GUÍA DOCENTE CURSO: 2012/13

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1 GUÍA DOCENTE CURSO: 2012/ ANÁLISIS DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA ASIGNATURA: ANÁLISIS DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA CENTRO: Escuela de Ingenierias Industriales y Civiles TITULACIÓN: Ingeniero Industrial DEPARTAMENTO: INGENIERÍA ELÉCTRICA ÁREA: Ingeniería Eléctrica PLAN: 10 - Año 2001 ESPECIALIDAD: CURSO: Cr. comunes ciclo IMPARTIDA: 2 No especificada TIPO: Optativa CRÉDITOS: 7,5 TEÓRICOS: 4,5 PRÁCTICOS: 3 Información ECTS ECTS 5.5 Horas Totales 165 Horas Presenciales 75 Horas NO Presenciales 90 Horas Teóricas (HT) 45 Horas Prácticas (HP) 30 Horas de Evaluación 0 Horas de Clases Tutorizadas (HCT) 0 Horas Presenciales 75 Horas NO Presenciales: 90 - Trabajos Tutorizados (HTT): 9 - Actividad Independiente (HAI): 81 Descriptores B.O.E. Modelado y análisis de sistemas eléctricos de potencia. Flujos de potencia. Cortocircuitos. Estabilidad. Temario Cap. 1: Aspectos generales del modelado de S.E.P. Estructura general de un S.E.P. Planificación, Análisis, Control y Protección. Escalas de tiempo Estados de operación de un S.E.P. Aplicación del método p.u. a S.E.P. Página 1 de 9

2 Diagramas unifilares Aplicación de los modelos [Y] y [Z] Elección del método de cálculo. Eliminación, inversión, factorización Cap. 2: Impedancia serie de líneas de transporte y distribución Tipos de conductores Resistencia Inductancia de un conductor Inductancia de líneas monofásicas Inductancia de líneas de conductores compuestos Inductancia de líneas trifásicas Inductancia con conductores múltiples o agrupados Cap. 3: Capacidad de líneas de transporte y distribución Capacidad de una línea de dos conductores Capacidad de una línea trifásica Efecto de la tierra sobre las capacidades al neutro Capacidad con conductores múltiples o agrupados Capacidad de líneas dobles Cap. 4: Relaciones de tensión y corriente en una línea de transporte Representación de líneas La línea de transporte corta: líneas inductivas La línea de longitud media Líneas de gran longitud: ecuaciones y circuito equivalente El flujo de potencia a través de una línea Cap. 5: Flujo de Potencia: planteamiento y formulación Página 2 de 9

3 Planteamiento Ecuaciones de Flujo de Potencia Clasificación de los nudos Clasificación de las variables del sistema Cap.6: Flujo de Potencia: métodos básicos de resolución Método de Gauss Método de Gauss-Seidel Método de Newton-Raphson Efecto de las variables de control Cap. 7: Flujo de Potencia: métodos específicos de resolución FP Desacoplado FP Desacoplado Rápido FP de Corriente Continua y FP de Impedancias Nodales Cap. 8: Aspectos generales del Análisis de Cortocircuitos en S.E.P. Tipos de cortocircuitos Conceptos y definiciones Calentamiento de los conductores durante el c.c. Aspectos que influyen en los fenómenos transitorios de un c.c. Cap. 9: Cortocircuitos simétricos Transitorios en circuitos serie RL y en generadores síncronos Tensiones internas en máquinas con carga ante un c.c. Cálculo de c.c. empleando [Znodal] Introducción a la selección de interruptores de potencia Cap. 10: Componentes simétricas y redes de secuencia en el Análisis de Cortocircuitos Página 3 de 9

