Eletrónica para Sistemas de Energia e Transportes

Código:

M.EEC010

Sigla:

ESET

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Automação e Controlo

Ocorrência: 2021/2022 - 2S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://sigarra.up.pt/feup/pt/ucurr_geral.ficha_uc_view?pv_ocorrencia_id=485738
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M.EEC	61	Plano de Estudos Oficial	1	-	6	45,5

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

O objetivo desta UC é formar no domínio da integração dos sistemas de energia e de transportes no quadro da cidade inteligente. Assim, tem como objetivos principais dotar os estudantes de competências de:

• Compreender e identificar as arquiteturas de micro-rede elétrica, com produção de energia renovável e armazenamento (CDIO 1.3; 2.1; 2.2; 2.3);
• Especificar requisitos para soluções de controlo e supervisão do balanceamento entre consumo, produção e armazenamento de energia de acordo com as fontes de energia renovável e o sistema de armazenamento (CDIO 1.3; 2.1; 2.2; 2.3);
• Equacionar e sistematizar sistemas eletrónicos que permitem a interligação integrada dentro da micro-rede (CDIO 1.3; 2.1; 2.2; 2.3);
• Desenvolver modelos para simulação de sistemas eletrónicos com inclusão de diversas fontes de energia (CDIO 1.3; 2.1; 2.2; 2.3);
• Projetar soluções integradas, locais e globais, enquadradas por normas e regulamentos aplicáveis no setor em estudo (CDIO 3.1; 3.2; 3.3; 4.4, 4.5);
• Trabalhar em equipa e Elaborar relatórios técnicos (CDIO 3.1; 3.2);
• Realizar apresentações orais de trabalho próprio (CDIO: 3.3).

Resultados de aprendizagem e competências

No final da UC, como resultados de aprendizagem, o estudante deve ser capaz de:

• Analisar os requisitos de energia e potência elétricas na cidade (consumo, produção, armazenamento);
• Analisar a aplicação de diferentes tecnologias na infraestrutura de fornecimento de energia elétrica (eólica, solar, fuel cell, armazenamento, ...)
• Dimensionar sistemas de armazenamento de energia, incluindo o armazenamento local e automóvel;
• Projetar sistemas de conversão de energia que permitam interligar sistemas de armazenamento na rede elétrica;
• Integrar sistemas de armazenamento na infraestrutura global e local;
• Conceber a rede elétrica da cidade como uma microrede;
• Projetar o controlo e supervisão de sistemas de armazenamento como fontes recarregáveis de energia;
• Compreender e aplicar o quadro regulatório e de políticas públicas nacional e internacional no setor.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Conhecimentos fundamentais de eletrónica de potência.

Programa

Integração dos sistemas de energia e transportes elétricos.

Infraestrutura de energia e potência elétricas para sistema de transportes elétrico.

Interface de sistemas eletrónicos para a rede elétrica e para fontes de energia em corrente contínua.

Sistemas de armazenamento de energia e integração de fontes de energia.

Controlo e supervisão das diversas fontes.

Conceito de micro-rede. Arquitetura e modos de funcionamento.

Aspetos normativos para sistemas eletrónicos nestes dois domínios.

Bibliografia Obrigatória

H. Abu-Rub, M. Malinowski, K. Al-Haddad; Power Electronics for Renewable Energy Systems Transportation and Industrial Applications, IEEE Press - Wiley, 2014. ISBN: 9781118634035
F. Díaz-González, A. Sumper, O. Gomis-Bellmunt; Energy Storage in Power Systems, John Wiley & Sons Ltd, 2016. ISBN: 9781118971321

Bibliografia Complementar

G. Abad; Power Electronics and Electric Drives for Traction Applications, John Wiley & Sons, Ltd., 2017. ISBN: 9781118954423

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas teóricas são de exposição, incluindo no desenvolvimento do programa casos de estudo.

As aulas práticas são de dois tipos:

• Aulas de análise quer dos dois sistemas, incluindo planeamento de sistemas de armazenamento, quer da interligação dos sistemas de armazenamento com a rede, operando como micro-rede;
• Aulas de acompanhamento de pequeno projeto de sistema de interface interligando o sistema de armazenamento à rede elétrica, utilizando um pacote de software, realizadas em laboratório.

A avaliação da equipa terá em conta os seguintes critérios:

• Um mini-teste intercalar, a meio do semestre;
• Trabalho prático (TP), obrigatório e com avaliação individual, avaliando as capacidades de projetar e implementar, avaliar e analisar criticamente a solução, bem como a participação na equipa de trabalho;
• Presença e participação nas aulas teóricas e apresentação oral do trabalho (AO), para avaliar o empenho no acompanhamento da UC e a capacidade de comunicar em público para uma audiência específica;
• Processo de desenvolvimento do trabalho de projeto em equipa (TE): organização da equipa; planeamento e controlo do trabalho; qualidade da documentação e do relatório técnico;
• Exame (EX), avaliando a capacidade de analisar o funcionamento de sistemas de controlo de potência, bem como a criatividade e rigor na proposta de soluções.

Software

PSIM
SimPower System Blockset
Matlab

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Participação presencial	10,00
Apresentação/discussão de um trabalho científico	10,00
Exame	40,00
Trabalho prático ou de projeto	40,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	2,00
Elaboração de projeto	50,00
Estudo autónomo	50,00
Frequência das aulas	46,00
Total:	148,00

Obtenção de frequência

De acordo com as Normas Gerias de Avaliação em vigor na Feup no respetivo ano letivo no que respeita a frequência das aulas.

Fórmula de cálculo da classificação final

Pesos das componentes de avaliação (ver descrição):

• Trabalho prático (TP): 40%;
• Desenvolvimento do trabalho e relatório (TE): 10%;
• Participação (AO): 10%;
• Exame (EX): 40%. O mini-teste vale 25%, incorporado no peso do exame. O estudante pode dispensar a componente respetiva na 1ª chamada de exame.

Cálculo da classificação final (CF):

CF=0,4*TP+0,1*TE+0,1*AO+0,4*EX

Todas as componentes são avaliadas na escala 0,0-20,0 valores.

Nota. A aprovação na disciplina está condicionada a um mínimo de 40% no exame escrito.

Provas e trabalhos especiais

Não aplicável.

Trabalho de estágio/projeto

Não aplicável.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

De acordo com as regras em vigor na Feup no respetivo ano letivo.

Melhoria de classificação

Apenas a componente EX é susceptível de melhoria, nas épocas a isso destinadas.