DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA ELETTRONICA E INFORMATICA
Corso di laurea magistrale in Electrical Engineering
Anno accademico 2021/2022 - 1° anno

ELECTRIC POWER PRODUCTION, TRANSMISSION AND ELECTRICITY MARKETS

Docente titolare dell'insegnamento

Obiettivi formativi

• ELECTRIC POWER PRODUCTION AND TRANSMISSION
  

  Nota importante: Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

  L'obiettivo di questo corso consiste nel fornire agli allievi ingegneri le informazioni di base relative alle caratteristiche ed ai modelli dei principali componenti di un sistema di potenza, delle metodologie principali per l’esecuzione degli studi di rete, del principio di funzionamento delle regolazioni di frequenza e tensione. Ampio spazio sarà̀ dedicato alle attività̀ di simulazione numerica in laboratorio tramite software dedicati allo studio dei sistemi di potenza.

  Le nozioni acquisite nel corso consentiranno di valutare ed interpretare le condizioni operative di un sistema di potenza, di sintetizzare le soluzione per raggiungere i livelli di affidabilità e sicurezza di un moderno sistema di potenza e analizzare e comprendere le future evoluzioni dei sistemi di potenza.

  Conoscenza e comprensione

  Lo studente acquisirà̀ la conoscenza del principio di funzionamento e dei modelli dei principali elementi di un sistema di potenza. Le applicazioni principali saranno relative ai campi dell'ingegneria elettrica.

  Capacità di applicare conoscenza e comprensione

  Alla fine del corso gli studenti avranno le competenze necessarie ad analizzare un sistema di potenza, identificandone le sezioni e le funzionalità principali. Gli studenti avranno le competenze necessarie alla caratterizzazione dei sistemi e dei processi, alla valutazione dei parametri e delle variabili rilevanti per valutare lo stato di un sistema di potenza.

  Autonomia di giudizio

  Gli studenti acquisiranno autonomia di giudizio per una accurata analisi tecnica dei sistemi di potenza, tali capacità saranno affinate anche attraverso attività sperimentali svolte in laboratorio.

  Abilità comunicative

  Lo studente rafforzerà̀ il linguaggio tecnico dei sistemi di potenza, dei metodi numerici per la soluzione degli studi specialistici con l'obiettivo di potersi adeguatamente presentare sul mondo del lavoro con adeguate competenze ed un adeguato profilo tecnico. La capacità di lavorare in gruppo sarà̀ affinata attraverso le esperienze sperimentali in laboratorio svolte in piccoli gruppi. La stesura della relazione di laboratorio e l’esame orale consentiranno di affinare il linguaggio tecnico e le capacità comunicative.

  Capacità di apprendimento

  Lo studente sarà̀ in grado di ampliare autonomamente le proprie conoscenze di sistemi elettrici per l’energia, elettrotecnica e macchine elettriche attraverso l’approfondimento dei testi di riferimento, su articoli di riviste scientifiche specializzate e tramite gli spunti offerti dalle attività seminariali organizzate dell’insegnamento.

• ELECTRICITY MARKET
  

  Nota importante: Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

  L'obiettivo di questo corso consiste nel fornire agli allievi ingegneri le informazioni di base relative alle caratteristiche ed ai modelli economici di un sistema di potenza in regime di liberalizzazione, delle metodologie economiche principali per lo studi dell'equilibrio di mercato di un sistema di potenza, del principio di funzionamento dei principali mercato elettrici in Italia. Ampio spazio sarà̀ dedicato alle attività̀ di simulazione numerica in laboratorio tramite software dedicati allo studio dei sistemi di potenza.

  Le nozioni acquisite nel corso consentiranno di valutare ed interpretare le condizioni di equilibrio economico di un sistema di potenza, di sintetizzare le soluzione per raggiungere i livelli di profittabilità e ed economia di un moderno sistema di potenza e analizzare e comprendere le future evoluzioni dei mercati elettrici.

