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Redes Eléctricas Inteligentes
- Tutorías Grupales (2 Hours)
- Prácticas de Laboratorio (14 Hours)
- Clases Expositivas (28 Hours)
- Prácticas de Aula/Semina (14 Hours)
La asignatura Redes Eléctricas Inteligentes, se enmarca en el grupo de optativas de la titulación, en el área de Electricidad, Electrónica y Automática, y se imparte en el segundo cuatrimestre del cuarto curso del Grado en Ingeniería Eléctrica.
Los sistemas eléctricos actuales son infraestructuras vitales para el suministro eléctrico de hogares, industrias, servicios y sistemas de comunicación. Estos sistemas de gran complejidad están compuestos por cientos de centrales generadoras convencionales y un número creciente de centrales renovables (fotovoltaicas y eólicas principalmente), subestaciones transformadoras, miles de km de líneas de transporte y distribución y decenas de miles de equipos y aparamenta de maniobra, control y protección.
Muchas de estas infraestructuras, en activo desde hace décadas, están controladas por sistemas y equipos de tecnologías anticuadas de baja fiabilidad. Al mismo tiempo se está produciendo un importante desarrollo en nuevas tecnologías de generación, explotación de redes e interacción consumidor-productor. El importante crecimiento de la generación distribuida y renovable y el desarrollo de vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento son ejemplos de ello.
En este contexto, las redes eléctricas deben ser reinventadas para mejorar su capacidad de acomodar e integrar nuevas tecnologías de generación y mejorar la fiabilidad y la seguridad para productores y usuarios. Estos desarrollos, actualmente en curso, son llevados mediante las denominadas “redes inteligentes”.
El concepto de Redes Inteligentes fue desarrollado en el año 2006 por la Plataforma Tecnológica Europea para las Redes inteligentes, e implica una red eléctrica que puede, de forma inteligente, integrar la operación de todos los usuarios conectados a ella –generadores, transportistas, consumidores, etc.. El desarrollo de una red inteligente implica la utilización de nuevas tecnologías y servicios relacionados con la monitorización inteligente, el control y las comunicaciones para
- Facilitar la conexión y funcionamiento de generadores de todos los tamaños y tecnologías
- Proporcionar a los consumidores más información y opciones para jugar un papel activo en el sistema.
- Reducir el impacto medioambiental de los sistemas eléctricos.
- Mejorar la fiabilidad, calidad y seguridad del suministro eléctrico
Se recomienda haber cursado los módulos de formación básica, común a la rama industrial y de tecnología específica eléctrica.
Se recomienda especialmente tener conocimientos sólidos de las materias: Tecnología Eléctrica, Teoría de Circuitos y Redes Eléctricas, Transporte y Distribución de Energía Eléctrica y Centrales y Sistemas Eléctricos.
Es altamente recomendable haber cursado las asignaturas de Gestión y Explotación de Sistemas de Energía Eléctrica y Microrredes y Generación Distribuida.
En un grado muy inferior y por tanto en absoluto imprescindible, es deseable tener unos conocimientos básicos en Sistemas de Control, Informática de Proceso Industrial yTelecomunicaciones.
Se pretende que con el desarrollo de la asignatura los estudiantes adquieran las siguientes competencias:
Competencias Generales. Las competencias CG1 a CG8 y CG10 a CG15, tal como se definen en la memoria verifica del grado.
Competencias Comunes a la rama industrial. Las compentencias CC4 y CC10 tal como se definen en la memoria verifica del grado.
Competencias específicas eléctricas.
- CEL2- Conocimientos sobre control de máquinas y accionamientos eléctricos y sus aplicaciones.
- CEL3- Capacidad para el cálculo y diseño de instalaciones eléctricas de baja y media tensión.
- CEL4- Capacidad para el cálculo y diseño de instalaciones eléctricas de alta tensión.
- CEL5- Capacidad para el cálculo y diseño de líneas eléctricas y transporte de energía eléctrica.
- CEL6- Conocimiento sobre sistemas eléctricos de potencia y sus aplicaciones.
- CEL10-Conocimiento aplicado sobre energías renovables.
Se pretende que como resultado del aprendizaje de la asignatura el alumno sea capaz de:
- RRE-1 - Describir y explicar los principios básicos que rigen la automatización de redes de distribución, su relación con la mejora calidad y continuidad de suministro eléctrico y la necesidad de desarrollar nuevos métodos de explotación de dichas redes.
