2023
A Eletricidade como Vetor Energético
Nome: A Eletricidade como Vetor Energético
Cód.: EME10369M
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica:
Engenharia Eletrotécnica
Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português
Regime de Frequência: Presencial
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Objetivos de Aprendizagem
Energia Eléctrica, nomeadamente nas áreas da Produção, Transformação e Transporte.
Deverá ainda adquirir conhecimentos de forma a saber utilizar diagramas de carga e calcular trânsitos de potência.
Pretende-se que o aluno identifique os diferentes problemas associados à qualidade de energia eléctrica.
- O aluno deverá adquirir/ consolidar conhecimentos na área dos sistemas inteligentes de controlo e supervisão. Neste âmbito o aluno aprofundará ferramentas de aquisição e processamento de sinais eléctricos (instrumentação virtual - LabView) assim como ferramentas de Controlo e Supervisão (sistemas SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition).
Estas ferramentas permitem a interacção futura com sistemas de controlo avançados (ex: concentração solar), supervisão SCADA de processos industriais (ex: biomassa) e controlo inteligente de fluxos de electricidade (ex: smart grids - eficiência energética).
Deverá ainda adquirir conhecimentos de forma a saber utilizar diagramas de carga e calcular trânsitos de potência.
Pretende-se que o aluno identifique os diferentes problemas associados à qualidade de energia eléctrica.
- O aluno deverá adquirir/ consolidar conhecimentos na área dos sistemas inteligentes de controlo e supervisão. Neste âmbito o aluno aprofundará ferramentas de aquisição e processamento de sinais eléctricos (instrumentação virtual - LabView) assim como ferramentas de Controlo e Supervisão (sistemas SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition).
Estas ferramentas permitem a interacção futura com sistemas de controlo avançados (ex: concentração solar), supervisão SCADA de processos industriais (ex: biomassa) e controlo inteligente de fluxos de electricidade (ex: smart grids - eficiência energética).
Conteúdos Programáticos
1. Introdução
- Evolução dos Sistemas de Energia Elétrica. Combustíveis. Centrais de energia elétrica.
2. Problema de programação matemática
- Utilidade e definições básicas. Identificação do ótimo. Teorema de Karush-Kuhn-Tucker. Relaxação Lagrandeana. Programação dinámica.
3. Mercado de energia elétrica
- Mercado de energía elétrica. Equilibrio de mercado. Despacho económico e ambiental. Solução não considerando as perdas nas linhas.
4. Planeamento de curto prazo com grupos hídricos
- Formulação do problema. Solução considerando queda fixa.
5. Planeamento de curto prazo com grupos térmicos
- Caraterização dos grupos térmicos. Solução usando relaxação Lagrangeana. Solução usando programação dinâmica.
6. Coordenação hidrotérmica de curto prazo
- Formulação do problema. Casos simples usando o teorema de Karush Kuhn Tucker. Decomposição e coordenação.
- Evolução dos Sistemas de Energia Elétrica. Combustíveis. Centrais de energia elétrica.
2. Problema de programação matemática
- Utilidade e definições básicas. Identificação do ótimo. Teorema de Karush-Kuhn-Tucker. Relaxação Lagrandeana. Programação dinámica.
3. Mercado de energia elétrica
- Mercado de energía elétrica. Equilibrio de mercado. Despacho económico e ambiental. Solução não considerando as perdas nas linhas.
4. Planeamento de curto prazo com grupos hídricos
- Formulação do problema. Solução considerando queda fixa.
5. Planeamento de curto prazo com grupos térmicos
- Caraterização dos grupos térmicos. Solução usando relaxação Lagrangeana. Solução usando programação dinâmica.
6. Coordenação hidrotérmica de curto prazo
- Formulação do problema. Casos simples usando o teorema de Karush Kuhn Tucker. Decomposição e coordenação.
Métodos de Ensino
- Aulas presenciais teórico-práticas
- Aulas presenciais laboratoriais
O ensino é baseado em aulas teórico-práticas e laboratoriais. Procura-se uma aprendizagem activa que estimule o aluno a pesquisar os diversos temas que são abordados nesta disciplina.
