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PROTEZIONE DEI SISTEMI ELETTRICI

CODICE 56734
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 6 cfu al 1° anno di 8731 INGEGNERIA ELETTRICA (LM-28) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/33
    LINGUA Italiano (Inglese a richiesta)
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 2° Semestre
    MODULI Questo insegnamento è un modulo di:
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    PRESENTAZIONE

    Il corso si propone di presentare, con visione sistemica e interdisciplinare, gli aspetti metodologici e tecnologici per la protezione dei sistemi elettrici per l’energia, con particolare riguardo al nuovo scenario di generazione diffusa e rinnovabile, comprese le microgrid, al controllo del carico (demand response) e ai sistemi di accumulo. 

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    Nell'insegnamento si affrontano aspetti di corretta progettazione dei sistemi di protezione. Si trattano aspetti di integrazione tra protezione e controllo, di telecomunicazioni anche alla luce della diffusione della generazione distribuita tradizionale e rinnovabile e dell’evoluzione dei sistemi elettrici di distribuzione ed industriali.

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    Il corso si propone di presentare gli aspetti sistemistici, metodologici e tecnologici legati alla protezione dei sistemi elettrici per l’energia, con particolare attenzione al nuovo contesto di riferimento, che include la generazione distribuita da fonte rinnovabile, i sistemi di generazione interfacciati tramite convertitori, i sistemi di accumulo.

    La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte (lezioni frontali e attività in laboratorio) e lo studio individuale consentiranno allo studente di


    - comprendere in modo approfondito i principali aspetti sistemistici e tecnologici legati alla  generazione distribuita;
    - comprendere i sistemi di  produzione dell'energia da fonte rinnovabile;

    - comprendere le gli aspetti di maggior rilievo legati alla progettazione delle reti di distribuzione e delle relative protezioni, con attenzione agli aspetti di affidabilità, continuità di servizio e selettività. 
    - applicare le conoscenze maturate durante il corso per realizzare modelli dettagliati dei sistemi elettrici in presenza di sistemi di generazione interfacciati tramite convertitore;
    - acquisire la corretta  terminologia legata agli aspetti di integrazione, protezione e controllo, di telecomunicazioni e coordinamento delle protezioni nel contesto  della generazione distribuita tradizionale e rinnovabile, in presenza di microgrid, sistemi di accumulo, e funzionalità avanzate di controllo del carico.

    - acquisire le conoscenze essenziali relative ai sistemi elettrici a bordo delle navi AES (All Electric Ship), in relazione alle loro peculiarità e criticità, con particolare attenzione agli aspetti di protezione e ai requisiti necessari per la connessione alla rete elettrica di distribuzione portuale (shore connection).

    MODALITA' DIDATTICHE

    Il corso presenta lezioni teoriche, seminari ed esercitazioni con sviluppo di esempi applicativi. Le lezioni si complimentano con esercitazioni applicative  e seminari su problemi di attualità con presentazione di “test case” (La norma IEC 61850, Demand Side Management). Sono previste visite tecniche a test facility e reti di distribuzione ove sono presenti sistemi di accumulo e sistemi di controllo e protezione. 

    Sono previsti esercitazione nel laboratorio ShIL ove presente sistemi di accumulo, convertitori programmabili e simulatore real-time.

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Il corso affronta diverse tematiche sulle protezioni e gestione dei sistemi elettrici, in particolare:

    • Architetture dei sistemi di automazione delle reti di distribuzione (DMS - Distribution Management Systhem): analisi delle nuove funzionalità di monitoraggio e controllo delle reti di distribuzione in presenza di generazione rinnovabile.
    • Generazione elettrica eolica e fotovoltaica. Dimensionamento e modellazione
    • Protezione dei sistemi elettrici: analisi in dettaglio delle protezioni nei sistemi elettrici (protezioni di linea, protezioni di sbarra, protezioni di generatore, protezioni di trasformatori, protezioni di reattori, protezioni di back-up e sistemi di protezioni per grandi aree).
    •  Analisi dei sistemi di conversione grid-following applicati a sistemi di produzione rinnovabile
    • Analisi della norma IEC 61850 “Communication networks and systems in substation”. 
    • Protezione delle reti di distribuzione: integrazione tra protezione e controllo alla luce della diffusione della generazione distribuita tradizionale e rinnovabile e sistemi di interconnessione. 
    • Modellistica dei sistemi di accumulo: analisi dei sistemi di accumulo per il controllo delle MicroGrid con forte presenza di rinnovabile.
    • Gestione del carico: il ruolo del carico elettrico nel nuovo scenario delle SmartGrid.
    • Aspetti di modellistica impiantistica a bordo nave