- RRE-2 - Reconocer, seleccionar, analizar y diseñar los sistemas de captación, tratamiento y transmisión de señales involucrados en la automatización y control de la distribución en media tensión así como sus sistemas de protección. Reconocer, analizar y diseñar las metodologías y técnicas involucradas en la gestión eficiente de la distribución: gestión de la demanda, pérdidas, calidad de servicio, detección y localización de faltas y reposición de servicio.
- RRE-3 - Manejar adecuadamente programas informáticos específicos de simulación de sistemas de energía eléctrica para la monitorización y control de redes de distribución y los sistemas de comunicación involucrados.
- RRE-4 - Seleccionar y aplicar la legislación y normativa que deben cumplir las redes eléctricas y equipos involucrados en la explotación automatizada de redes de distribución
Tema 1. Automatización de la distribución y redes inteligentes.
- Arquitecturas básicas y estrategias de implementación.
- Sistemas de gestión de la distribución y de gestión de la demanda.
Tema 2. Sistemas de control en tiempo real: SCADA/DMS.
- Monitorización y procesamiento de datos. Configuraciones.
- Gestión de interrupciones: normativa legal de registro de cortes de suministro individual y zonal
- Minimización de pérdidas.
- Control de tensiones.
- Gestión activa de la demanda.
- Herramientas de entrenamiento de operadores
Tema 3: Despacho Central de Distribución
- Conceptos legales (Infraestructura Crítica)
- Conceptos funcionales (24*7, ergonomía, funcionalidades, operativa)
Tema 4. Protección de redes eléctricas inteligentes de AT y MT
- Dispositivos electrónicos inteligentes.
- Localización de faltas basado en registros oscilográficos.
- Técnicas de Reposición de servicio.
Tema 5. Gestión avanzada de la red de BT
- Características de la distribución de energía eléctrica en BT
- Sistemas de telemedida y telegestión de contadores: arquitectura, prestaciones
- Sinergias con la explotación de la red en tiempo real: estrategias de interconexión con los sistemas SCADA/DMS, funcionalidades y sinergias
- Gestión en tiempo real de una red con alto índice de Generación Distribuida: Autoconsumo y Autoproductores, legislación técnica aplicable y gestión de energía.
- Control de recursos energéticos distribuidos interconectados mediante convertidores electrónicos de potencia.
Tema 6. Comunicaciones. Arquitecturas, sistemas y protocolos.
- Conceptos básicos de comunicaciones
- Sistemas de transmisión en tiempo real.
- El estándar Ethernet: TCP-IP.
- Modbus.
- Fibra óptica:
- Onda portadora: alianza PRIME.
- Comunicación inalámbrica: Wimax, Vsat, Radio digital
- Redes de Proceso o Telecontrol: topología, sistemas, conceptos
- Ciberseguridad: definiciones y alcance
Tema 7. Estándar IEEE 1547 (Interoperabilitdad de recursos energéticos distribuidos) y Protocolo Estándar IEC 61850 (substation automation)
- Alcance de las normas: conceptos, versiones, evolución.
- Modos de operación de recursos energéticos distribuidos
- Protocolos de comunicación admitidos por el estandar IEEE 1547
- Interoperabilidad entre fabricantes diferentes para el estandar IEC61850: claves
- Aplicaciones reales: funciones más importantes al servicio de las redes inteligentes
El trabajo presencial se dividirá en diferentes actividades, de acuerdo con las especificaciones de la Memoria del Grado.
- Clases expositivas: Actividades teóricas o prácticas impartidas de forma fundamentalmente expositiva por parte del profesor que incluirán lecciones magistrales participativas y prácticas de tablero.
- Prácticas de aula/seminarios/talleres: Actividades de desarrollo de ejemplos y discusión crítica de los temas abordados.
- Prácticas de laboratorio/campo/aula informática: Actividades prácticas realizadas principalmente mediante visitas a instalaciones relevantes relacionadas con las redes eléctricas inteligentes. Se complementarán en la medida de lo posible con prácticas en sistemas cedidos por empresas punteras en equipos para redes inteligentes (IEDs, SCADA de Subestaciones, etc).
- Tutorías grupales: Actividades programadas de seguimiento del aprendizaje en las que el profesor se reúne con un grupo de estudiantes para orientar sus labores de aprendizaje autónomo y de tutela de trabajos dirigidos o que requieren un grado de asesoramiento muy elevado por parte del profesor.
