Internazionalizzazione della Didattica | ELECTRIC POWER SYSTEMS

cod. 0623300006

ELECTRIC POWER SYSTEMS

	0623300006
	DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE ED ELETTRICA E MATEMATICA APPLICATA
	CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
	ELECTRICAL ENGINEERING FOR DIGITAL ENERGY
	2024/2025

PERCORSO COMUNE

	OBBLIGATORIO
	ANNO CORSO 1
	ANNO ORDINAMENTO 2023
	PRIMO SEMESTRE

MODULI

SSD	CFU	ORE	ATTIVITÀ	TIPO DI ATTIVITÁ FORMATIVA
ING-IND/33	4	32	LEZIONE	CARATTERIZZANTE
ING-IND/33	2	16	LABORATORIO	CARATTERIZZANTE
ING-IND/33	3	24	ESERCITAZIONE	CARATTERIZZANTE

DOCENTI

	VINCENZO GALDI T Curriculum
	PIERLUIGI SIANO Curriculum

	Obiettivi
	L’INSEGNAMENTO FORNISCE LE CONOSCENZE TEORICHE E METODOLOGICHE E GLI STRUMENTI OPERATIVI PER LO STUDIO DEI SISTEMI ELETTRICI PER L’ENERGIA E DELLE RETI DI TRASMISSIONE E DISTRIBUZIONE INTELLIGENTI. CONOSCENZE E COMPRENSIONE COMPONENTI DI UN SISTEMA ELETTRICO E LORO CARATTERISTICHE: LINEE, TRASFORMATORI, GENERATORI, CARICHI. FUNZIONAMENTO A REGIME DI UN SISTEMA ELETTRICO, MODELLI CON EQUAZIONI TENSIONI-POTENZE (LOAD FLOW) E METODI DI ANALISI. SIMULAZIONE DI SISTEMI ELETTRICI. ANALISI DEI GUASTI NEI SISTEMI ELETTRICI, PARAMETRI DI QUALITÀ DELLE GRANDEZZE ELETTRICHE. RETI ELETTRICHE INTELLIGENTI: MODELLI DEI CARICHI, UTENTI, PROFILI DI CARICO, ADEGUATEZZA DELLA GENERAZIONE. GENERAZIONE DISTRIBUITA E ACCUMULO DELL’ENERGIA, FLESSIBILITÀ. CONNESSIONE, MICRORETI, PROTEZIONE DALLA DISCONNESSIONE, DEMAND SIDE MANAGEMENT, DEMAND RESPONSE. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE E COMPRENSIONE DEFINIRE LE SPECIFICHE DEI COMPONENTI DI UN SISTEMA ELETTRICO IN MT E BT IN FUNZIONE DELL’APPLICAZIONE. ANALIZZARE UN SISTEMA ELETTRICO A REGIME E IN PRESENZA DI GUASTI E INDIVIDUARE LE POSSIBILI SOLUZIONI PER MITIGARNE GLI EFFETTI. EFFETTUARE ANALISI DI LOAD FLOW DI UNA RETE ELETTRICA IN PRESENZA DI GENERAZIONE DISTRIBUITA, ANCHE CON L’AUSILIO DI UN SIMULATORE. ANALIZZARE RETI ELETTRICHE INTELLIGENTI E INTEGRARE LA GENERAZIONE DISTRIBUITA E UN SISTEMA DI ACCUMULO IN UNA RETE INTELLIGENTE. ELABORARE ELEMENTI DI GESTIONE DI UNA RETE INTELLIGENTE E DOMANDA FLESSIBILE.

L’INSEGNAMENTO FORNISCE LE CONOSCENZE TEORICHE E METODOLOGICHE E GLI STRUMENTI OPERATIVI PER LO STUDIO DEI SISTEMI ELETTRICI PER L’ENERGIA E DELLE RETI DI TRASMISSIONE E DISTRIBUZIONE INTELLIGENTI.

