Dinâmica e Estabilidade de Sistemas

Código:

M.EEC063

Sigla:

DES

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Energia

Ocorrência: 2021/2022 - 1S

Ativa?	Sim
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	12	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	45,5

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

1- CONTEXTO

A avaliação de segurança de um sistema elétrico consiste numa tarefa crucial para se obter um correto planeamento e operação destes sistemas. Desta forma, ter competências para efetuar esta tarefa é de grande importância para os engenheiros que pretendam planear/operar sistemas elétricos.

2- OBJETIVOS

Ser capaz de perceber e modelizar a evolução temporal (i.e., o comportamento dinâmico) de sistemas elétricos de energia. Compreender os diversos fenómenos dinâmicos que podem ocorrer num sistema elétrico, resultantes da ocorrência de perturbações, que possam levar à perda de segurança do sistema. Estar familiarizado com as metodologias e ferramentas existentes para estudar e resolver estes problemas.

Resultados de aprendizagem e competências

1- Ser capaz de compreender e controlar os diversos fenómenos dinâmicos que podem ocorrer num sistema elétrico, que resultam da ocorrência de perturbações que possam levar à perda de seguras do sistema.

2- Ser capaz de dominar a modelização do sistema multi-máquina, composto por rede, cargas, geradores síncronos e respetivos sistemas de excitação e de regulação de reserva primária de frequência e de sistemas de regulação de reserva secundária de frequência-potência, usualmente utilizada para efetuar estudos de comportamento dinâmico de sistemas elétricos.

3- Ser capaz de usar software de simulação dinâmica para efetuar estudos sobre o comportamento transitório e dinâmico de sistemas elétricos.

4- Compreender a ação e a gestão dos sistemas de regulação de reserva primária, secundária e terciária de frequência-potência em sistemas elétricos interligados.

5- Saber caracterizar a natureza dos modos de oscilação que podem ocorrer num sistema elétrico, recorrendo a análise modal.

6- Estar familiarizado com os procedimentos de dimensionamento de estabilizadores (“Power System Stabilizers”) para amortecer modos de oscilação eletromecânicos críticos em sistemas elétricos.

7- Ter conhecimento e compreender as metodologias usadas para obter ferramentas de avaliação de segurança dinâmica de sistemas elétricos recorrendo a técnicas de aprendizagem automática.

Modo de trabalho

Presencial

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

Unidades curriculares que abordem conhecimentos basilares sobre a operação e análise de sistemas elétricos de energia.

 

Programa

1) AVALIAÇÃO DE SEGURANÇA DINÂMICA EM SISTEMAS ELÉTRICOS DE ENERGIA (SEE) - Perceber: Porquê e quando é efetuada avaliação de segurança dinâmica de sistemas elétricos de energia; Que tipos de problemas dinâmicos podem ocorrer num sistema elétrico e, em especial, quando são explorados com elevada produção renovável; Quais as metodologias e ferramentas que se podem utilizar para estudo e resolução destes problemas.

 

2) MODELO DINÂMICO DE UM SEE - Descrição dos modelos usualmente utilizados para efetuar estudos de análise dinâmica de sistemas elétricos que compreendem geradores síncronos e respetivos sistemas de excitação e de regulação de reserva primária e secundária de frequência-potência.

 

3) SISTEMA DE CONTROLO DE FREQUÊNCIA-POTÊNCIA - Descrição da ação de controlo e da gestão dos sistemas de regulação de reserva primária, secundária e terciária da frequência-potência em grandes sistemas interligados.

 

4) ESTABILIDADE DE PEQUENO SINAL EM SEE - Análise das oscilações em sistemas elétricos que resultam da falta de binário amortecedor no rotor dos geradores síncronos (modos eletromecânicos). Caracterização e estudo deste tipo de fenómenos, recorrendo à análise modal da linearização do modelo dinâmico do sistema elétrico, em torno de um ponto de operação em análise. Dimensionamento de estabilizadores, recorrendo aos resultados fornecidos pela análise modal, para amortecer este tipo de oscilações do sistema.

 

5) AVALIAÇÃO DE SEGURANÇA DINÂMICA EM TEMPO REAL – Metodologia geral para efetuar avaliação rápida da segurança dinâmica recorrendo a técnicas de aprendizagem automática. Análise de casos específicos onde estas ferramentas têm sido usadas para avaliar a segurança de sistemas elétricos com elevada penetração de produção renovável.

Bibliografia Obrigatória

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

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas de exposição com apoio de quadro e videoprojector. Aulas teórico-práticas em laboratório de computadores visando a realização de um trabalho de avaliação distribuída, com assistência do docente. O trabalho visa realizar a análise de segurança dinâmica de um sistema elétrico fictício com características reais, recorrendo a um software de simulação da evolução temporal das grandezas de sistemas elétricos a fornecer pelo regente da disciplina.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	60,00
Trabalho escrito	40,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de projeto	27,00
Elaboração de relatório/dissertação/tese	27,00
Estudo autónomo	56,00
Frequência das aulas	52,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Cumprimento das regras de assiduidade em vigor; obtenção de classificação mínima de 40% no trabalho de avaliação distribuída; obtenção de classificação mínima de 40% no exame.

Fórmula de cálculo da classificação final

0.6*Exame + 0.4*Trabalho

Provas e trabalhos especiais

Trabalho de avaliação contínua que visa realizar a análise de segurança dinâmica de um sistema elétrico fictício com características reais, recorrendo a um software de simulação da evolução temporal das grandezas de sistemas elétricos a fornecer pelo regente da disciplina.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Esta situação não dispensa a realização do trabalho. Este tem que ser realizado no mesmo prazo que foi fixado para os alunos ordinários. A forma de avaliação é, portanto, a mesma para todos os alunos, embora possa ser realizado fora das horas de aula. A avaliação poderá requerer uma reunião de discussão do trabalho, marcada pelo docente da unidade curricular. Os alunos só se podem apresentar a exame com classificação mínima de 40% na avaliação distribuída.

Melhoria de classificação

Apenas melhoria da nota de exame. A nota do trabalho prático valerá para todo o ano letivo e, opcionalmente, para os anos letivos seguintes como nota de frequência (avaliação distribuída).

Observações

Ligações Zoom para participação em aulas

Aula TP, 19/jan/2022, 12:00-13:30

https://videoconf-colibri.zoom.us/j/84008628616?pwd=WGxvSndMV1o3Y29VemZxNU9TbU95QT09

Aula T, 21/jan/2022, 13:30-15:30 

https://videoconf-colibri.zoom.us/j/87383971161?pwd=SXhkbTlVeHpHQmFPSndlNmtIanc2QT09

Para entrarem na aula deve ser copiada a ligação (clicar na ligação pode não funcionar) para a respetiva aplicação ou navegador (“browser”).