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Guia docente | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DATOS IDENTIFICATIVOS | 2020_21 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Asignatura | SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA | Código | 00712027 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enseñanza |
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Descriptores | Cr.totales | Tipo | Curso | Semestre | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6 | Obligatoria | Tercero | Segundo |
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Idioma |
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Prerrequisitos | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Departamento | ING.ELECTR.DE SIST. Y AUTOMATI |
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Responsable |
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Correo-e | msimm@unileon.es jrosm@unileon.es |
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Profesores/as |
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Web | http:// | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Descripción general | Esta asignatura pretende dar al alumno una visión general de la operación y análisis de un sistema de energía eléctrica en régimen permanente y perturbado. Se presenta como principales aplicaciones el control del flujo de potencia y el diseño y coordinación de protecciones eléctricas. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tribunales de Revisión |
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Competencias |
Código | |
A17453 | 712CAMT21 Conocimiento sobre sistemas eléctricos de potencia y sus aplicaciones. |
A17523 | 712CE21 Conocimiento sobre sistemas eléctricos de potencia y sus aplicaciones. |
A17541 | 712ULE10 Conocimiento y utilización de los principios avanzados de electrotecnia. |
A17550 | 712ULE19 Capacidad para el cálculo de protecciones eléctricas. |
A17552 | 712ULE21 Conocimiento aplicado de entornos de simulación en sistemas eléctricos. |
B5429 | 712T4 Capacidad para el aprendizaje autónomo e individual en cualquier campo de la ingeniería. |
B5430 | 712T5 Capacidad de trabajo en equipo, asumiendo diferentes roles dentro del grupo. |
C4 | CMECES4 Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado |
Resultados de aprendizaje |
Resultados | Competencias | ||
Conoce la estructura de un sistema eléctrico de potencia (SEP) moderno y la función y parámetros de los elementos que lo componen. | A17453 A17523 |
B5429 B5430 |
C4 |
Representa, adoptando las hipótesis y simplificaciones adecuadas, un SEP a partir de de su topología, los parámetros y características eléctricas de los elementos que lo componen y el régimen de análisis. | A17453 A17523 A17541 A17552 |
B5429 B5430 |
C4 |
Calcula el flujo de potencia en un sistema eléctrico dado planteando el método computacional más adecuado e interpreta adecuadamente los resultados obtenidos. | A17453 A17523 A17541 A17552 |
B5429 B5430 |
C4 |
Conoce el grado de seguridad de un sistema eléctrico mediante el desarrollo de un análisis de contingencias basado en flujos de potencia. | A17453 A17523 A17541 A17552 |
B5429 B5430 |
C4 |
Conoce la función y componentes del estimador de estado de un sistema eléctrico y su integración en el sistema de supervisión y control del mismo. | A17453 A17523 A17541 A17552 |
B5429 B5430 |
C4 |
Conoce el fenómeno de cortocircuito en una red eléctrica, la relación entre los regímenes transitorio y estacionario durante el mismo y el efecto de la impedancia de falta. | A17453 A17523 A17541 A17550 A17552 |
B5429 B5430 |
C4 |
Calcula la corriente y la potencia de cortocircuito en cualquier punto de un sistema eléctrico ante una falta equilibrada en el mismo, aplicando las hipótesis de cálculo adecuadas. | A17453 A17523 A17541 A17550 A17552 |
B5429 B5430 |
C4 |
Calcula las corrientes y tensiones en cualquier punto y fase de un sistema eléctrico ante una falta desequilibrada (u otra condición de desequilibrio) en el mismo, aplicando las hipótesis de cálculo adecuadas. | A17453 A17523 A17541 A17550 A17552 |
B5429 B5430 |
C4 |