CONOSCENZE E COMPRENSIONE
COMPONENTI DI UN SISTEMA ELETTRICO E LORO CARATTERISTICHE: LINEE, TRASFORMATORI, GENERATORI, CARICHI. FUNZIONAMENTO A REGIME DI UN SISTEMA ELETTRICO, MODELLI CON EQUAZIONI TENSIONI-POTENZE (LOAD FLOW) E METODI DI ANALISI. SIMULAZIONE DI SISTEMI ELETTRICI. ANALISI DEI GUASTI NEI SISTEMI ELETTRICI, PARAMETRI DI QUALITÀ DELLE GRANDEZZE ELETTRICHE. RETI ELETTRICHE INTELLIGENTI: MODELLI DEI CARICHI, UTENTI, PROFILI DI CARICO, ADEGUATEZZA DELLA GENERAZIONE. GENERAZIONE DISTRIBUITA E ACCUMULO DELL’ENERGIA, FLESSIBILITÀ. CONNESSIONE, MICRORETI, PROTEZIONE DALLA DISCONNESSIONE, DEMAND SIDE MANAGEMENT, DEMAND RESPONSE.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE E COMPRENSIONE
DEFINIRE LE SPECIFICHE DEI COMPONENTI DI UN SISTEMA ELETTRICO IN MT E BT IN FUNZIONE DELL’APPLICAZIONE. ANALIZZARE UN SISTEMA ELETTRICO A REGIME E IN PRESENZA DI GUASTI E INDIVIDUARE LE POSSIBILI SOLUZIONI PER MITIGARNE GLI EFFETTI. EFFETTUARE ANALISI DI LOAD FLOW DI UNA RETE ELETTRICA IN PRESENZA DI GENERAZIONE DISTRIBUITA, ANCHE CON L’AUSILIO DI UN SIMULATORE. ANALIZZARE RETI ELETTRICHE INTELLIGENTI E INTEGRARE LA GENERAZIONE DISTRIBUITA E UN SISTEMA DI ACCUMULO IN UNA RETE INTELLIGENTE. ELABORARE ELEMENTI DI GESTIONE DI UNA RETE INTELLIGENTE E DOMANDA FLESSIBILE.

	Prerequisiti
	Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono utili conoscenze dell’elettromagnetismo stazionario e quasi stazionario, la teoria dei circuiti ed elementi di meccanica.

	Contenuti
	Unità didattica (UD1): Sistemi elettrici di potenza: componenti e funzionamento (Lezione/Esercitazione: 24 ore – 20/4) Introduzione ai sistemi elettrici di potenza (SEP). (2/0) Linee elettriche (EL). Componenti, conduttori, linee aeree e in cavo. Linee Dc and ac, modello circuitale di una linea. Performance di una linea. Linee di trasmissione e distribuzione. Esercitazioni numeriche. (6/2). Transformatori, caratteristiche costruttive, modello elettrico, funzionamento a regime. Generatore sincrono (SG), caratteristiche costruttive, eccitazione, modello elettrico, funzionamento a regime. (3/1) Carichi elettrici: carichi controllati e aggregate. (2/0) Interruttori, protezione. (2/0) Stazioni elettriche, sottostazioni. Stato del neutro. (2/0) Sistemi di distribuzione. Modelli di interconnessione. (2/0) Teoria dei grafi applicata alla distribuzione. Matrici di rete (1/1) Unità didattica (UD2): Power system analysis (Ore Lezione/Esercitazione: 32 – 18/14) Analisi nodale per un SEP, load flow, modelli e soluzione per il problema di load flow. Modelli approssimati e metodi numerici. Esercitazioni di laboratorio. (4/8) Disaccoppiamento attivo/reattivo. Stabilità nelle reti di distribuzione. Controllo della potenza attiva e reattiva. Vincoli. Stati di un SEP. Esercitazioni di laboratorio. (4/4) Il metodo dei valori relativi. Corto circuito trifase, Correnti e Potenza di corto circuito. Analisi di guasto sbilanciato. Componenti simmetrici, impedenze di sequenza. Guasti simmetrici e dissimmetrici. Sicurezza elettrica. Esercitazioni di laboratorio. (6/6) Unità didattica (UD3): Smart grids (Ore Lezione/Esercitazione: 16 – 8/8) Reti elettriche intelligenti: component, modelli dei carichi, utenti, profili di carico. (3/1) Generazione distribuita, fonti rinnovabili, accumulo dell’energia, flessibilità della generazione. (3/1) Connessioni, microreti, protezione dalla disconnessione, demand side management, demand response. Analisi di reti intelligenti. Esercitazioni di laboratorio. (2/6)

