Universidad de Jaén

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Guía docente 2018-19 - 14712004 - Centrales eléctricas II

TITULACIÓN: Grado en Ingeniería eléctrica (14712004)
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (LINARES)

TITULACIÓN: Doble Grado en Ingeniería eléctrica e Ingeniería mecánica (14812004)
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (LINARES)

TITULACIÓN: Doble Grado en Ingeniería eléctrica e Ingeniería química industrial (14912034)
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (LINARES)

CURSO ACADÉMICO: 2018-19
GUÍA DOCENTE
1. DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
NOMBRE: Centrales eléctricas II
CÓDIGO: 14712004 (*) CURSO ACADÉMICO: 2018-19
TIPO: Obligatoria
Créditos ECTS: 6.0 CURSO: 4 CUATRIMESTRE: SC
WEB: http://dv.ujaen.es
 
2. DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO
NOMBRE: CANO ORTEGA, ANTONIO
IMPARTE: Teoría - Prácticas [Profesor responsable]
DEPARTAMENTO: U120 - INGENIERÍA ELÉCTRICA
ÁREA: 535 - INGENIERÍA ELÉCTRICA
N. DESPACHO: D - 179 E-MAIL: acano@ujaen.es TLF: 953648580
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/47308
URL WEB: http://dv.ujaen.es
 
3. PRERREQUISITOS, CONTEXTO Y RECOMENDACIONES
PRERREQUISITOS:
-
CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN:

Materia: Centrales. Curso: 4º. Cuatrimestre: 2º.

La asignatura se encuadra en el segundo cuatrimestre del cuarto curso, por lo que con anterioridad el alumno ha cursado estudios sobre sistemas trifásicos, redes de alta tensión, máquinas síncronas y la asignatura Centrales Eléctricas I, por lo que en esta asignatura se aborda el funcionamiento de las centrales eléctricas desde el punto de vista del generador eléctrico.

 

Nuestra disciplina se encuentra en el bloque de materias que aportan los contenidos tecnológicos de especialidad. Esta asignatura fijará los cimientos para poder comprender y adquirir posteriores conocimientos en asignaturas específicas.

 

RECOMENDACIONES Y ADAPTACIONES CURRICULARES:
-
El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.
4. COMPETENCIAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE
código Denominación de la competencia
CB2 Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
CB3 Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
CB4 Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
CB5 Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
CEL6 Capacidad para el diseño de centrales eléctricas. Conocimiento aplicado sobre energías renovables.
CT2 Capacidad para la gestión de la información, manejo y aplicación de las especificaciones técnica y la legislación necesaria para la práctica de la ingeniería.
CT4 Capacidad para aplicar nuevas tecnologías incluidas las tecnologías de la información y la comunicación.
Resultados de aprendizaje
Resultado Resul-09 Capaz de diseñar centrales eléctricas
Resultado Resul-10 Ser capaz de aplicar los conocimientos adquiridos sobre energías renovables
5. CONTENIDOS

  • Clasificación de centrales eléctricas
  • Generación eléctrica con energías renovables
  • Regulación, control y protección del generador
  • Estabilidad transitoria.

BLOQUE TEMÁTICO I: CONCEPTOS GENERALES

 

CAPÍTULO 1. CENTRALES DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA.

 

1.1  Introducción.

1.2  Las fuentes de energía en España.

1.3  Producción de energía eléctrica en España.

1.4  Fuentes de energía renovables.

1.4.1        Minihidráulica.

1.4.2        Eólica.

1.4.3        Solar Térmica

1.4.4        Solar Fotovoltaica.

1.4.5        Biomasa.

1.5  Definición de generación distribuida.

1.5.1 Ventajas e inconvenientes de la generación distribuida.

1.6  Otras fuentes distribuidas: pilas de combustible, microturbinas y grupos diesel.

 

CAPITULO 2. EL GENERADOR SÍNCRONO.