Conoce e identifica los sistemas de protección de un sistema eléctrico de potencia, sus características funcionales y sus principios básicos de funcionamiento. | A17453 A17523 A17550 |
B5429 B5430 |
C4 |
Comprende el problema de la estabilidad de ángulo y de tensiones en un sistema eléctrico y las dinámicas involucradas en función de la magnitud de la perturbación. | A17453 A17523 A17541 A17550 A17552 |
B5429 B5430 |
C4 |
Contenidos |
Bloque | Tema |
Bloque I: FUNDAMENTOS DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA | Tema 1: INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA La energía eléctrica en el contexto energético global. Descripción general de sistemas de energía eléctrica. Configuración y elementos de un SEP. Generación centralizada vs. generación distribuida. Redes inteligentes (smart grids) y microrredes eléctricas. Tema 2: REPRESENTACIÓN DE SISTEMAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA Fundamentos electrotécnicos de aplicación al análisis de SEP. Simbología y nomenclatura normalizadas. Modelización de sistemas eléctricos en función del régimen de análisis. Repaso de modelos y parámetros de: máquinas eléctricas rotativas (síncronas y asíncronas), líneas de transmisión eléctrica, transformadores eléctricos, convertidores electrónicos de potencia, cargas y otros. Sistema por unidad. |
Bloque II: ANÁLISIS EN RÉGIMEN PERMANENTE EQUILIBRADO | Tema 3: FLUJO DE POTENCIA EN SISTEMAS ELÉCTRICOS Identificación y caracterización de los nudos de una red eléctrica. Representación de redes eléctricas mediante su matriz de admitancias. Método de Newton-Raphson. Método desacoplado rápido. Introducción al control del flujo de potencia y al concepto de flujo de potencia óptimo. Tema 4: INTRODUCCIÓN A LA ESTIMACIÓN DE ESTADO Y AL ANÁLISIS DE CONTINGENCIAS Funciones del estimador de estado. Formulación del problema de estimación de estado mediante estimadores cuadráticos. Análisis de observabilidad. Análisis de contingencias: fallo simple (criterio N-1) y fallo doble (criterio N-2). |
Bloque III: ANÁLISIS EN RÉGIMEN TRANSITORIO | Tema 5: RÉGIMEN TRANSITORIO E INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN ELÉCTRICA Fenómenos transitorios en SEP. Definición y características de los sistemas de protección de un SEP. Sistemas de protección contra sobreintensidades y cortocircuitos: fusibles y unidades de protección eléctrica (relés). Sistemas de protección contra sobretensiones. Otras protecciones. Coordinación de protecciones. Tema 6: CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO Definición de la corriente de cortocircuito, componentes (subtransitoria, transitoria, permanente y unidireccional) y valores característicos. Análisis de cortocircuitos trifásicos equilibrados. Potencia de cortocircuito. Tema 7: COMPONENTES SIMÉTRICAS Y CORTOCIRCUITOS DESEQUILIBRADOS Componentes simétricas. Redes de secuencia y modelos de los elementos para las mismas. Conexión de redes de secuencia y aplicación al análisis de cortocircuitos. Tema 8: ANÁLISIS DE ESTABILIDAD Definición del problema de estabilidad transitoria. Equilibrio dinámico mediante modelos simplificados. Criterio de igualdad de áreas y solución de la ecuación de oscilación. Análisis de los factores que afectan a la estabilidad y medios correctores. |
Bloque IV: PROGRAMA DE PRÁCTICAS | Práctica 1: SIMULACIÓN DE FLUJOS DE POTENCIA POR ORDENADOR Práctica 2: ANÁLISIS DE CONTINGENCIAS EN REDES ELÉCTRICAS Práctica 3: ENSAYO DE CORTOCIRCUITOS EQUILIBRADOS EN LÍNEA AÉREA DE MAT Práctica 4: ENSAYO DE CORTOCIRCUITOS DESEQUILIBRADOS EN LÍNEA AÉREA DE MAT Práctica 5: ESTUDIO DE ESTABILIDAD TRANSITORIA POR ORDENADOR |
Planificación |
Metodologías :: Pruebas | |||||||||
Horas en clase | Horas fuera de clase | Horas totales | |||||||
Resolución de problemas/ejercicios en el aula ordinaria | 22 | 37.5 | 59.5 | ||||||
Prácticas en laboratorios | 4 | 6 | 10 | ||||||
Practicas a través de TIC en aulas informáticas | 6 | 9 | 15 | ||||||
Sesión Magistral | 22 | 37.5 | 59.5 | ||||||
Pruebas mixtas | 6 | 0 | 6 | ||||||
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos |
Metodologías |
descripción | |