  Conoscenza e comprensione

  Lo studente acquisirà̀ la conoscenza del principio di funzionamento e dei principali elementi dei mercati elettrici. Le applicazioni principali saranno relative ai campi dell'ingegneria elettrica.

  Capacità di applicare conoscenza e comprensione

  Alla fine del corso gli studenti avranno le competenze necessarie ad analizzare economicamente un sistema di potenza, identificandone i diversi mercati e le funzionalità principali. Gli studenti avranno le competenze necessarie alla caratterizzazione economica dei sistemi e dei servizi di sistema, alla valutazione dei parametri e delle variabili rilevanti per valutare lo stato economico di un sistema di potenza.

  Autonomia di giudizio

  Gli studenti acquisiranno autonomia di giudizio per una accurata analisi economica dei sistemi di potenza, tali capacità saranno affinate anche attraverso attività sperimentali svolte in laboratorio.

  Abilità comunicative

  Lo studente rafforzerà̀ il linguaggio tecnico/economico dei sistemi di potenza, dei metodi numerici per la soluzione degli studi specialistici con l'obiettivo di potersi adeguatamente presentare sul mondo del lavoro con adeguate competenze ed un adeguato profilo tecnico. La capacità di lavorare in gruppo sarà̀ affinata attraverso le esperienze sperimentali in laboratorio svolte in piccoli gruppi. La stesura della relazione di laboratorio e l’esame orale consentiranno di affinare il linguaggio tecnico e le capacità comunicative.

  Capacità di apprendimento

  Lo studente sarà̀ in grado di ampliare autonomamente le proprie conoscenze di sistemi elettrici per l’energia, mercati e comportamento dei partecipanti attraverso l’approfondimento dei testi di riferimento, su articoli di riviste scientifiche specializzate e tramite gli spunti offerti dalle attività seminariali organizzate dell’insegnamento.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• ELECTRIC POWER PRODUCTION AND TRANSMISSION
  

  Lecture organization

  Lecturing is used to convey knowledge and it is organized as follows:

  1) the lecture notes are outlined— first major points, then the minor points that elaborate on or explain each major point;

  2) relevant, concrete examples, in advance of the lecture, selecting examples familiar and meaningful to the students are provided;

  3) students are allowed to stop the lecture to ask relevant questions, make comments, or ask for review;

  4) intersperse periodic summaries within the lecture.are considered;

  5) lectures start with a question, problem, current event, or something that just grabs the students’ attention;

  6) active learning techniques are used (technological aids, such as multimedia presentations);

  7) simulations sessions are used to check and grasp the theoretical concepts.

• ELECTRICITY MARKET
  

  Lecture organization

  Lecturing is used to convey knowledge and it is organized as follows:

  1) the lecture notes are outlined— first major points, then the minor points that elaborate on or explain each major point;

  2) relevant, concrete examples, in advance of the lecture, selecting examples familiar and meaningful to the students are provided;

  3) students are allowed to stop the lecture to ask relevant questions, make comments, or ask for review;

  4) intersperse periodic summaries within the lectures are considered;

  5) lectures start with a question, problem, current event, or something that just grabs the students’ attention;

  6) active learning techniques are used (technological aids, such as multimedia presentations);

  7) simulations sessions are used to check and grasp the theoretical concepts.

Prerequisiti richiesti

• ELECTRIC POWER PRODUCTION AND TRANSMISSION
  

  The students should have:

  - a working knowledge of ac three-phase electrical circuits,

  - trigonometry, basic calculus, complex numbers, and phasor concepts

• ELECTRICITY MARKET
  

  The students should have the following background:

  - a working knowledge of basic information about microeconomy

  - trigonometry, basic calculus, complex numbers, and phasor concepts

Frequenza lezioni

• ELECTRIC POWER PRODUCTION AND TRANSMISSION
  

  The lectures/tutorials/seminars are not compulsory, However, students are encouraged to attend class meetings because it is assumed that the lectures, demonstrations, and discussion will facilitate their learning.

