Supervisão e Controlo de Sistemas de Energia

Sistemas de Energia Elétrica, Análise de Sistemas Elétricos, Matlab/Simulink

As metodologias de ensino, baseadas na aprendizagem ativa e colaborativa, seguem uma sequência temporal que possibilita a aquisição dos conceitos teóricos fundamentais, a realização de exercícios de aplicação e o estudo de casos práticos. Nas aulas práticas são também efetuadas simulações de casos reais através de software específico.

Objetivos
Compreender e explicar o funcionamento dos sistemas SCADA/EMS/DMS; Compreender e explicar os sistemas automáticos de controlo da produção; Analisar o comportamento dos Sistemas de Energia Elétrica (SEE) face a pequenas perturbações; Compreender e explicar os mecanismos associados à estabilidade; Adquirir conhecimentos relativos à estimação de estado; Compreender as principais questões relacionadas com a integração das energia renováveis nos SEE.

Competências
Capacidade para realizar julgamentos e tomada de decisões relacionados com os conhecimentos adquiridos; Promover a troca de ideias, discussão de problemas e soluções; Desenvolver uma atitude profissional em relação ao trabalho; Desenvolver hábitos de auto-aprendizagem.
Capacidade para compreender as principais funções associadas às diferentes atividades de supervisão e controlo de SEE; Projetar, conduzir experiências e resolver problemas práticos relativos à operação e controlo de SEE.

1. Supervisão, controlo e proteção de um Sistema de Energia: Centros de controlo, Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA), Energy Management Systems (EMS) e Distribution Management Systems (DMS) e suas funcionalidades

2. Previsão de consumos

3. Estimação de Estado em Sistemas de Energia: Definição; Método dos Mínimos Quadrados; Sistemas Não Lineares, Método do Desacoplamento; Método da Transformação Ortogonal, Análise da Observabilidade, Deteção e Identificação de Erros Grosseiros em Estimadores de Estado

4. Controlo de Sistemas de Energia Elétrica: Controlo potência ativa-frequência, Regulação primária e secundária de frequência, Conceito da área de controlo, Controlo de Redes Interligadas, Controlo Terciário; Controlo tensão-potência reativa, Regulador de Tensão, Injeção de Potência Reativa, Transformadores com Regulação de Tensão, Sistema de regulação de tensão com retroação diferencial, Sistema de controlo PID, AGC incluindo o sistema de excitação

5. Estabilidade em Sistemas de Energia: Diagrama de Transição de Estado; Estabilidade Estática e Transitória; Solução no Domínio do Tempo por Integração Numérica, Modelo Clássico e Modelo Completo dos componentes dos SEE; Técnicas para Aumentar a Estabilidade Transitória do Sistema; Estabilidade de Tensão; Estabilidade da Frequência

6. Integração das Energias Renováveis nos Sistemas de Energia

NAO

Bibliografia principal/obrigatória (disponível na biblioteca do ISEC)
– Paiva, J. P. (2007). Redes de Energia Eléctrica, uma Análise Sistémica (2ª ed.). IST Press.
  Cotas: 1-2-264 e 1-2-262 (dois exemplares disponíveis)
– Grainger, J. J., & Stevenson, W. D. (1994). Power System Analysis. McGraw-Hill.
  Cota: 1-2-193

Bibliografia Complementar
– Saadat, H. (2011). Power System Analysis (2nd ed.). McGraw-Hill.
– Castro, R., & Pedro, E. (2015). Exercício de Redes e Sistemas de Energia Eléctrica (2ª ed.). IST Press.
– Gómez-Expósito, A., Conejo, A. J., & Canizares, C. (2018). Electric Energy Systems: Analysis and Operation (2nd ed.). CRC Press.
– Wood, A., Wollenberg, B., & Sheblé, G. (2013). Power Generation, Operation and Control (3rd ed.). Wiley.
– Fox, B., Bryans, L., Flynn, D., Jenkins, N., Milborrow, D., O’Malley, M., Watson, R., & Anaya-Lara, O. (2014). Wind Power Integration: Connection and system operational aspects (2nd ed.). IET.
– Thomas, M. S., & McDonald, J. D. (2015). Power System SCADA and Smart Grids. CRC Press.

Material de Apoio Disponível
Apontamentos das aulas teóricas, apontamentos das aulas teórico-práticas e caderno de problemas.