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Riferimenti bibliografici:

    1) Power System Protection - the Electricity Training Association - ISBN: 0-85296-847-7 & 978-0-85296-847-5;  

    2) Nikos Hatziargyriou, “Microgrids: Architectures and Control” ISBN: 978-1-118-72068-4 (i testi sono disponibili presso II Polo del CSBA);

    3) altro materiale fornito dai Docenti.

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    STEFANO MASSUCCO (Presidente)

    FRANCESCO CONTE

    FABIO D'AGOSTINO

    MATTEO SAVIOZZI

    FEDERICO SILVESTRO (Presidente Supplente)

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    L’esame si compone di una parte scritta e una orale.

    La parte scritta è rappresentata da un elaborato da svolgere a calcolatore su aspetti modellistici o di dimensionamento di sistemi elettrici con generazione distribuita. L'elaborato dovrà essere consegnato almeno una settimana prima dell'esame orale accompagnato da una relazione esplicativa. La verifica consiste in un colloquio orale volto ad evidenziare sia l'acquisizione dei contenuti fondamentali presentati durante il corso,sia sulle capacità applicative nella soluzioni di problemi operativi. Nel colloquio sarà anche discusso l'elaborato sviluppato.

     

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    I dettagli sulle modalità di preparazione per l’esame e sul grado di approfondimento di ogni argomento verranno dati nel corso delle lezioni.
    L’elaborato verificherà l’effettiva acquisizione delle conoscenze di base su alcune metodologie di modellazione e dimensionamento di sistemi di produzione rinnovabili. I problemi e le domande aperte permetteranno di valutare la capacità di applicare le conoscenze in situazioni pratiche che possono verificarsi in laboratorio. Lo studente dovrà essere in grado di collegare e integrare le conoscenze apprese nel corso delle attività laboratoriali con quelle fornite durante le lezioni frontali.

    L’esame orale verterà principalmente sugli argomenti trattati durante le lezioni frontali e avrà lo scopo di valutare non soltanto se lo studente ha raggiunto un livello adeguato di conoscenze, ma se ha acquisito la capacità di analizzare criticamente i problemi impiantistici e sistemistici che verranno posti nel corso dell'esame. 

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note
    19/12/2022 08:30 GENOVA Compitino
    19/12/2022 08:30 GENOVA Orale
    18/01/2023 08:30 GENOVA Compitino
    18/01/2023 08:30 GENOVA Orale
    18/01/2023 11:00 GENOVA Orale
    18/01/2023 11:00 GENOVA Esame su appuntamento
    01/02/2023 11:00 GENOVA Esame su appuntamento
    01/02/2023 11:00 GENOVA Orale
    15/02/2023 11:00 GENOVA Orale
    15/02/2023 11:00 GENOVA Esame su appuntamento
    07/06/2023 11:00 GENOVA Esame su appuntamento
    07/06/2023 11:00 GENOVA Orale
    21/06/2023 11:00 GENOVA Esame su appuntamento
    21/06/2023 11:00 GENOVA Orale
    05/07/2023 11:00 GENOVA Esame su appuntamento
    05/07/2023 11:00 GENOVA Orale
    19/07/2023 11:00 GENOVA Esame su appuntamento
    19/07/2023 11:00 GENOVA Orale
    31/08/2023 11:00 GENOVA Esame su appuntamento
    31/08/2023 11:00 GENOVA Orale
    13/09/2023 11:00 GENOVA Esame su appuntamento
    13/09/2023 11:00 GENOVA Orale

    ALTRE INFORMAZIONI

    Attività formative di base. Attività formative caratterizzanti Ingegneria Elettrica quali i contenuti dei corsi di base di Impianti elettrici e di Controlli automatici.

    Ulteriori informazioni: http://iees.diten.unige.it/?si_profile=federico-silvestro