50690 - REDES ELÉCTRICAS
INTELIGENTES
GUÍA DOCENTE CURSO: 2017/18
CENTRO: 420 - IU Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas
TITULACIÓN: 5025 - Máster Universitario en Eficiencia Energética
ASIGNATURA: 50690 - REDES ELÉCTRICAS INTELIGENTES
CÓDIGO ULPGC: 50690 CÓDIGO UNESCO:
MÓDULO: DISEÑO, PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN ENERGÉTICAMATERIA: TIPO: Optativa
CRÉDITOS ECTS: 3 CURSO: 1 SEMESTRE: 2º semestre
LENGUA DE IMPARTICIÓN (Especificar créditos de cada lengua)
ESPAÑOL: 3 INGLÉS:
SUMMARY
REQUISITOS PREVIOS
Los propios del máster
Plan de Enseñanza (Plan de trabajo del profesorado) Contribución de la asignatura al perfil profesional:
El Máster oficial en Eficiencia Energética impartido por el SIANI está orientado a suministrar a los alumnos competencias de capacitación hacia la I+D en Eficiencia Energética. En este contexto, esta asignatura de carácter optativo pretende introducir a los alumnos en un área de investigación novedosa, emergente y de fuerte expansión en los próximos años. Además, la importancia del desarrollo e implantación de las redes inteligentes para el futuro energético de los países desarrollados introduce elementos extra de interés evidente a los aspectos relacionados con una investigación puntera que de lugar a la formación de investgadores tecnológicos que generen gran valos añadido a la sociedad y la industria.
Competencias que tiene asignadas:
COMPETENCIAS BÁSICAS:
CB6: Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de Investigación
CB7: Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
CB8: Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
CB10: Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
COMPETENCIAS TRANSVERSALES:
ULPGC1: Liderar equipos y organizaciones, promoviendo el libre intercambio de ideas y experiencias, la búsqueda de soluciones originales y el compromiso permanente con la excelencia. ULPGC2: Impulsar responsablemente todas las formas de conocimiento y de acción que puedan contribuir al enriquecimiento del capital económico, social y cultural de la sociedad en la que desarrolla su práctica profesional y en la que ejerce sus derechos y deberes de ciudadanía.
COMPETENCIAS GENERALES:
CGM02:Conocer y saber aplicar las tecnologías y la legislación actual en materia de eficiencia energética así como tener destrezas y habilidades técnicas para gestionar y dirigir proyectos de I+D relacionados con la actividad productiva en el sector
CGM03: Conocer en profundidad el estado del arte en la Investigación sobre eficiencia energética y su aplicación a líneas de investigación específicas en los sectores de producción y gestión de la energía, las instalaciones y la edificación así como disponer de las capacidades necesarias para investigar, realizar I+D e Innovación en el área de la eficiencia energética.
CGM04: Ser capaz de realizar actividades experimentales de investigación e integrarse en un equipo de investigación, o de I+D, en relación con el uso de las técnicas y métodos de eficiencia energética.
CGM05: Disponer de capacidades para la aplicación e integración de los conocimientos adquiridos y resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios y multidisciplinares.
CGM06: Comprender y aplicar la responsabilidad ética, la legislación y la deontología profesional de la actividad en el marco de la labor investigadora.
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS:
CE02: Disponer los conocimientos y habilidades necesarias para identificar situaciones y aplicar soluciones de sistemas inteligentes y simulación en los ámbitos de la eficiencia energética y la sostenibilidad
CE05: Disponer de capacidades y destrezas para el estudio, elaboración de estrategias y diseño de edificaciones sostenibles orientadas hacia el ahorro de la energía y la eficiencia energética para su integración en los ciclos vitales de la Naturaleza.
CE06: Adquirir los conocimientos necesarios para entender el funcionamiento de los mercados de los combustibles y la energía y disponer de la capacidad para el análisis de situaciones desde un punto de vista técnico económico y legal
CE10: Disponer los conocimientos y habilidades necesarias para identificar situaciones y definir las estrategias de actuación en los diferentes ámbitos relativos a la gestión y auditoría energética y de sostenibilidad de infraestructuras.
Objetivos:
Proporcionar una visión amplia del concepto de Red Eléctrica Inteligente relativo a los fundamentos, conceptos, arquitecturas, estándares y procesos de comunicación, interoperabilidad, operación, control, explotación y mantenimiento
Contenidos:
Bloque 1: Naturaleza, concepto y fundamentos arquitectónicos
· Elementos constitutivos y requisitos de las redes inteligentes. Aspectos técnicos, económicos y medioambientales.