Contenuti

Unità didattica (UD1): Sistemi elettrici di potenza: componenti e funzionamento
(Lezione/Esercitazione: 24 ore – 20/4)
Introduzione ai sistemi elettrici di potenza (SEP). (2/0)
Linee elettriche (EL). Componenti, conduttori, linee aeree e in cavo. Linee Dc and ac, modello circuitale di una linea. Performance di una linea. Linee di trasmissione e distribuzione. Esercitazioni numeriche. (6/2).
Transformatori, caratteristiche costruttive, modello elettrico, funzionamento a regime. Generatore sincrono (SG), caratteristiche costruttive, eccitazione, modello elettrico, funzionamento a regime. (3/1)
Carichi elettrici: carichi controllati e aggregate. (2/0)
Interruttori, protezione. (2/0)
Stazioni elettriche, sottostazioni. Stato del neutro. (2/0)
Sistemi di distribuzione. Modelli di interconnessione. (2/0)
Teoria dei grafi applicata alla distribuzione. Matrici di rete (1/1)
Unità didattica (UD2): Power system analysis
(Ore Lezione/Esercitazione: 32 – 18/14)
Analisi nodale per un SEP, load flow, modelli e soluzione per il problema di load flow. Modelli approssimati e metodi numerici. Esercitazioni di laboratorio. (4/8)
Disaccoppiamento attivo/reattivo. Stabilità nelle reti di distribuzione. Controllo della potenza attiva e reattiva. Vincoli. Stati di un SEP. Esercitazioni di laboratorio. (4/4)
Il metodo dei valori relativi. Corto circuito trifase, Correnti e Potenza di corto circuito. Analisi di guasto sbilanciato. Componenti simmetrici, impedenze di sequenza. Guasti simmetrici e dissimmetrici. Sicurezza elettrica. Esercitazioni di laboratorio. (6/6)

Unità didattica (UD3): Smart grids
(Ore Lezione/Esercitazione: 16 – 8/8)
Reti elettriche intelligenti: component, modelli dei carichi, utenti, profili di carico. (3/1)
Generazione distribuita, fonti rinnovabili, accumulo dell’energia, flessibilità della generazione. (3/1)
Connessioni, microreti, protezione dalla disconnessione, demand side management, demand response. Analisi di reti intelligenti. Esercitazioni di laboratorio. (2/6)

	Metodi Didattici
	L’insegnamento è costituito da lezioni teoriche (60% circa), esercitazioni in aula e di laboratorio (40% circa). Nelle lezioni teoriche, il docente coinvolge gli studenti rendendoli parte attiva nello sviluppo della trattazione degli argomenti teorici, verificando, al tempo stesso, il grado di maturazione dei concetti esposti fino a quel momento. Nelle esercitazioni in aula vengono assegnati, svolti e commentati esempi di applicazione degli argomenti teorici. Il docente inizialmente illustra la corretta procedura di analisi o di progetto e, successivamente, gli studenti vengono coinvolti nella risoluzione del problema. Nelle esercitazioni di laboratorio si effettueranno prove ed esercitazioni con modelli e prototipi in scala, anche attraverso l’ausilio di emulatori di reti elettriche interfacciati al calcolatore per la virtualizzazione di reti distribuzione reali. L’insegnamento è erogato in presenza. La lingua di insegnamento è l’inglese.