El plan de trabajo y la distribución de tiempos entre las distintas actividades se encuentra detallada en los siguientes cuadros.
MODALIDADES | Horas | % | Totales | |
Presencial | Clases Expositivas | 24 | 40 | 60 |
Práctica de aula / Seminarios / Talleres | 18 | 30 | ||
Prácticas de laboratorio / campo / aula de informática / aula de idiomas | 12 | 20 | ||
Prácticas clínicas hospitalarias | ||||
Tutorías grupales | 3 | 5 | ||
Prácticas Externas | ||||
Sesiones de evaluación | 3 | 5 | ||
No presencial | Trabajo en Grupo | 40 | 45 | 90 |
Trabajo Individual | 50 | 55 | ||
Total | 150 |
Para la evaluación del rendimiento de los estudiantes, se utilizará la siguiente metodología:
Sistemas de evaluación Examen Ordinario | Resultados de aprendizaje | Porcentaje | Nota Mínima | |
EV1 | Exámenes de carácter teórico o práctico | RRE-1, RRE-2, RRE-4 | 40 | 5/10 |
EV2 | Ejercicios, trabajos y exposiciones desarrolladas durante el curso | RRE-1, RRE-2, RRE-3, RRE-4 | 35 | |
EV3 | Informes/Examen sobre Prácticas de Laboratorio | RRE-1, RRE-3, RRE-4 | 20 | |
EV4 | Participación activa del alumno en el desarrollo de la asignatura | RRE-2, RRE-3, RRE-4 | 5 |
Sistemas de evaluación Examen Extraordinario | Resultados de aprendizaje | Porcentaje | |
EV1 | Exámenes de carácter teórico o práctico | RRE-1, RRE-2, RRE-3, RRE-4 | 75 (25% restante se obtiene de las prácticas de laboratorio y trabajos realizados durante el curso, que pesaran a partes iguales) |
La evaluación de la asignatura se compone de las cuatro partes descritas en las tablas adjuntas: la parte correspondiente exámenes (40%) y trabajos (35%), las prácticas de laboratorio (PL) con un peso del 20% y la participación activa del alumno (PA) con un peso del 5%.
Se requiere una nota mínima de 5/10 en la parte evaluada con exámenes. En caso contrario, se considerará suspenso y a efectos de calificación numérica en las actas se le otorgará un valor máximo de 4.
Respecto a las convocatorias extraordinarias de Julio y Enero, el criterio de evaluación de la asignatura será el mismo que para la convocatoria ordinaria, * a excepción de aquellos alumnos que no han realizado la parte expositiva y práctica, en cuyo caso la valoración máxima de la asignatura sería de 7.5 (correspondiente a una nota de 10 en el examen escrito).
Evaluación Diferenciada
Con caracter general los alumnos con evaluación diferenciada realizarán los mismos exámenes teóricos y prácticos y trabajos que el resto de los alumnos, considerando flexibilidad en la duración y fecha de las pruebas escritas y prácticas. Se tienen en cuenta además las limitaciones de conectividad en caso de que la docencia sea telemática.
Presentación y legibilidad
En todos los elementos evaluables (exámenes escritos, informes de prácticas, etc.) se tendrán en consideración aspectos formales como la legibilidad, corrección gramatical, ortografía y presentación del examen o del entregable, pudiendo llevar aparejados una reducción de la nota o incluso el suspenso en caso de no superar un mínimo razonable.
Los recursos y bibliografia que se utilizarán en el desarrollo de la asignatura se encuentran disponibles en la web. Entre otras se citan las siguientes referencias:
- Red Eléctrica de España - http://www.ree.es
- Procedimientos de Operación
- Transporte de Energía
- Previsión de demanda y generación
- Smart Grids European technology platform - http://www.smartgrids.eu/
- European network of transmission system operators for electricity - https://www.entsoe.eu/
- International Smart Grid Action Network (ISGAN) http://www.iea-isgan.org/
- Union of the Electricity Industry - EURELECTRIC http://www.eurelectric.org/
- European Association of the Electricity Transmission and Distribution Equipment and Services Industry - http://www.tdeurope.eu/
- Grupo de Empresas Eléctricas Españolas (E3) para el desarrollo del protocolo IEC 61850 - https://sites.google.com/site/e3groupiec61850/