 

2.1  Descripción básica del generador síncrono.

2.2  Definiciones y clasificaciones del problema de estabilidad.

2.3  Modelo del generador síncrono para estabilidad.

2.4  El generador síncrono conectado a una red de potencia infinita.

2.5  Límites de funcionamiento de la máquina.

 

 

BLOQUE TEMÁTICO II: REGULACIÓN Y CONTROL DEL ALTERNADOR.  

 

CAPITULO 3. CONTROL AUTOMÁTICO DE LA TENSIÓN (AVR).

 

3.1  Introducción.

3.2  Primer lazo de control. (Automatic Voltage Regulator).

3.2.1    Principales elementos del control primario del generador.

3.2.2    Respuesta en régimen permanente del primer lazo de control.

3.2.3    El primer lazo de control en bucle cerrado.

3.2.4    Respuesta en régimen permanente del primer lazo de control en bucle cerrado.

 

CAPITULO 4. CONTROL AUTOMÁTICO DE LA GENERACIÓN (AGC).

 

4.1     Introducción.

4.2     Segundo lazo de control. (Automatic Generation Control).

4.3     División del sistema eléctrico: concepto de área de control

4.4     Sistemas con más de un área de control.

4.4.1   Modelo de interconexión elástica entre áreas.

4.4.2   Respuesta en régimen permanente de un sistema con dos áreas de control.

4.4.3   Segundo lazo de control en sistemas multiárea.

4.5     El lazo de control ALFC (automatic-load frecuency control).

 

CAPITULO 5. TERCER BUCLE DE CONTROL DE LA GENERACIÓN.

 

5.1     Introducción al control terciario de tensiones y frecuencia.

5.2     El flujo de cargas óptimo.

5.3     Despacho económico sin pérdidas.

5.4     Despacho económico con pérdidas.

5.5     El despacho en el nuevo entorno del mercado.

5.6     Restricciones en el funcionamiento de centrales: disponibilidad y límites de potencia.

 

BLOQUE TEMÁTICO III: PROTECCIONES DEL GENERADOR.

 

CAPITULO 6: PROTECCIONES DEL GENERADOR SÍNCRONO.

 

6.1  Introducción.

6.2  Funciones y características de los relés de protección.

6.3  Tipos de protección del generador.

6.4  Relés de protección frente a faltas internas en el generador.

  • Protección contra faltas a tierra en el estátor (64 G).
  • Protección contra cortocircuito entre fases (87G).
  • Faltas a tierra del rotor (64R).
  • Pérdida de excitación del generador (40).

6.5  Relés de protección frente a faltas externas.

  • Protección de sobreintensidad en el estátor.
  • Sobrecargas y sobrecalentamientos en el estátor y rotor (49).
  • Protección contra carga desequilibrada (46).
  • Protección contra potencia inversa o retorno de energía. (32).
  • Protección contra sobretensiones en el estátor (59).
  • Protección contra la pérdida de sincronismo (78).
  • Protección contra las variaciones de frecuencia (84) y sobrevelocidad.
  • Protección contra el fallo del interruptor de línea (50 BF).

 

BLOQUE TEMÁTICO IV: ESTABILIDAD TRANSITORIA.

 

CAPÍTULO 7: ESTABILIDAD TRANSITORIA DE UN SISTEMA ELÉCTRICO.

 

7.1  Introducción.

7.2  Estabilidad transitoria.

7.2.1        Ecuación de la oscilación de una máquina síncrona.

7.2.2        Variación del ángulo del generador frente a una variación tipo escalón en la potencia mecánica.

7.2.3        Criterio de igualdad de áreas.

7.3     Resolución de la ecuación de oscilación mediante métodos numéricos.

7.4     Factores que afectan a la estabilidad.

 

 

Prácticas

P1. Curva de carga y parámetros de la demanda.

P2. Control AVR del generador.

P3.  Control AGC del generador.

P4. Despacho  óptimo de generación.

P5. Estabilidad transitoria de los sistemas eléctricos de potencia.