4 Aplicación de las componentes simétricas Circuitos de secuencia de una línea de transporte Circuitos de secuencia de la máquina síncrona Circuitos de secuencia de transformadores Redes de secuencia de un S.E.P. Cap. 11: Estabilidad Estacionaria de S.E.P. El problema de la estabilidad Dinámica del rotor y la ecuación de oscilación La ecuación potencia-ángulo Coeficientes de potencia de sincronización El criterio de igualdad de áreas Cap. 12: Análisis Dinámico de S.E.P. Modelado de los elementos del sistema Planteamiento de las ecuaciones Resolución de las ecuaciones Análisis de resultados Cap. 13: Seguridad Estacionaria Planteamiento Diagrama de transición de estados Análisis de Contingencias simples Cap. 14: Otras aplicaciones de las técnicas de Análisis de S.E.P. Estimación de estado Influencia de la red en el funcionamiento económico Página 4 de 9

5 Requisitos Previos Para un mejor aprovechamiento de la materia correspondiente a esta asignatura, es conveniente disponer de los conocimientos previos relativos a: *conceptos fundamentales de campos y ondas electromagnéticos *elementos de un circuito eléctrico *circuitos eléctricos en régimen estacionario senoidal *magnitudes fasoriales Objetivos Modelar individualmente los principales elementos que componen un sistema eléctrico de potencia. Modelar el conjunto del sistema eléctrico a partir de los modelos individuales de sus elementos. Conocer los tipos de análisis que se realizan sobre un sistema eléctrico de potencia. Preparar los datos para realizar los tipos de análisis más frecuentes en la explotación de un sistema eléctrico de potencia. Realizar los cálculos y las simulaciones correspondientes al análisis. Interpretar los resultados de cálculos y simulaciones obtenidos al analizar un sistema eléctrico de potencia. Metodología Clases magistrales en el aula: teoría y problemas. Clases prácticas en el laboratorio: simulación de sistemas eléctricos de potencia, principalmente mediante ordenador. Trabajos de curso. Desarrollo teórico y práctico de los contenidos, según el caso, por medio de los métodos más apropiados: pizarra, transparencias, presentaciones visuales, etc. Criterios de Evaluación La valoración de las clases prácticas y las actividades de curso alcanzará el 30% de la nota global. El 70% restante se obtendrá mediante exámen compuesto de una parte teórica y otra de problemas y/o práctica. Se valorará, fundamentalmente, la correcta aplicación de modelos y métodos. Para aprobar el exámen será necesario obtener un mínimo de puntuación del 30% en cada parte. Descripción de las Prácticas Práctica 1: Análisis de sistemas eléctricos mediante técnicas de Flujo de Potencia Descripción: Análisis de un sistema eléctrico en régimen estacionario. Relación entre potencias y tensiones. Flujos de potencia a través de las líneas. Efecto de cambios topológicos y de cambios en los requerimientos de tensión en un nudo. Estudio comparativo de diferentes métodos de resolución. Página 5 de 9

6 Herramientas computacionales base: DINAMLP y ASISELEP, desarrollados en la Universidad de Práctica 2: Cálculo de cortocircuitos en un sistema eléctrico Descripción: Cálculo de cortocircuitos simétricos y asimétricos en redes eléctricas de cualquier tamaño. Herramientas computacionales base: DINAMLP y ASISELEP, desarrollados en la Universidad de Práctica 3: Análisis dinámico de un sistema eléctrico mediante simulación Descripción: Simulación de la evolución temporal de las variables eléctricas y mecánicas, tras una perturbación. Efecto de diferentes perturbaciones: pérdidas de carga, cortocircuitos, pérdidas de grupos y aperturas de líneas. Herramientas computacionales base: DINAMLP y ASISELEP, desarrollados en la Universidad de Práctica 4: Análisis de la estabilidad de un sistema eléctrico mediante simulación Descripción: Estudio del comportamiento de las velocidades y de los ángulos de par de las máquinas síncronas presentes, en relación a la estabilidad del sistema, ante perturbaciones severas. Herramientas computacionales base: DINAMLP y ASISELEP, desarrollados en la Universidad de Práctica 5: Análisis de Contingencias simples Descripción: Análisis estacionario de un sistema eléctrico ante contingencias simples: apertura de una línea o pérdida de generación. Herramientas computacionales base: DINAMLP y ASISELEP, desarrollados en la Universidad de Bibliografía [1 Básico] Análisis práctico de sistemas eléctricos / Felipe Díaz, José F. Medina. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Departamento de Ingeniería Mecánica,, Las Palmas de Gran Canaria : (1995) Obc* [2 Básico] Análisis de sistemas de potencia / John J. Grainger, William D. Stevenson, Jr. McGraw-Hill,, México : (1996) [3 Recomendado] Power system control and stability. Anderson, Paul M. IEEE press,, New York : (1994) - (Rev. print.) Página 6 de 9