Resolución de problemas/ejercicios en el aula ordinaria | Se desarrollan en el aula ordinaria, en el aula de informática o mediante sesiones específicas por videoconferencia grupal (a través de los mecanismos oficiales habilitados para ello). En este último caso, las sesiones podrán grabarse y, si el profesor lo estima oportuno, ponerse EXCLUSIVAMENTE a disposición de los alumnos a través de la plataforma Moodle de la asignatura, quedando EXPRESAMENTE PROHIBIDO cualquier otro tipo de uso o difusión sin consentimiento del profesor. El profesor guiará el procedimiento de resolución de problemas relacionados con los contenidos teóricos expuestos en las sesiones magistrales pudiendo proporcionar, de forma adicional, cuantos recursos de apoyo estime oportunos (explicaciones grabadas, ejemplos resueltos paso a paso, colecciones de ejercicios con soluciones finales, etc.) y planteará cuestiones a los alumnos. Estos trabajarán en grupo o individualmente (según la actividad) y se enfrentarán a la resolución de problemas y ejercicios relacionados. Para la realización de parte o la totalidad de los problemas propuestos se utilizarán las plataformas de cálculo por ordenador más adecuadas en cada caso. Se incluirán el estudio de casos y el aprendizaje basado en problemas (ABP). |
Prácticas en laboratorios | Los alumnos completarán el programa de prácticas de la asignatura en los equipos de simulación industrial del Laboratorio de Sistemas Eléctricos y Redes Inteligentes de la ULe, organizados en grupos reducidos (3 ó 4 estudiantes). Bajo la guía y supervisión del profesor, los alumnos realizarán los montajes propuestos en cada caso, anotando los ajustes, reglajes y condiciones de ensayo empleados, así como las medidas y cuantos datos sean precisos. Posteriormente y, habitualmente fuera del aula y ya sin la supervisión del profesor, deberán confeccionar de forma colaborativa un informe o memoria de prácticas que resuma la actividad realizada, incluya los resultados obtenidos y conteste a las cuestiones formuladas al respecto y/o recoja las conclusiones del ensayo. En el caso de no poder acceder a las instalaciones específicas se realizarán actividades alternativas equivalentes, tales como laboratorios virtuales, prácticas de simulación adicionales o seminarios online, a propuesta del profesor. Los alumnos desarrollarían las prácticas en sus ordenadores personales, de forma individual o en grupos mediante herramientas TIC colaborativas, siempre bajo las indicaciones proporcionadas por el profesor y, si se estima oportuno, con sesiones de seguimiento mediante tutorías grupales por videoconferencia. |
Practicas a través de TIC en aulas informáticas | Consistirán en la realización de simulaciones por ordenador mediante software específico de ámbito profesional según el programa de prácticas de la asignatura. La realización de estas prácticas será en grupos reducidos (3 ó 4 estudiantes) pudiendo compartir un mismo ordenador o utilizando varios ordenadores, según los recursos del aula de informática y/o del alumno. Mediante la guía del profesor y el material proporcionado durante la sesión, los alumnos deberán modelizar y realizar la simulación de un determinado escenario. Posteriormente y, habitualmente fuera del aula y ya sin la supervisión del profesor, deberán confeccionar de forma colaborativa un informe o memoria de prácticas que resuma la actividad realizada, incluya los resultados de la simulación y conteste a las cuestiones formuladas al respecto y/o recoja las conclusiones del ejercicio simulado. |
Sesión Magistral | Consistirán en primer lugar, en la presentación por parte del profesor de una exposición teórica de los conceptos principales recogidos en el programa, su justificación y su aplicación a casos concretos, según proceda. Posteriormente, la sesión se centrará en atender dudas y cuestiones de los alumnos relacionados con el programa de contenidos. Durante la sesión, el alumno deberá tomar los apuntes correspondientes y participar en las actividades que se propongan. El profesor proveerá, antes o después de la sesión, el material que estime necesario para el desarrollo de los contenidos de la materia (apuntes, presentaciones, manuales, vídeos explicativos, referencias a la bibliografía, etc.). El desarrollo de las sesiones magistrales será habitualmente en el aula habilitada. En situaciones excepcionales, podrán celebrarse mediante videoconferencia grupal (a través de los mecanismos oficiales habilitados para ello). En este último caso, las sesiones podrán grabarse y, si el profesor lo estima oportuno, ponerse EXCLUSIVAMENTE a disposición de los alumnos a través de la plataforma Moodle de la asignatura, quedando EXPRESAMENTE PROHIBIDO cualquier otro tipo de uso o difusión sin el consentimiento expreso del profesor. |