6. METODOLOGÍA Y ACTIVIDADES
ACTIVIDADES HORAS PRESEN­CIALES HORAS TRABAJO AUTÓ­NOMO TOTAL HORAS CRÉDITOS ECTS COMPETENCIAS (códigos)
A1 - Clases expositivas en gran grupo
  • M1 - Clases expositivas en gran grupo: Clases magistrales
  • M2 - Clases expositivas en gran grupo: Exposición de teoría y ejemplos generales
  • M4 - Clases expositivas en gran grupo: Conferencias
45.0 67.5 112.5 4.5
  • CB2
  • CB3
  • CB4
  • CB5
  • CEL6
  • CT2
  • CT4
A2 - Clases en grupos de prácticas
  • M11 - Clases en grupos de prácticas: Resolución de ejercicios
  • M12 - Clases en grupos de prácticas: Presentaciones/Exposiciones
  • M6 - Clases en grupos de prácticas: Actividades prácticas
  • M7 - Clases en grupos de prácticas: Seminarios
  • M9 - Clases en grupos de prácticas: Laboratorios
10.0 15.0 25.0 1.0
  • CB2
  • CB3
  • CB4
  • CB5
  • CEL6
  • CT2
  • CT4
A3 - Tutorias Colectivas
  • M14 - Tutorias Colectivas/Individuales: Supervisión de trabajos dirigidos
  • M17 - Aclaración de dudas
  • M18 - Tutorias Colectivas/Individuales: Comentarios de trabajos individuales
5.0 7.5 12.5 0.5
  • CB2
  • CB3
  • CB4
  • CB5
  • CEL6
  • CT2
  • CT4
TOTALES: 60.0 90.0 150.0 6.0  
 
INFORMACIÓN DETALLADA:

Contenido teórico:

Las clases teóricas presenciales se desarrollarán con la explicación inicial de los contenidos de cada tema de la asignatura, utilizando herramientas multimedia. Una vez explicados los contenidos teóricos se desarrollarán problemas y casos prácticos relacionados con dichos contenidos

Prácticas de laboratorio:

Se realizarán sesiones de dos horas en las fechas indicadas en el cronograma de la asignatura. Durante cada sesión se realizará, el desarrollo experimental de la práctica en el laboratorio de Ingeniería Eléctrica y, la simulación de dicha práctica en el laboratorio utilizando Matlab.

Trabajo:

Se realizará un trabajo de simulación de un caso particular relacionado con los contenidos desarrollados en la asignatura.

 

 

7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
 
ASPECTO CRITERIOS INSTRUMENTO PESO
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales Participación activa en la clase. Participación en los debates. Participación en los trabajos grupales. Observación y notas del profesor. 15.0%
Conceptos teóricos de la materia Dominio de los conocimientos teóricos y operativos de la materia. Examen teórico (conceptos y problemas). 60.0%
Realización de trabajos, casos o ejercicios Entrega de los casos (prácticas y trabajos dirigidos)bien resueltos. En los trabajos se analizará la estructura, la calidad de la documentación, la originalidad y la ortografía y presentación. Evaluación de las memorias prácticas y trabajos dirigidos. 25.0%
Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC Realización de prácticas y desarrollo de problemas en entorno TIC Evaluación de las memorias y resultados de los problemas programados 0.0%
El sistema de calificación se regirá por lo establecido en el RD 1125/2003 de 5 de septiembre por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en la titulaciones universitarias de carácter oficial
INFORMACIÓN DETALLADA:

Asistencia y participación activa tanto en las sesiones de teoria como en las prácticas y trabajo grupal (15% de la calificación total).

Evaluación del contenido teórico de la asignatura:

Realización de un examen escrito de teoría (60% de la calificación total) compuesto por dos partes bien diferenciadas.

En la primera parte se incluirán un número adecuado de preguntas teóricas y en la segunda parte se realizarán varios problemas, con las que se pretenden evaluar la adquisición por parte del alumno de los conocimientos desarrollados en los objetivos de la asignatura.

Evaluación de las actividades académicas dirigidas de la asignatura:

La realización de las prácticas de cada uno de los temas de la asignatura se valorará con un 15% de la nota global. 

