprendere i principi di funzionamento dei principali componenti di un sistema di elettrico in alta ed altissima tensione con particolare attenzione ai componenti basati su inverter e alle interazioni tra le parti quando il sistema di alimentazione è in condizioni operative sicure e di allerta.

  In particolare, verranno fornite le conoscenze di base dei modelli dei generatori, delle linee di trasmissione, dei carichi e dei principali apparati elettronici di potenza, nonché una conoscenza avanzata delle principali regolazioni relative alle variabili di tensione e frequenza.

Conoscenza e comprensione

Una volta completato con successo il modulo, lo studente sarà in grado di:

-       comprendere e applicare i principi di funzionamento dei principali componenti di un sistema di potenza e dei convertitori elettronici di potenza utilizzati nei sistemi di trasmissione;

-       selezionare le caratteristiche adeguate dei componenti principali dei sistemi di potenza e dei regolatori di frequenza e tensione nei generatori;

-       selezione dei principali dispositivi attivi, analisi dei convertitori di potenza e degli anelli di retroazione;

-       gli studenti saranno in grado di risolvere problemi pratici di progettazione e produrre relazioni tecniche.

Esprimere giudizi

Capacità di valutare adeguatamente le condizioni di funzionamento dei sistemi elettrici in condizioni stazionarie e transitorie, considerando anche la variabilità introdotta dalle fonti rinnovabili non programmabili.

Gli studenti saranno in grado di valutare adeguatamente le prestazioni di varie topologie di convertitori di potenza.

Abilità comunicative

Capacità di confrontarsi con interlocutori specialisti su problematiche legate alla generazione di energia da fonti convenzionali e rinnovabili, analisi di moderni sistemi energetici con l'integrazione di tecnologie basate su inverter.

Capacità di apprendimento

Una volta completato con successo il modulo, lo studente sarà in grado di:

• individuare le principali grandezze che caratterizzano un sistema energetico.

• Calcolare le variabili elettriche in una rete elettrica.

• conoscere i modelli equivalenti dei principali componenti di un sistema energetico.

• Modellare una rete elettrica utilizzando correttamente i modelli ed i relativi parametri.

• Descrivere il controllo della rete attraverso le variabili P, Q, V e delta.

• Simulare e valutare i flussi di potenza.

• Analizzare le condizioni della rete che possono creare problemi di instabilità e insicurezza.

Organizzazione delle lezioni

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.

1. Introduzione ai sistemi di potenza

2. Metodo per unità applicato ai sistemi di potenza

3. Modelli della domanda e dei carichi elettrici

4. Modelli di generatori sincroni

5. Parametri della linea di trasmissione: induttanza, capacità, resistenza e conduttanza

6. Linea di trasmissione in CA : funzionamento in regime  stazionario

7. Modello di un sistema di potenza: load flow e analisi di sensitività

8. Regolazione della tensione

9. Regolazione della frequenza

10. Stabilità transitoria

11. Centrali elettriche programmabili: idroelettriche e termoelettriche

12 Centrali elettriche non programmabili: eolico e fotovoltaico

13 Trasmissione in DC: HVDC

14 Tecnologie FACTS

15 Tecnologia dell'elettronica di potenza per la generazione di energia rinnovabile su larga scala

16 Strategie di controllo dei convertitori di potenza connessi alla rete

I materiali didattici sono risorse che il professore utilizza per aiutare gli studenti a raggiungere i risultati di apprendimento del corso. Nello specifico vengono utilizzati i seguenti materiali:

1) Libri di riferimento (vedi elenco sotto).

2) Appunti delle lezioni (forniti dal docente).

3) Presentazioni PowerPoint (fornite dal docente).

- Prova orale: 2 o 3 domande sugli argomenti riportati nel programma,

- Descrivere i sistemi di sincronizzazione rete.