Tutorías |
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Evaluación |
descripción | calificación | ||
Resolución de problemas/ejercicios en el aula ordinaria | Entrega (preferentemente a través de la plataforma Moodle) y co-evaluación, siguiendo los criterios establecidos por el profesor al respecto, de los problemas y casos prácticos propuestos durante el desarrollo de la asignatura. | 20% | |
Prácticas en laboratorios | Entrega, preferentemente a través de la plataforma Moodle, de una memoria de prácticas que incluya TODOS los informes de las prácticas de laboratorio, simulación (Prácticas a través de TIC en aulas informáticas) y otras actividades que se propongan (e.g.: informes de seminarios realizados). La memoria deberá estructurarse según la plantilla e instrucciones proporcionadas por el profesor y deberá contener las bases teóricas, la realización práctica, los resultados obtenidos y las conclusiones particulares del trabajo realizado. Ésta se evaluará de acuerdo a la rúbrica/escala de evaluación que se proporcione al respecto. |
20% | |
Pruebas mixtas | Se realizará, al menos, una prueba de carácter individual, que evaluará tanto los contenidos teóricos (20%) como la capacidad de resolución de problemas y ejercicios prácticos (80%). Estas pruebas se desarrollarán preferentemente de forma presencial, o excepcionalmente, de forma telemática a través de los recursos proporcionados por la universidad. La teoría se evaluará mediante un cuestionario mientras que la resolución de problemas se evaluará mediante la entrega, preferentemente a través de la plataforma Moodle de la asignatura, en un tiempo limitado, de la solución detallada (y, si procede, de la herramienta/script de cálculo confeccionada al efecto) de un enunciado de problema (o conjunto de enunciados) propuesto. |
60% | |
Otros | Adicionalmente, en caso de realizar otras actividades (en función de la disponibilidad), no contempladas en los otros apartados de evaluación, éstas se podrán valorar para subir la calificación final en la asignatura, pero nunca servirán para superarla. Así mismo, la asistencia regular a las distintas sesiones celebradas con buena actitud y participación activa, el interés en la asignatura y el desempeño global del alumno podrán considerarse para el redondeo de la calificación final. | ||
Otros comentarios y segunda convocatoria | |||
El profesor informará con anterioridad a la celebración de las pruebas de evaluación y a través del canal de comunicación profesor-alumno que considere oportuno (Moodle, tablón de anuncios, el aula, correo electrónico…) de los materiales, medios y recursos adicionales, necesarios para el desarrollo de los exámenes o pruebas de evaluación correspondientes. Durante la realización de las pruebas de evaluación, queda expresamente prohibido el uso y la mera tenencia de dispositivos electrónicos encendidos que posibiliten la comunicación con el exterior de la sala (teléfonos móviles, radiotransmisores, etc.). En caso de producirse alguna irregularidad durante la celebración de cualquier prueba de evaluación, el profesor aplicará la Normativa correspondiente, reservándose el derecho de retirar la prueba al/a los alumno/s inmediatamente y requisar cuantos elementos considere oportunos para ponerlos a disposición de la Dirección del Centro. En el caso de todas las pruebas realizadas mediante procedimientos online, se dispondrá de los recursos al efecto disponibles por parte de la Universidad de León y se desarrollarán a través de la plataforma Moodle oficial, para lo cual el alumno deberá identificarse mediante su usuario y contraseña. El