Trabajo:

La realización del trabajo así como la participación activa en las actividades desarrolladas durante el curso se valorará con un 10% de la nota global de la asignatura.

Mediante la realización de las distintas partes se evalua las competencias CT2, CT4 y CEL6. 

Para conseguir aprobar la asignatura será necesario obtener en el examen escrito al menos un 4 sobre 10.

8. DOCUMENTACIÓN / BIBLIOGRAFÍA
ESPECÍFICA O BÁSICA:
  • Centrales eléctricas. Edición: -. Autor: Sanz Feito, Javier. Editorial: Madrid: Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, 1993
  • Centrales eléctricas. Edición: [1ª ed., reimp.]. Autor: Orille Fernández, Ángel Luis. Editorial: Barcelona: UPC, 1997  (C. Biblioteca)
  • Análisis y operación de sistemas de energía eléctrica. Edición: -. Autor: -. Editorial: Madrid [etc.]: McGraw-Hill, D. L. 2002  (C. Biblioteca)
  • Power system stability and control. Edición: -. Autor: Kundur, P.. Editorial: New York [etc.]: McGraw-Hill, cop. 1994  (C. Biblioteca)
  • Power system analysis. Edición: 3rd ed.. Autor: Saadat, Hadi. Editorial: [Estados Unidos] : PSA, cop. 2010  (C. Biblioteca)
GENERAL Y COMPLEMENTARIA:
  • Sistemas de energía eléctrica. Edición: -. Autor: Barrero González, Fermín. Editorial: Madrid: Paraninfo, D. L. 2004  (C. Biblioteca)
  • Generación y transporte de energía eléctrica. Edición: -. Autor: Jurado Melguizo, Francisco. Editorial: [Madrid ]: Koobeht, cop. 2004  (C. Biblioteca)
  • Centrales de energías renovables: generación eléctrica con energías renovables. Edición: 2ª ed.. Autor: -. Editorial: Madrid [etc.] : Pearson : UNED, 2012  (C. Biblioteca)
  • Power system analysis : operation and control. Edición: 3rd ed.. Autor: Chakrabarti, Abhijit. Editorial: New Delhi : PHI Learning Private Limited, 2015  (C. Biblioteca)
9. CRONOGRAMA (segundo cuatrimestre)
Semana A1 - Clases expositivas en gran grupo A2 - Clases en grupos de prácticas A3 - Tutorias Colectivas Trabajo autónomo Observaciones
Nº 1
28 ene - 3 feb 2019
3.00.01.0 6.0 Tema 1 
Nº 2
4 - 10 feb 2019
3.02.00.0 7.5 Tema 1 
Nº 3
11 - 17 feb 2019
3.00.00.0 4.5 Tema 2 
Nº 4
18 - 24 feb 2019
3.00.00.0 4.5 Tema 2 
Nº 5
25 feb - 3 mar 2019
3.00.02.0 7.5 Tema 3 
Nº 6
4 - 10 mar 2019
3.02.00.0 7.5 Tema 3 
Nº 7
11 - 17 mar 2019
3.00.00.0 4.5 Tema 4 
Nº 8
18 - 24 mar 2019
3.00.00.0 4.5 Tema 4 
Nº 9
25 - 31 mar 2019
3.02.00.0 7.5 Tema 4 y Tema 5 
Nº 10
1 - 7 abr 2019
3.00.00.0 4.5 Tema 5 
Nº 11
8 - 14 abr 2019
3.02.00.0 7.5 Tema 5 
Período no docente: 15 - 21 abr 2019
Nº 12
22 - 28 abr 2019
3.00.00.0 4.5 Tema 6 
Nº 13
29 abr - 5 may 2019
3.00.00.0 4.5 Tema 6 y Tema 7 
Nº 14
6 - 12 may 2019
3.02.00.0 7.5 Tema 7 
Nº 15
13 - 17 may 2019
3.00.02.0 7.5 Tema 7 
Total Horas 45.0 10.0 5.0 90.0