· Perspectivas de negocio y escenarios de solución. Beneficios y mejoras en eficiencia. · Tratamiento Integral de Producción, Almacenamiento y Consumo.
· Transformación de las infraestructuras eléctricas.
· Arquitecturas de redes inteligentes. Conexión de redes inteligentes. · Redes de Energía y Redes de Datos. Estandarización.
· Flujos en las redes de datos.
Bloque 2: Transporte y Distribución en el smartgrid
· Automatización de transporte, subestaciones y distribución.
· Medidores inteligentes, “energy boxes”, concentradores y otros dispositivos. Control de carga y determinación de necesidades de la demanda.
· Sistemas de control de la demanda. · Sistemas de gestión del servicio. · Los Microgrids en el Smartgrid.
· Control y seguridad en la Infraestructura. Estándares.
Bloque 3: Integración de la generación y el almacenamiento distribuidos · Integración de generación distribuida.
· Integración de generación renovable: eólica y fotovoltaica. · Integración del almacenamiento. Tecnologías.
Bloque 4 : Monitorización, Mando y Control. Operación y Gestión Inteligente · La toma de decisión. Jerarquización y descentralización.
· Tecnologías de comunicación para el control desde la producción al dispositivo de consumo. · Explotación de los datos.
· Sistemas SCADA.
· Gestión inteligente. Políticas.
· Gestión inteligente de la oferta, la demanda y el almacenamiento. · Análisis de Estabilidad y Resiliencia.
· Estudio de Casos.
Bloque 5: Integración de consumos energéticamente eficientes en el smartgrid · Gestión inteligente de la oferta.
· Gestión de la demanda. · La respuesta del usuario. · Patrones de uso de la energía. · Estrategias de eficiencia energética. · Esquemas prosumer.
· Políticas de control. Bloque 6 : Operación
· La gestión inteligente y el mercado.
· Las redes inteligentes y los nuevos ámbitos de explotación en el dominio de la energía. · Las redes inteligentes y la calidad del servicio.
· Las redes inteligentes, los mercados instantáneos y las políticas de precios en tiempo real. · Aspectos del Mantenimiento
· Visión integral de la explotación. · Simulación en redes inteligentes.
· Estudio de casos.
Metodología:
La docencia se organiza en:
- Sesiones académicas teóricas. A01 (30 Horas, 50% presencialidad)
Método fundamentalmente expositivo utilizando pizarra y recursos audiovisuales. Se incentiva en todo momento la participación del estudiante en las clases promoviendo siempre que sea posible el debate.
- Sesiones académicas prácticas A02 (20 Horas, 50% presencialidad)
Se desarrollan en el laboratorio o en Instalaciones Industriales con el objeto de favorecer el afianzamiento de los conocimientos teóricos. El profesor entrega a los estudiantes con suficiente antelación los guiones de las prácticas y el estudiante debe confeccionar al finalizar las sesiones un Informe de las mismas.
- Trabajos de curso dirigidos. A07 (10 Horas, 30% presencialidad)
Los estudiantes, organizados en grupos o de manera individual, realizan trabajos que incidan en aspectos fundamentales del temario.
- Ejercicios de autoevaluación A09 (6 horas)
Resolución de varios ejercicios y cuestiones similares a los que luego se preguntan en los exámenes a modo de recapitulación y a la vez entrenamiento. Estos cuestionarios son resueltos en clase posteriormente
-Búsquedas bibliográficas. A12 (6 horas).
Los estudiantes realizan búsquedas de información a través de diferentes fuentes y seleccionan la información relevante para complementar sus estudios.
-Visitas guiadas. A14 (3 horas)
Realización de visitas a sitios de interés.
Evaluacion:
Criterios de evaluación
---CONVOCATORIA ORDINARIA:
1) Realización de un Test de cada clase teórica a lo largo Curso.
2) Realización de apuntes de las clases teóricas de utilización en los Test.
3) Realización de apuntes de los problemas desarrollados en clase de utilización en los Test.
4) Realización de informes de las Prácticas de Laboratorios y de Visitas a Instalaciones Industriales.
5) Realización de Trabajos para mejorar la Nota Final. 6) Asistencia a las clases.
CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA:
A) Alumnos con actividades desarrolladas a lo largo del curso, igual que para la Convocatoria Ordinaria
Sistemas de evaluación
---% DE PORCENTAJE PARA LA FORMACIÓN DE LA NOTA FINAL: CONVOCATORIA ORDINARIA:
2) Realización de apuntes de las clases de teóricas. Incluido en la Nota del Test.
3) Realización de apuntes de los problemas desarrollados en clase. Incluido en la Nota del Test. 4) Examen equivalente y sustituido por la realización de varios Test a lo largo Curso (80%). 4) Realización de informes de las Prácticas de Laboratorios (5%).
5) Visitas a Instalaciones(5%)
5) Realización de Trabajos. Mejora sobre la Nota Final en un (10%). 6) Asistencia a las clases (10%).
Criterios de calificación
---La NOTA FINAL que resulte de los Sistemas de Evaluación
Plan de Aprendizaje (Plan de trabajo de cada estudiante)
Tareas y actividades que realizará según distintos contextos profesionales (científico, profesional, institucional, social)
Además de las clases teóricas presenciales durante las que se realizarán tareas con participación de los alumnos y debates. Los estudiantes realizarán trabajos dirigidos que corresponderán a estudios de casos relativos a los contenidos estudiados en clase.
Temporalización semanal de tareas y actividades (distribución de tiempos en distintas actividades y en presencialidad - no presencialidad)
Semana 1: Bloque 1 Horas Presenciales: 2 HT: 2 HP: 0 Horas no presenciales: 3 Semanas 2-3: Bloque 2 Horas Presenciales: 4 HT: 2 HP: 2 Horas no presenciales: 6 Semanas 4-5: Bloque 3 Horas Presenciales: 4 HT: 3 HP: 1 Horas no presenciales: 6 Semanas 6-7: Bloque 4 Horas Presenciales: 4
HT: 3 HP: 1 Horas no presenciales: 6 Semanas 8-13: Bloque 5 Horas Presenciales: 12 HT: 4 HP: 8 Horas no presenciales: 18 Semanas 14-15: Bloque 6 Horas Presenciales: 4 HT: 1 HP: 3 Horas no presenciales: 6
Recursos que tendrá que utilizar adecuadamente en cada uno de los contextos profesionales.
Para el desarrollo del curso se deberá contar con los medios disponibles, en la ULPGC en general y el Instituto Universitario SIANI en particular, para la impartición de la docencia, tales como recursos bibliográficos y servicio de Campus Virtual ULPGC (es decir, la configuración de Moodle para la ULPGC).
Resultados de aprendizaje que tendrá que alcanzar al finalizar las distintas tareas.
El estudiante deberá ser capaz de:
- Conocer los fundamentos y conceptos de las redes inteligentes, sus elementos constitutivos, sus soluciones arquitectónicas y la naturaleza y problemática de la conexión y transmisión de los datos.
- Conocer los problemas y las soluciones relacionadas con la interopreabilidad entre equipamientos, instalaciones, empresas y consumidores de redes inteligentes.
- Conocer y evaluar las políticas de seguridad de datos y redes.
- Disponer de los conocimientos relativos a los procesos de implantación incremental y de las metodologías de transición de soluciones de redes inteligentes partiendo de redes convencionales. - Disponer de los conocimientos para entender, evaluar y determinar las ventajas que para las redes poco malladas o de pequeña dimensión tienen las redes inteligente, fundamentalmente en lo referido a maximización de
penetración de renovables con mantenimiento de la calidad del servicio.
- Conocer los métodos de toma de decisión y de gestión en las redes inteligentes, la jerarquización de las decisiones, la segmentación y la estructuración.
- Definir políticas de gestión inteligente y capacitar en los conceptos de resiliencia y seguridad automática en el servicio.
- Conocer las estrategias y métodos de gestión inteligente de la producción y la demanda.
- Conocer las ventajas de las diferentes políticas de gestión de la demanda: informativas y de concienciación, las basadas en precios y las basadas en acción directa.
- Conocer las ventajas de las soluciones de almacenamiento energético y su influencia en la estabilidad y calidad de servicio.
las nuevas modalidades de negocio que se presentan.
- Adquirir las capacidades para estudiar en simulación escenarios relativos a situaciones en redes inteligentes.