Metodi Didattici

L’insegnamento è costituito da lezioni teoriche (60% circa), esercitazioni in aula e di laboratorio (40% circa).
Nelle lezioni teoriche, il docente coinvolge gli studenti rendendoli parte attiva nello sviluppo della trattazione degli argomenti teorici, verificando, al tempo stesso, il grado di maturazione dei concetti esposti fino a quel momento.
Nelle esercitazioni in aula vengono assegnati, svolti e commentati esempi di applicazione degli argomenti teorici. Il docente inizialmente illustra la corretta procedura di analisi o di progetto e, successivamente, gli studenti vengono coinvolti nella risoluzione del problema.
Nelle esercitazioni di laboratorio si effettueranno prove ed esercitazioni con modelli e prototipi in scala, anche attraverso l’ausilio di emulatori di reti elettriche interfacciati al calcolatore per la virtualizzazione di reti distribuzione reali.
L’insegnamento è erogato in presenza. La lingua di insegnamento è l’inglese.

	Verifica dell'apprendimento
	La prova di esame è finalizzata a valutare, nel complesso, la conoscenza e la capacità di comprensione dei concetti presentati a lezione, la capacità di applicare tali conoscenze all’analisi di sistemi elettrici, l’autonomia di giudizio, le abilità comunicative e la capacità di apprendere. [esame di profitto]. L’esame di profitto consiste in una prova pratica (che prevede la produzione di un elaborato) e un colloquio. La prova pratica consiste nella risoluzione di problemi numerici di reti di distribuzione dell’energia elettrica mediante l’ausilio del calcolatore e/o simulatore e di risposte a quesiti. La prova pratica potrà essere somministrata mediante test prevalutato attraverso la piattaforma di e-learning messa a disposizione dall’Ateneo. [la prova pratica]. Gli argomenti oggetto degli esercizi nella prova pratica includono l’analisi di un una rete di distribuzione elettrica per mezzo del modello circuitale, il dimensionamento e la scelta dei componenti di una rete di distribuzione elettrica e analisi di load flow. Studio delle reti dei in condizioni di guasto. Gli argomenti oggetto di eventuali domande a risposta aperta sono tutti quelli contenuti nel programma dell’insegnamento. Esempi di prova pratica saranno pubblicati durante il corso sul sito web di riferimento dell’insegnamento. La valutazione della prova pratica tiene conto dei risultati numerici e della correttezza dell’impostazione. La scala utilizzata è la seguente: a-ottimo, b-buono, c-discreto, d-più che sufficiente, e-sufficiente, f-insufficiente. Per l’accesso al colloquio è richiesta una valutazione pari o superiore al livello e-sufficiente. [la prova orale]. Il colloquio verte sui contenuti della prova pratica e del programma. Lo studente sarà anche chiamato ad argomentare le scelte effettuate nella prova pratica. La valutazione del colloquio terrà conto delle conoscenze dimostrate dallo studente e del grado del loro approfondimento, della capacità di apprendere dimostrata, della capacità di applicazione dei contenuti e delle competenze, della qualità dell’esposizione e dalla qualità dell’elaborato discusso. [valutazione finale]. La valutazione finale, espressa in trentesimi con eventuale lode, terrà conto di entrambe le prove. Il livello di valutazione minimo (18) è attribuito quando lo studente manifesta qualche incertezza nell’applicazione dei metodi di soluzione del problema proposto e ha una limitata ma sufficiente conoscenza dei principali argomenti studiati. Il livello massimo (30) è attribuito quando lo studente dimostra una conoscenza completa ed approfondita dei metodi ed è in grado di risolvere i problemi proposti pervenendo in modo efficiente e accurato alla soluzione e mostra una notevole capacità di collegare gli argomenti studiati. La lode viene attribuita quando il candidato dimostra significativa padronanza dei contenuti teorici e operativi e mostra di saper presentare gli argomenti con notevole proprietà di linguaggio e capacità di elaborazione autonoma anche in contesti diversi da quelli proposti dal docente.

