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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA ELETTRONICA
Insegnamento
SMART GRIDS - RETI ELETTRICHE INTELLIGENTI
INN1029353, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA ELETTRONICA (Ord. 2008)
IN0520, ordinamento 2008/09, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese SMART GRIDS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DEI)
Sito E-Learning https://elearning.dei.unipd.it/course/view.php?idnumber=2019-IN0520-000ZZ-2018-INN1029353-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile TOMMASO CALDOGNETTO ING-INF/01
Altri docenti ALESSANDRO COSTABEBER ING-INF/01
PAOLO TENTI ING-INF/01

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria elettronica ING-INF/01 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 6.0 48 102.0

Calendario
Inizio attività didattiche 02/03/2020
Fine attività didattiche 12/06/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2019

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
7 A.A. 2018/2019 01/10/2018 15/03/2020 CALDOGNETTO TOMMASO (Presidente)
TENTI PAOLO (Membro Effettivo)
BUSO SIMONE (Supplente)
CARLI RUGGERO (Supplente)
CORRADINI LUCA (Supplente)
ROSSETTO LEOPOLDO (Supplente)
SPIAZZI GIORGIO (Supplente)
TURRI ROBERTO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Oltre alle conoscenze fondamentali di matematica e fisica, per la frequenza del corso è necessario possedere nozioni di base nell'ambito della teoria dei circuiti e delle discipline fondamentali dell’Ingegneria dell’Informazione (controlli automatici, elettronica, misure elettroniche, telecomunicazioni). Le nozioni più specifiche saranno comunque richiamate durante il corso.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il termine smart grid indica una rete elettrica che mira a risolvere i punti deboli delle reti elettriche convenzionali attraverso un ampio uso delle tecnologie dell'informazione, nella produzione, trasmissione, distribuzione e utilizzo di energia elettrica. Lo scopo principale è raggiungere il più alto livello di sostenibilità rispetto all'ambiente e flessibilità nell'ospitare il crescente numero di consumatori. A tal fine, nuovi paradigmi e tecnologie stanno permeando il sistema elettrico, in particolare per le reti di distribuzione in bassa tensione.

Quello delle reti elettriche intelligenti rappresenta uno tra i più importanti scenari di applicazione delle tecnologie dell'informazione e dell'elettronica di potenza, e ha un enorme impatto pratico. Il corso intende fornire una panoramica dello scenario delle smart grids, discutendo, in particolare, i principali aspetti sul funzionamento dei micro-generatori e dei convertitori di potenza elettronici in sistemi di elettrici intelligenti.

Il corso consente di acquisire le seguenti conoscenze ed abilità:

1) Conoscenza delle informazioni e concetti necessari per comprendere le potenzialità delle smart grid, gli elementi costituenti, le tecnologie portanti e gli sviluppi prevedibili nel breve e medio termine.
2) conoscenza delle tecniche di controllo dei convertitori connessi alla rete elettrica;
3) conoscenza delle principali tecnologie di generazione da fonti rinnovabili e di accumulo;
4) conoscenza delle problematiche associate a modi operativi particolari, come il funzionamento in isola;
5) capacità di modellizzare correttamente nell'ambiente di calcolo e simulazione Matlab/Simulink i sistemi e le parti di controllo trattate nel corso.
Modalita' di esame: L'esame si compone di:
- prova scritta composta da domande aperte ed esercizi da risolvere finalizzate alla verifica dei punti 1)-4) indicati nella sezione conoscenze ed abilità da acquisire;
- relazione sintetica che riporta i risultati delle attività di laboratorio finalizzata alla verifica del punto 5) indicato nella sezione conoscenze ed abilità da acquisire;
- eventuale integrazione con approfondimento su argomenti del corso da esporre in forma seminariale in presenza del docente e aperta a tutti i partecipanti al corso.
Criteri di valutazione: I criteri adottati valutano la conoscenza del materiale presentato a lezione, la capacità di usarlo per analizzare/risolvere problemi di interesse pratico, e la capacità di utilizzare in modo efficace l'ambiente Matlab/Simulink come supporto alla analisi o al progetto.
Contenuti: ASPETTI TEORICI E DESCRITTIVI:
Introduzione alle smart grids. Struttura delle reti elettriche. Modellizzazione degli elementi fondamentali di un sistema elettrico e analisi del flusso di potenza. Tecnologie per la generazione da risorse rinnovabili e sulle tecnologie di accumulo. Richiami di elettronica di potenza. Rappresentazione delle grandezze trifase nei diversi sistemi di riferimento per il controllo delle risorse connesse alla rete. Controllo dei convertitori elettronici connessi alla rete, cioè i comportamenti grid feeding, grid supporting (come il controllo droop), grid forming. Funzioni di controllo specifiche (maximum power point traking, anti-islanding detection secondo IEEE 1547.1). Architetture di connessione di generatori funzionanti in parallelo. Il coordinamento delle risorse distribuite in reti intelligenti e algoritmi di gestione. Concetti sul testing (verifica) e sulle simulazioni real-time come strumento a supporto delle fasi di verifica.

ASPETTI APPLICATIVI:
- Sviluppo in ambiente Matlab/Simulink di un convertitore per sorgenti fotovoltaiche.
- Sviluppo e test sperimentale del controllo di convertitori dc-dc operanti in parallelo in una rete di distribuzione in tensione continua.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: In aggiunta agli appunti dalle lezioni, i materiali di studio sono primariamente forniti attraverso la pagina web (piattaforma moodle) del corso. I materiali di studio sono integrati da alcune parti dei testi di riferimento riportati nella successiva sezione e puntualmente indicati a lezione e nella pagina web del corso.
Testi di riferimento:
  • J. Momoh, Smart Grid: Fundamentals of Design and Analysis. --: Wiley, 2012. Cerca nel catalogo
  • Q.C. Zhong, T. Hornik, Control of Power Inverters in Renewable Energy and Smart Grid Integration. --: Wiley, 2013. Cerca nel catalogo
  • T. Orłowska-Kowalska, F. Blaabjerg, J. Rodríguez, Advanced and Intelligent Control in Power Electronics and Drives. --: Springer, 2014. Cerca nel catalogo
  • G.G. Karady, K.E. Holbert, Electrical Energy Conversion and Transport: An Interactive Computer-Based Approach. --: Wiley, 2013. Cerca nel catalogo
  • Ali Keyhani, Design of Smart power Grid Renewable Energy Systems. --: Wiley-IEEE, 2017. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Problem based learning
  • Working in group
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • Matlab
  • Imperix Rapid Power Electronic Prototyping Platform

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Energia pulita e accessibile Citta' e comunita' sostenibili Agire per il clima