Impianti di Produzione dell’Energia Elettrica (L, LS)

Sistemi Elettrici per l’Energia

Il corso si propone di approfondire temi dei corsi di Sistemi Elettrici per l'Energia e di Impianti Elettrici strettamente connessi con la gestione ed il progetto delle centrali elettriche. In particolare il corso si propone di fornire le conoscenze di base per il controllo ed il coordinamento economico delle centrali di produzione, tenendo in considerazione gli effetti delle attuali riorganizzazioni del mercato elettrico. Inoltre saranno forniti, limitatamente alla parte elettrica, gli elementi di base per la progettazione dei diversi tipi di impianti di produzione dell'energia elettrica che alimentano la rete di trasmissione ad alta tensione. Particolare attenzione sarà infine dedicata alla generazione mediante impianti di piccola potenza direttamente allacciati alla rete di media e bassa tensione (generazione distribuita) ed alla produzione di energia mediante fonti rinnovabili.

Programma

Generalità sugli impianti di produzione dell’energia elettrica che alimentano la rete di trasmissione nazionale.

Coordinamento economico della produzione. Dispacciamento ottimale delle potenze generate: dispacciamento ad eguali costi incrementali ed ad eguali costi incrementali corretti con penalità per tenere conto delle perdite nelle linee di trasmissione. Definizione del parco di produzione in servizio per la copertura del diagramma di carico. Richiami sul mercato concorrenziale dell’energia elettrica. Gli operatori di mercato. L’articolazione del mercato elettrico: mercato dell’energia e mercato dei servizi ausiliari di sistema.

Connessione dell’impianto di produzione alla rete di trasmissione in alta tensione. Connessione alla rete e punto di consegna. Connessione su stazioni esistenti e su linee esistenti. Stazioni elettriche delle centrali. Generalità sugli alternatori. Modelli matematici dinamici per la simulazione dei transitori.

Circuiti elettrici delle centrali e loro protezione. Schemi e dimensionamento degli impianti elettrici per servizi ausiliari di centrale. Sequenza delle manovre per la loro alimentazione in fase di avviamento e arresto. Criteri di scelta dello stato del neutro. Alimentazione in corrente continua dei servizi di emergenza. Tipi di accumulatori e loro caratteristiche esterne. Piano di riaccensione dopo black-out. Protezione dei circuiti elettrici principali dei circuiti elettrici secondari. Protezione degli alternatori. Protezione dei trasformatori e dei motori dei servizi ausiliari della centrale.

Modelli dinamici dei diversi tipi di centrale per la definizione dei regolatori della frequenza del sistema elettrico e delle potenze attive erogate dai gruppi di produzione.

Centrali idroelettriche. Determinazione della funzione di trasferimento della potenza meccanica in funzione dell’apertura del distributore. Regolatore di velocità. Centrali termoelettriche a vapore. Interazioni fra generatore di vapore e turbina e coordinamento delle relative regolazioni di pressione e velocità. Cenni sulla regolazione di livello nel corpo cilindrico. Modello matematico dinamico di un gruppo turbogas.

Generazione distribuita. Introduzione. Descrizione degli impianti di produzione di energia elettrica, anche da fonte rinnovabile, connessi ai sistemi di prima e seconda categoria. Impatto sulla rete. Protezioni. Cenni agli aspetti economici associati alla GD.

Testi consigliati

N. Faletti - P. Chizzolini: Trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. Vol. I e II. Ed. Pàtron

F. Iliceto: Impianti Elettrici. Ed. Pàtron

C. Genesio - E. Volta: Impianti Elettrici. Ed. Pàtron

C. L. Wadhwa: Electrical Power Systems. Ed. J. Wiley & Sons

A. J. Wood, B. Wollenberg, “Power Generation, operation and control”, Pergamon Press, 1993

N. Jenkins et al., “Embedded Generation”, IEE press, 2000

H. Lee Willis, W. G. Scott, “Distributed power generation”, Marcel Dekker, 2000.

D. Kirshen, G. Strbac, “Power System Economics”, Wiley, 2004

 

Prerequisiti Richiesti

Moduli di Analisi Matematica

Moduli di Eettrotecnica

Modulo di Impianti Elettrici

Moduli di Sistemi Elettrici per l’Energia

Docente: Fabrizio Pilo

Orario di Ricevimento: su appuntamento

Raggruppamento: ING-IND/33

Codice Corso:

Tipo di Corso: Facoltativo per L e LSEN, Obbligatorio per LS

Frequenza: I semestre - IV anno

Crediti: 6

Durata Corso: 60 ore

Esame:  Prova orale