7 [4 Recomendado] Teoría de líneas eléctricas : Enrique Ras Oliva. Universidad Politécnica de Cataluña ;, Barcelona : (1973) Ob comp* [5 Recomendado] Electric energy systems theory: an introduction / Olle Ingemar Elgerd. McGraw-Hill,, Auckland : (1982) - (2nd ed.) [6 Recomendado] Corrientes de cortocircuito en redes trifásicas / por Richard Roeper ; redaccion Friedrich Mitlehner con la colaboracion de Bernt Ehmcke y Alfred Webs. Marcombo,, Barcelona : (1985) - (2a ed. rev.) [7 Recomendado] Sistemas Eléctricos de Potencia S. A. Nasar McGraw-Hill Serie Schaum [8 Recomendado] Análisis de redes eléctricas. Universidade de Vigo,, Vigo : (1995) Organización Docente de la Asignatura Horas Contenidos HT HP HCT HTT HAI Competencias y Objetivos Cap. 1: Aspectos generales del modelado de S.E.P Conocer los aspectos generales del modelado de S.E.P. Cap. 2: Impedancia serie de líneas de transporte y distribución Determinar el valor de la impedancia serie de líneas de transporte y de distribución Cap. 3: Capacidad de líneas de transporte y distribución Determinar el valor de la capacidad de líneas de transporte y de distribución Cap. 4: Relaciones de tensión y corriente en una línea de transporte Entender las relaciones entre tensión y corriente en una línea de transporte. Construir el modelo de una línea eléctrica. Página 7 de 9

8 Horas Contenidos HT HP HCT HTT HAI Competencias y Objetivos Cap. 5: Flujo de Potencia: planteamiento y formulación Conocer el planteamiento y la formulación del Análisis de Flujo de Potencia. Construir el modelo de un sistema eléctrico para su análisis en régimen estacionario. Cap.6: Flujo de Potencia: métodos básicos de resolución Aplicar los métodos básicos de resolución de Flujo de Potencia. Cap. 7: Flujo de Potencia: métodos específicos de resolución Aplicar los métodos especificos de resolución de Flujo de Potencia. Cap. 8: Aspectos generales del Análisis de Cortocircuitos en S.E.P Conocer los aspectos generales del Análisis de Cortocircuitos en S.E.P. Cap. 9: Cortocircuitos simétricos Construir el modelo de un sistema eléctrico para el análisis de cortocircuitos. Calcular las corrientes de cortocircuito. Cap. 10: Componentes simétricas y redes de secuencia en el Análisis de Cortocircuitos Aplicar el método de las componentes simétricas al estudio de cortocircuitos asimétricos en un sistema eléctrico de potencia. Cap. 11: Estabilidad Estacionaria de S.E.P Entender el concepto de estabilidad de un sistema eléctrico. Página 8 de 9

9 Horas Contenidos HT HP HCT HTT HAI Competencias y Objetivos Cap. 12: Análisis Dinámico de S.E.P Construir el modelo de un sistema eléctrico para análisis dinámico. Simular el régimen dinámico posterior a una perturbación del régimen estacionario inicial. Estudiar la estabilidad dinámica. Cap. 13: Seguridad Estacionaria Comprender el concepto de seguridad estacionaria. Cap. 14: Otras aplicaciones de las técnicas de Análisis de S.E.P Conocer la aplicación de técnicas de flujo de potencia a la estimación de estado y al funcionamiento económico de sistemas eléctricos de potencia. Equipo Docente JOSÉ FERNANDO MEDINA PADRÓN Categoría: TITULAR DE UNIVERSIDAD Departamento: INGENIERÍA ELÉCTRICA Teléfono: Correo Electrónico: josef.medina@ulpgc.es Página 9 de 9