Plan Tutorial
Atención presencial individualizada (incluir las acciones dirigidas a estudiantes en 5ª, 6ª y 7ª convocatoria)
Durante los horarios establecidas al efecto, el alumno podrá recibir atención presencial individualizada de cara a la realización de las distintas tareas que tiene encomendadas: trabajo de curso, realización de prácticas o resolución de casos. Se favorecerá el desarrollo de las capacidades relacionadas con el aprendizaje autónomo, promoviendo en el alumno la búsqueda activa de soluciones y alternativas a los distintos problemas que se irán planteando.
Atención presencial a grupos de trabajo
Se realizarán, siempre y cuando que sean necesarias tutorías grupales, a razón de, media hora cada dos semanas por grupo, comenzando transcurrida las primeras semanas de docencia de la asignatura y concluyendo, dos semanas después de concluida la misma.
Atención telefónica
El alumno podrá plantear cuestiones concretas a los profesores de la asignatura a través de consultas telefónicas. También podrá utilizarse para concertar citas presenciales o aclarar cuestiones breves de índole administrativa.
Atención virtual (on-line)
A través de Campus Virtual, configuración de Campus Virtual, la plataforma Moodle para la docencia en la ULPGC
Datos identificativos del profesorado que la imparte. Datos identificativos del profesorado que la imparte
Dr./Dra. Eduardo Vega Fuentes (COORDINADOR)
Departamento: 237 - INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y AUTOMÁTICA
Ámbito: 520 - Ingeniería De Sistemas Y Automática
Área: 520 - Ingeniería De Sistemas Y Automática
Despacho: INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y AUTOMÁTICA
Teléfono: 928451248 Correo Electrónico: [email protected]
Dr./Dra. Miguel Martínez Melgarejo
Departamento: 269 - INGENIERÍA ELÉCTRICA
Ámbito: 535 - Ingeniería Eléctrica
Área: 535 - Ingeniería Eléctrica
Despacho: INGENIERÍA ELÉCTRICA
Bibliografía
[1 Básico] Smart Grids - Fundamentals and Technologies in Electricity Networks
Bernd M. Buchholz, Zbigniew Styczynski Springer Verlag - (2014)
978-3642451195
[2 Básico] Smart Grid: Fundamentals of Design and Analysis
James A. Momoh
John Wiley & Sons - (2012) 978-0470889398
[3 Básico] Smart Grid: Technology and Applications
Janaka Ekanayake, Kithsiri Liyanage, Jianzhong Wu, Akihiko Yokoyama, Nick Jenkins John Wiley & Sons - (2012)
978-0470974094
[4 Básico] Smart Grid Applications and Developments (Green Energy and Technology)
Peter Hills, Daphne Mah, Victor O. K. Li Springer Verlag - (2014)
978-1447162803
[5 Básico] Smart Grid Standards: Specifications, Requirements, and Technologies
Takuro Sato, Daniel Kammen, Martin Macuha John Wiley & Sons - (2014)
978-1118653692
[6 Recomendado] Smart Grids: Clouds, Communications, Open Source, and Automation (Devices, Circuits, and Systems)
David Bakken, Krzysztof Iniewski CRC Press - (2014)
978-1482206111
[7 Recomendado] Smart grid: integrating renewable, distributed & efficient energy /
edited by Fereidoon P. Sioshansi.
Elsevier Academic Press,, Amsterdam ... [etc.] : (2012) 9780123864529
[8 Recomendado] Smart Grid Communications and Networking
Ekram Hossain, Zhu Han, H. Vincent Poor Cambridge Univ. Press - (2012)
978-0521234474 0
[9 Recomendado] Smart Grid: Technology and Applications
Janaka Ekanayake, Kithsiri Liyanage, Jianzhong Wu, Akihiko Yokoyama, Nick Jenkins John Wiley & Sons - (2012)
978-0470974094
[10 Recomendado] Smart Grid Applications, Communications, and Security
Lars T. Berger, Krzysztof Iniewski John Wiley & Sons - (2012) 978-1-118-00439-5
[11 Recomendado] Smart Grid: Communication-Enabled Intelligence for the Electric Power Grid
Stephen F. Bush
Wiley-IEEE Press - (2014) 978-1-119-97580-9
[12 Recomendado] Smart Grids: Infrastructure, Technology, and Solutions
Stuart Borlase CRC Press - (2012) 978-1439829059
[13 Recomendado] Smart Grids: Infrastructure, Technology, and Solutions
Stuart Borlase CRC Press - (2012) 978-1439829059
