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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA DELL'ENERGIA ELETTRICA
Insegnamento
SISTEMI ELETTRICI PER L'ENERGIA
IN04107616, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA DELL'ENERGIA ELETTRICA
IN1979, ordinamento 2014/15, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese ELECTRIC POWER SYSTEMS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII)
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ROBERTO BENATO ING-IND/33

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria elettrica ING-IND/33 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 02/03/2020
Fine attività didattiche 12/06/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2014

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
8 A.A. 2019/2020 01/10/2019 30/11/2020 BENATO ROBERTO (Presidente)
DAMBONE SESSA SEBASTIAN (Membro Effettivo)
COPPO MASSIMILIANO (Supplente)
7 A.A. 2018/19 01/10/2018 01/11/2019 BENATO ROBERTO (Presidente)
DAMBONE SESSA SEBASTIAN (Membro Effettivo)
COPPO MASSIMILIANO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Elettrotecnica
Impianti elettrici
Macchine elettriche
Conoscenze e abilita' da acquisire: Lo studente dovrà essere in grado di:

1) acquisire nozioni approfondite sulla rete di alta e altissima tensione inerentemente alla regolazione della tensione, della frequenza e del suo comportamento a regime permanente, regolato e fortemente perturbato a seguito di guasti. ;
2) analizzare il comportamento in regime e in transitorio della rete di cui al punto 1;
3) impostare calcoli di primo pugno senza l'ausilio dei libri e della calcolatrice;
4) impostare calcoli precisi anche mediante l'ausilio di libri e ovviamente della calcolatrice (che deve essere in grado di calcolare seni e coseni iperbolici di variabile complessa);
5) saper impostare mediante procedure in ambiente matlab le questioni teoriche emerse durante le lezioni frontali o d'interesse per la rete elettrica.
Modalita' di esame: Possibilità di prove in itinere che prevedono una prima parte di risoluzione di esercizi di calcolo elettrico;
Appelli ufficiali con prova scritta finale che comprende una parte di calcolo elettrico e una parte di teoria (6 domandine a risposta lapidaria più una domanda aperta in cui lo studente può diffondere maggiormente le proprie conoscenze) (entrambe in forma scritta) più un orale obbligatorio in forma orale.
Le tre prove hanno tutte lo stesso peso.
Criteri di valutazione: La valutazione della preparazione dello studente sarà basata su:

1) livello di comprensione degli argomenti svolti;
2) capacità di impostare sia calcoli, ancorché approssimati, sia impostazioni teoriche;
3) comprensibilità e sintesi dei contenuti presentati;
4) capacità di schematizzare problematiche impiantistiche che si presentano nel mondo dei gestori della rete di trasmissione.
Contenuti: 1) INTRODUZIONE AL CORSO
2) RICHIAMI SUI DOPPI BIPOLI LINEARI
2.1) Significato di doppio bipolo lineare: porte, matrice delle impedenze e delle ammettenze
2.2) Matrice di trasmissione o ibrida: parametri A, B, C, D e loro significato fisico
2.3) Doppi bipoli reciproci e simmetrici
2.4) Doppi bipoli in cascata: la linea mista aerea-cavo-aerea
2.5) Doppi bipoli in parallelo: due linee elettriche in parallelo
2.6) Doppi bipoli degeneri
2.7) Rappresentazione a T o a pi-greco
2.8) Esempio di applicazione al trasformatore. Trasformatore non di gruppo 0 o 6. Rapporto di trasformazione complesso.
3) IL REGIME SINUSOIDALE DELLE LINEE ELETTRICHE
3.1) Richiami sulle costanti delle linee elettriche visti nel corso di Impianti elettrici: il calcolo della conduttanza trasversale;
3.2) Le equazioni dei telegrafisti: la costante di propagazione e l'impedenza caratteristica;
3.3) Calcolo della costante di propagazione e dell'impedenza caratteristica nel caso di linea aerea e nel caso di linea in cavo: le condizioni di Heaviside;
3.4) Funzionamento della linea alla potenza naturale: "carta d'identità" della linea
3.5) Significato teorico della linea di lunghezza infinita
3.6) Linea a vuoto
3.7) Linee reali e il teorema di Ossanna per la determinazione del regime di linea;
3.8) Linee relativamente corte e possibilità di trasmettere potenze molto superiori alla potenza naturale fino al limite termico
3.9) Le linee in cavo in AAT
3.10) Le linee isolate in gas: gas insulated lines da un punto di vista precipuamente trasmissivo;
4) CENNI AI DIAGRAMMI TIPICI DELLE LINEE DI TRASMISSIONE
4.1) Cenni ai diagrammi ellittici e diagrammi circolari: tracciamento degli stessi mediante MATLAB in laboratorio
4.2) Cenno alle capability charts patavine ideate da Benato-Paolucci
5) LA RAPPRESENTAZIONE DI UNA RETE ELETTRICA IN REGIME SINUSOIDALE COL METODO "PER UNITÀ"
5.1) La pratica determinazione delle impedenze in "per unità"
5.2) Esempio di impiego del metodo "per unità"
5.3) Applicazione del metodo "per unità" a una linea ideale
6) LO STUDIO DEI "FLUSSI DI POTENZA" NELLE RETI ELETTRICHE: POWER FLOW MONOFASE
6.1) Il metodo di Newton-Raphson e di Gauss-Siedel
6.2) Il metodo Benato-Paolucci-Turri con la matrice alle ammettenze nodali che include le ammettenze dei generatori;
6.3) Valutazione approssimata dei flussi di potenza attiva
6.4) La regolazione "primaria e secondaria" delle tensioni nelle grandi reti
6.5) Cenni ai power flow trifase
6.6) La multiconductor cell analysis (MCA) applicata alle linee aeree (Benato-Dambone Sessa- Guglielmi) e alle linee in cavo compensate e non (Benato) e alle linee ibride;
7) LA REGOLAZIONE DELLA TENSIONE
7.1) La regolazione della tensione in casi semplici
7.2) Regime delle tensioni e delle potenze trasmesse in un collegamento puramente induttivo
7.3) Provvedimenti per la regolazione della tensione
8) LA REGOLAZIONE DELLA FREQUENZA
8.1) Comportamento tipico di un regolatore di velocità di un gruppo idroelettrico
8.2) La regolazione primaria in un sistema "generatore con carichi"
8.3) L'introduzione della regolazione secondaria nel sistema "generatore con carichi"
8.4) La regolazione della frequenza in un sistema con più generatori
8.5) La regolazione frequenza-potenza nelle reti interconnesse
8.6) Cenni sull'organizzazione della regolazione frequenza potenza nella rete italiana
9)STABILITÀ DEL PARALLELO
10) LA PROPAGAZIONE DEI TRANSITORI NELLE LINEE
11)PROTEZIONE SELETTIVA NELLE RETI MAGLIATE MEDIANTE RELÈ DISTANZIOMETRICI
12)SEMINARI/TESTIMONIANZA di TERNA RETE ITALIA, PRYSMIAN
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Tutto il corso viene esposto alla lavagna (il cui tempo di scrittura è sincrono con quello della comprensione o della "mera seguibilità").
Sono previste:
1) tre seminari/testimonianza di dirigenti E-DISTRIBUZIONE, PRYSMIAN , TERNA etc.
2) visione in aula di spezzoni di componenti la rete elettrica e del modellino a fasori rotanti etc.
3) una lezione di filmati del centro nazionale di controllo (ROMA) e di fulmini.
4) una visita tecnica al centro di controllo telecontrollo e teleconduzione di TERNA RETE ITALIA a Scorzé;
5) almeno 8 lezioni di esercizi;
6) avendo il docente fatto ricerca su quasi ogni argomento trattato nel corso propone articoli d'approfondimento (scritti dallo stesso docente, alcuni dei quali sotto forma di review e pubblicati su open access così da fornirli facilmente agli studenti);
7) qualora le basi dell'argomento da svolgere fossero state trattate in un altro corso e il docente subodorasse che non sono state capite può decidere se rispiegarle mediante il loro significato fisico più che mediante la loro formalizzazione matematica;
8) lezioni di laboratorio MATLAB in aula Taliercio: mediante la creazione da parte dello studente di file e funzioni Matlab avviene una comprensione ancor più profonda delle conoscenze acquisite durante le lezioni di didattica frontale;
9) descrizione del black-out del 28 settembre 2003 e della perdita del gruppo 6 da 150 MW di San Filippo del Mela in Sicilia il 18 maggio 2011 (gestita in isola elettrica ovvero non connessa alla rete intercontinentale).
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Il libro di testo in italiano e quello in inglese e il libro di esercizi (due dei quali scritti dal docente titolare del corso) contengono tutto quello che serve per l'esame.
Vengono forniti su piattaforma moodle molti sviluppi di ricerca, condotti dal docente, praticamente su ogni argomento del corso.
Testi di riferimento:
  • A. Paolucci, Lezioni di trasmissione dell'energia elettrica. Padova: CLEUP, 1998. Cerca nel catalogo
  • Roberto Benato, Esercizi di sistemi elettrici per l'energia. Padova: EDIZIONI PROGETTO, 2018. TERZA EDIZIONE Cerca nel catalogo
  • R. Benato, A. Paolucci, EHV AC Undergrounding electrical power. Performance and planning. London: SPRINGER, 2010. Cerca nel catalogo
  • R. Benato e L. Fellin, Impianti elettrici. Torino: Wolters Kluwer, 2014. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Laboratory
  • Problem based learning
  • Case study
  • Questioning
  • Action learning
  • Story telling
  • Problem solving
  • Giornata del giovane ricercatore

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • Matlab

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Industria, innovazione e infrastrutture