acceso a las plataformas virtuales mediante ID y contraseñas personalizadas es una información de uso personal e intransferible, que identifica de facto a los estudiantes. Un uso inadecuado y fraudulento de estas claves de identificación puede acarrear consecuencias legales. PRIMERA CONVOCATORIA: Para aprobar la asignatura será necesario superar una calificación final superior o igual a 5 sobre 10, obtenida de promediar de forma ponderada cada una de las actividades de evaluación descritas. Para poder promediar, deberá obtenerse una calificación superior o igual a 5 sobre 10 en todas las actividades evaluables (y sus partes), admitiéndose, de forma excepcional, promediar con una parte de una actividad evaluable con calificación inferior, pero en cualquier caso, siempre superior o igual a 3.5 sobre 10. Si en una de las pruebas mixtas (Teoría + Problemas) no se alcanzara el 3.5 en una de las partes, la calificación total de la prueba será la de la parte con calificación inferior al mínimo. En caso de no alcanzar los criterios para superar la asignatura, la calificación se obtendrá como promedio ponderado de las calificaciones obtenidas, siendo la calificación máxima de 4.9 sobre 10. La asistencia con regularidad a las clases y la actitud (atención, participación, colaboración, etc.) mostrada podrá ser tenida en cuenta de cara a la evaluación de forma adicional, pero nunca servirá para sustituir el resto de elementos de la evaluación. La no realización, entrega o participación de una o más de las actividades evaluables obligatorias de la asignatura se entenderá como renuncia a la evaluación y dará lugar a una calificación de NO PRESENTADO en primera convocatoria. SEGUNDA CONVOCATORIA: Evaluación de Contenidos (Teoría y Problemas): Se realizarán una o varias pruebas mixtas con los contenidos del programa en las mismas condiciones que las indicadas para primera convocatoria. La calificación obtenida en esta parte supondrá el 60% del total de la asignatura. Evaluación de Prácticas: Si el alumno en primera convocatoria ha superado las prácticas, resolución de problemas y resto de actividades evaluables (calificación superior o igual a 5 sobre 10) podrá conservar la calificación obtenida, ponderándose al 40%. La ponderación de cada una de dichas actividades será proporcional a la descrita en la tabla de actividades de evaluación. En caso contrario, el alumno deberá entregar las actividades no superadas en primera convocatoria en el plazo y forma indicados por el profesor (en cualquier caso, con antelación a la celebración de la prueba de segunda convocatoria). Para poder promediar, deberá obtenerse una calificación superior o igual a 5 sobre 10 en todas las actividades evaluables (y sus partes), no admitiéndose excepciones. Para superar la asignatura se deberá obtener una calificación global superior o igual a 5 sobre 10. En caso de no alcanzar los criterios para superar la asignatura, la calificación se obtendrá como promedio ponderado de las calificaciones obtenidas, siendo la calificación máxima de 4.9 sobre 10. Se considerará al alumno como NO PRESENTADO si no acude a la totalidad de las partes que constituyan la prueba de evaluación en segunda convocatoria, aunque haya entregado todas las actividades evaluables. Así mismo, las actividades evaluables no presentadas en segunda convocatoria se calificarán como 0. |
ADENDA |
Plan de contingencia para una situación de emergencia que impida actividades docentes presenciales |
Enlace de acceso a la Adenda de la Guia docente por el COVID-19 |
Fuentes de información |
Acceso a la Lista de lecturas de la asignatura |
Básica |
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Complementaria |
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Recomendaciones |
Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente | |||
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Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente | ||||||||||||
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Otros comentarios | |
Se recomienda disponer de nociones de programación en los entornos de hojas de cálculo (Microsoft Excel), MATLAB-Simulink y Python 3.X. |