Electrical Transients in Power Systems

Code:

M.EEC022

Acronym:

RTSEE

Keywords
Classification	Keyword
OFICIAL	Power

Instance: 2021/2022 - 2S

Active?	Yes
Responsible unit:	Department of Electrical and Computer Engineering
Course/CS Responsible:	Master in Electrical and Computer Engineering

Cycles of Study/Courses

Acronym	No. of Students	Study Plan	Curricular Years	Credits UCN	Credits ECTS	Contact hours	Total Time
M.EEC	51	Syllabus	1	-	6	45,5	162

Teaching language

Portuguese

Objectives

1. Understand the dynamic behavior of the electric power system when facing system disturbances.
2. Understand the mechanisms that assure stability of the system when facing disturbances.
3. Master the methodologies for the solution of the main problems related with transient phenomena in power
systems, including the usage of direct methods and numerical methods.
4. Master the know-how about voltage and frequency control loops in stability studies.
5. Understand the functionalities of the AGC and the adjustments on its control parameters.
6. Understand the fast transient phenomena related with switching overvoltages and transient currents that
follow switching actions in the power system.

Learning outcomes and competences

O curso visa desenvolver o interesse dos alunos e o conhecimento e compreensão de ferramentas e métodos para a análise da estabilidade do sistema, controle e interrupção do circuito do sistema de potência e análise das sobretensões de manobra. O curso aborda a estabilidade em profundidade e as sobretensões de manobra.
Resultados de Aprendizagem:
Os alunos desenvolverão conhecimento e compreensão de:
1- Aquisição e demonstração de conhecimento avançado dos fenómenos transitórios e do comportamento dinâmico de equipamentos e sistemas eléctricos.
2- Aquisição e demonstração de conhecimento das metodologias para a resolução dos principais problemas associados aos fenómenos transitórios em sistemas eléctricos.
3- Aquisição e demonstração de conhecimento dos métodos de resolução adequados dos problemas postos pelos fenómenos transitórios em SEE.
(Competências CDIO- Conceiving — Designing — Implementing — Operating-1.3,2.1,2.3,3.3 e 4.3)

Working method

Presencial

Program

1- Power System Stability. Basic concepts of dynamic stability.
2- Synchronous generator swing equation.
3- Principles of dynamic stability.
4- Types of stability problems in the electric power system.
5- Equal area criterion for transient stability analysis.
6- Numerical methods for the solution of the swing equation (Euler and Runge-Kutta).
7- Stability of multi-machine systems
8- Voltage and frequency control. Primary and secondary frequency control. Automatic Generation Control – AGC
9- Methods of improving power system stability
10- Overvoltages in the power system. Transient recovery voltages. First pole factor. Interruption of small inductive
currents.
11- Peak currents following the connection of capacitive circuits.

Mandatory literature

Prabha Kundur; Power system stability and control. ISBN: 0-07-035958-X

Complementary Bibliography

W. Peter Sauer; Power system dynamics and stability. ISBN: 0-13-678830-0
Allan Greenwood; Electrical Transients in Power Systems. ISBN: 0-471-32650-X
Hadi Saadat; Power system analysis. ISBN: 0-07-116758-7
Abdelhay A. Sallam; Power system stability. ISBN: 978-1-84919-944-5
J. Arrillaga; Computer analysis of power systems. ISBN: 0-471-92760-0

Teaching methods and learning activities

As aulas teóricas são ministradas com apoio de slides, existindo publicados apontamentos que cobrem a globalidade da UC.
Nas aulas TP são resolvidos e discutidos alguns problemas que foram previamente disponibilizados  aos estudantes. É realizado o estudo da estabilidade de uma rede de pequena dimensão com recurso a meios informáticos.

Evaluation Type

Distributed evaluation with final exam

Assessment Components

Designation	Weight (%)
Exame	65,00
Teste	15,00
Trabalho prático ou de projeto	20,00
Total:	100,00

Amount of time allocated to each course unit

Designation	Time (hours)
Estudo autónomo	116,50
Frequência das aulas	45,50
Total:	162,00

Eligibility for exams

Cumprimento das regras de assiduidade em vigor.
Conclusão do trabalho de avaliação distribuida, com um mínimo de 40%.
Realização de um mini teste, relativo à parte prática de Estabilidade.

Calculation formula of final grade

A avaliação será constituída por duas componentes:
1) Realização de um trabalho (TP) sobre um problema de estabilidade, para ser resolvido utilizando o MatLab, Visual Basic ou Excel, do qual deverá ser entregue relatório e programa em formato digital.
2) Exame final (EF) com uma parte teórica (11,5 valores ) e uma parte prática (1,5 valores).
Exame Final EF - 13 valores
Trabalho de avaliação distribuída TP - 4 valores.
Mini teste - 3 valores
Mínimo de 40% no exame, no mini-teste e no trabalho.
A componente EF permite avaliar as competências CDIO - 1.3,2.1, 2.3,3.3 e 4.3
A componente TP permite avaliar as competências CDIO - 2.3 e 4.3

Examinations or Special Assignments

Durante a realização da parte prática dos exames não é permitida a utilização de máquinas de calcular da gama TI-Nspire (Texas Instruments). Como regra geral, só é permitida a utilização de máquinas de calcular que satisfaçam cumulativamente os seguintes requisitos:

- não apresentam capacidade de leitura de ficheiros em formato pdf ou formato de
imagem (incluindo formatos vetoriais)

- não terem capacidade de comunicação à distância.

Special assessment (TE, DA, ...)

Igual às dos estudantes "normais". Estas situações não dispensam a realização do trabalho computacional. O trabalho tem que ser realizado no mesmo prazo que para os estudantes "normais". Os estudantes  só se podem apresentar a exame com classificação de avaliação distribuida.

Classification improvement

Exame final (teórica e prática). A classificação da componente de avaliação distribuida é válida para todas as épocas de exame do ano lectivo.