• ELECTRICITY MARKET
  

  The lectures/tutorials/seminars are not compulsory, However students are encouraged to attend class meetings because it is assumed that the lectures, demonstrations, and discussion will facilitate their learning.

Contenuti del corso

• ELECTRIC POWER PRODUCTION AND TRANSMISSION
  

  Modulo ELECTRIC POWER PRODUCTION AND TRANSMISSION

  1. Introduction to power systems

  2. Method in per unit applied to power systems

  3. Models of electrical loads

  4. Model of synchronous generators

  5. Transmission line parameters: inductance, capacitance, resistance and conductance

  6. Transmission line: Sinusoidal AC steady state operation

  7. Power system analysis: load flow and sensitivity analysis

  8. Voltage regulation

  9. Frequency regulation

  10. Transient stability

  11. Programmable power plants: Hydro and thermo

  12. HVDC transmission line

• ELECTRICITY MARKET
  

  1. Introduction to power system economics

  2. Elements of microeconomy: introduction

  3.Elements of microeconomy: consumer theory

  4. Elements of microeconomy: production function

  5. Production costs of thermoelectric power plants

  6. Elements of microeconomy: offer curve

  7. Economic dispatching and Optimal power flow

  8. Impact of grid on market equilibrium

  9. centralized market and losses

  10. Elements of microeconomy: monopoly

  11. Elements of microeconomy: oligopoly

  12. Strategic bidding and power market

  13. Architecture of electricity markets

  14. Electricity markets in Italy

  15. Energy markets: MGP and Infra-day

  16. Ancillary services markets: ex-ante and balancing

Testi di riferimento

• ELECTRIC POWER PRODUCTION AND TRANSMISSION
  

  1)Roberto Marconato, Electric Power systems, Vol. 1

  2) Mohamed E. El. Hawary, Electrical Power systems – Design and Analysis, Reston Publishing company

  3) M. J.H. Sterling, Power system Control, IEE edition

  4) documentation from the dedicated web sites (TERNA, GME, and so on)

• ELECTRICITY MARKET
  

  M1) S. Vinci, Introduzione alla microeconomia, Liguori editore

  M2) R. Cellini L. Lambertini, Una guida alla teoria dei giochi, CLUEB

  M3) documentation from the dedicated web sites (TERNA, GME, and so on)

Altro materiale didattico

• ELECTRIC POWER PRODUCTION AND TRANSMISSION
  

  Teaching materials , that are the resources a teacher uses to deliver instruction, are available at the following web site:

  https://studium.unict.it/dokeos/2020/courses/18493/

  1) Powerpoint slides;

  2) Textbooks,

  3) journals/articles

  4) websites

  5) technical reports

• ELECTRICITY MARKET
  

  1) Presentatnzioni powerpoint

  2) Powerworld user's guide

  3) Lecture notes

  The teaching material is available at the following link:

  https://studium.unict.it/dokeos/2020/courses/18494/

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

• ELECTRIC POWER PRODUCTION AND TRANSMISSION
  

  Nota importante: La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

  - Oral exam and a written report about a power system problem

  Frontal lectures on theoretical topics carried out by video projector. Development and analysis of numerical exercises in the classroom through a video projector with the use of specialized softwares. Collective solutions of numerical exercises and case studies.

• ELECTRICITY MARKET
  

  - Oral exam and a written report about a power system problem

  Frontal lectures on theoretical topics carried out by video projector. Development and analysis of numerical exercises in the classroom through a video projector with the use of specialized softwares. Collective solutions of numerical exercises and case studies.

• ELECTRIC POWER PRODUCTION AND TRANSMISSION
  

  The students are required to speak about two topics (usually two questions) reported in the course program.

• ELECTRICITY MARKET
  

  The students are required to speak about two topics reported in the course program.