Paralelamente aos problemas resolvidos em aula, são implementados trabalhos de simulação/ experimentação, que permitem ao aluno sedimentar os novos conhecimentos adquiridos e identificar/ conhecer a tecnologia industrial correspondente.
Metodologia e critérios de avaliação:
Os elementos de avaliação são classificados utilizando o intervalo [0,20].
A avaliação consta de:
- [TP]: Trabalho prático Laboratorial - (30%).
- [Ex] Exame final ou Projecto Final (70%).
[NF] Nota final: NF = TP×0.30 + Ex ×0.70
Se NF> 9.5 ^ TP> 9.5 ^ Ex> 9.5: Aprovado
- Aulas presenciais laboratoriais
O ensino é baseado em aulas teórico-práticas e laboratoriais. Procura-se uma aprendizagem activa que estimule o aluno a pesquisar os diversos temas que são abordados nesta disciplina.
Paralelamente aos problemas resolvidos em aula, são implementados trabalhos de simulação/ experimentação, que permitem ao aluno sedimentar os novos conhecimentos adquiridos e identificar/ conhecer a tecnologia industrial correspondente.
Metodologia e critérios de avaliação:
Os elementos de avaliação são classificados utilizando o intervalo [0,20].
A avaliação consta de:
- [TP]: Trabalho prático Laboratorial - (30%).
- [Ex] Exame final ou Projecto Final (70%).
[NF] Nota final: NF = TP×0.30 + Ex ×0.70
Se NF> 9.5 ^ TP> 9.5 ^ Ex> 9.5: Aprovado
Bibliografia
Weedy, B. Cory, Electric Power Systems, Wiley-Blackwell; 4th Ed, 1998.
Grainger J., W. Stevenson, Power System Analysis, McGraw-Hill, 1994.
Sucena Paiva J., Redes de Energia Eléctrica¸ IST Press, 2. Ed., 2007.
T. Radil, F. Janeiro, P. Ramos, A. Serra, ?An Efficient Approach to Detect and Classify Power Quality Disturbances?, Intl. J. Comp. Math. in Electrical and Electronic Engineering, vol. 27, no. 5, pp. 1178-1191, 2008.
Ogata, K.; Modern Control Engineering, Prentice-Hall International, Inc., 4th Ed., 2002.
Francisco, António; Autómatos Programáveis, ETEP LIDEL-Edições Técnicas, 2. Ed. 2003.
Figueiredo, João; PLC based Structure for Management and Control of Distributed Energy Production Units, in Programmable Logic Controllers. Ed. Luiz Affonso Guedes. In-Teh. Croatia, pp. 161-170. ISBN 978-953-7619-63-3
SIEMENS; Simatic S7-300 ? Ladder Logic (LAD) for S7-300, 2001.
SIEMENS; Simatic WinCC, User Manual
National Instruments; NI LabView for Windows 2000/NT/XP, User Manual
Grainger J., W. Stevenson, Power System Analysis, McGraw-Hill, 1994.
Sucena Paiva J., Redes de Energia Eléctrica¸ IST Press, 2. Ed., 2007.
T. Radil, F. Janeiro, P. Ramos, A. Serra, ?An Efficient Approach to Detect and Classify Power Quality Disturbances?, Intl. J. Comp. Math. in Electrical and Electronic Engineering, vol. 27, no. 5, pp. 1178-1191, 2008.
Ogata, K.; Modern Control Engineering, Prentice-Hall International, Inc., 4th Ed., 2002.
Francisco, António; Autómatos Programáveis, ETEP LIDEL-Edições Técnicas, 2. Ed. 2003.
Figueiredo, João; PLC based Structure for Management and Control of Distributed Energy Production Units, in Programmable Logic Controllers. Ed. Luiz Affonso Guedes. In-Teh. Croatia, pp. 161-170. ISBN 978-953-7619-63-3
SIEMENS; Simatic S7-300 ? Ladder Logic (LAD) for S7-300, 2001.
SIEMENS; Simatic WinCC, User Manual
National Instruments; NI LabView for Windows 2000/NT/XP, User Manual
Equipa Docente
- Mário Rui Melício da Conceição [responsável]