Verifica dell'apprendimento

La prova di esame è finalizzata a valutare, nel complesso, la conoscenza e la capacità di comprensione dei concetti presentati a lezione, la capacità di applicare tali conoscenze all’analisi di sistemi elettrici, l’autonomia di giudizio, le abilità comunicative e la capacità di apprendere.
[esame di profitto]. L’esame di profitto consiste in una prova pratica (che prevede la produzione di un elaborato) e un colloquio. La prova pratica consiste nella risoluzione di problemi numerici di reti di distribuzione dell’energia elettrica mediante l’ausilio del calcolatore e/o simulatore e di risposte a quesiti. La prova pratica potrà essere somministrata mediante test prevalutato attraverso la piattaforma di e-learning messa a disposizione dall’Ateneo.
[la prova pratica]. Gli argomenti oggetto degli esercizi nella prova pratica includono l’analisi di un una rete di distribuzione elettrica per mezzo del modello circuitale, il dimensionamento e la scelta dei componenti di una rete di distribuzione elettrica e analisi di load flow. Studio delle reti dei in condizioni di guasto. Gli argomenti oggetto di eventuali domande a risposta aperta sono tutti quelli contenuti nel programma dell’insegnamento.
Esempi di prova pratica saranno pubblicati durante il corso sul sito web di riferimento dell’insegnamento.
La valutazione della prova pratica tiene conto dei risultati numerici e della correttezza dell’impostazione. La scala utilizzata è la seguente: a-ottimo, b-buono, c-discreto, d-più che sufficiente, e-sufficiente, f-insufficiente. Per l’accesso al colloquio è richiesta una valutazione pari o superiore al livello e-sufficiente.
[la prova orale]. Il colloquio verte sui contenuti della prova pratica e del programma. Lo studente sarà anche chiamato ad argomentare le scelte effettuate nella prova pratica. La valutazione del colloquio terrà conto delle conoscenze dimostrate dallo studente e del grado del loro approfondimento, della capacità di apprendere dimostrata, della capacità di applicazione dei contenuti e delle competenze, della qualità dell’esposizione e dalla qualità dell’elaborato discusso.
[valutazione finale]. La valutazione finale, espressa in trentesimi con eventuale lode, terrà conto di entrambe le prove.
Il livello di valutazione minimo (18) è attribuito quando lo studente manifesta qualche incertezza nell’applicazione dei metodi di soluzione del problema proposto e ha una limitata ma sufficiente conoscenza dei principali argomenti studiati.
Il livello massimo (30) è attribuito quando lo studente dimostra una conoscenza completa ed approfondita dei metodi ed è in grado di risolvere i problemi proposti pervenendo in modo efficiente e accurato alla soluzione e mostra una notevole capacità di collegare gli argomenti studiati.
La lode viene attribuita quando il candidato dimostra significativa padronanza dei contenuti teorici e operativi e mostra di saper presentare gli argomenti con notevole proprietà di linguaggio e capacità di elaborazione autonoma anche in contesti diversi da quelli proposti dal docente.

	Testi
	TESTI DI RIFERIMENTO P.S.R. MURTY, ELECTRICAL POWER SYSTEMS, ELSEVIER, 2017 BENATO-FELLIN, IMPIANTI ELETTRICI, UTET, 2012 GATTA - IMPIANTI ELETTRICI VOL.1 , ESCULAPIO, ED.2022, ISBN: 9788893853071 GATTA - IMPIANTI ELETTRICI VOL.2 , ESCULAPIO, ED.2022, ISBN: 9788893852821 ALTRI RIFERIMENTI CATALIOTTI, IMPIANTI ELETTRICI, VOLL. 1, 2, 3, FLACCOVIO.

	Altre Informazioni
	Insegnamento erogato in lingua inglese.

Orari Lezioni

BETA VERSION Fonte dati ESSE3

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