Generación y Control de Energía Eléctrica.
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1. DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura GENERACION Y CONTROL DE ENERGIA ELECTRICA Carrera INGENIERÍA ELÉCTRICA Clave de la asignatura GOC-1301 Especialidad GENERACIÓN Y OPERACIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS (Créditos) SATCA 2-2-4 2. PRESENTACIÓN Caracterización de la asignatura. Esta asignatura permitirá desarrollar la competencia de aplicar los conceptos básicos de teoría de circuitos, electricidad y magnetismo, maquinas eléctricas, sistemas eléctricos de potencia, control y su interrelación para la óptima operación, supervisión y mantenimiento de un sistema de generación y control de la energía eléctrica Intención Didáctica La materia está dividida en cinco unidades, agrupando en la primera unidad los conceptos de engría disponible en el medio para su transformación a energía eléctrica El objetivo es el conocer las diferentes tipos de energía y elementos para su transformación disponibles para el análisis del sistema respectivo, La segunda unidad, presenta la teoría y modelado de una maquina síncrona estableciendo las bases para una competencia que le permita analizar matemáticamente su operación La tercera unidad le permitirá al alumno adquirir la competencia comprender, seleccionar, y operar un sistema de excitación adecuado al control del sistema así como la selección del sistema de control adecuado. La cuarta unidad se enfoca al sistema de control potencia frecuencia donde el alumno adquirirá la competencia analizar, entender ,operar y controlar la velocidad del rotor de la máquina , para a su vez regular o controlar la frecuencia del voltaje obtenido en sus terminales de estator, haciendo un análisis de estabilidad del sistema La quinta unidad se enfoca al sistema de control voltaje potencia reactiva donde el alumno adquirirá la competencia analizar , entender ,operar y controlar el voltaje de excitación de la máquina , para a su vez regular o controlar la potencia reactiva obtenido en sus terminales de estator, haciendo un análisis de estabilidad del sistema 3. COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias específicas: Interpretar y analizar las características de los componentes de un sistema eléctrico de potencia para poder operar, mantener y controlar el mismo en óptimas condiciones de operación mejorado su eficiencia Seleccionar los sistemas de control según el tipo de planta generadora Competencias genéricas Competencias sistémicas: . Procesar e interpretar información • Pensamiento lógico, algorítmico, Heurístico, analítico y sintético. • Potenciar las habilidades para el uso De tecnologías de la información. • Resolución de problemas. • Analizar la factibilidad de las Soluciones. • Toma de decisiones. • Reconocimiento de conceptos o Principios generales e integradores. • Establecer generalizaciones. • Argumentar con contundencia y Precisión. Liderazgo en la calidad y en la seguridad de su área de trabajo. Capacidad de desarrollo emprendedor y creativo, Competencias instrumentales • Capacidad de análisis y síntesis. • Capacidad de organizar y planificar. • Comunicación oral y escrita. • Habilidades básicas de manejo de la Computadora. • Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes Diversas. • Solución de problemas. • Toma de decisiones. Competencias interpersonales • Capacidad crítica y autocrítica. Trabajo en equipo .apreciación de la diversidad y multiculturalidad Compromiso ético Protección del medio ambiente 4. HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de Elaboración o Revisión: Tlalnepantla de Baz, Edo. Mex. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TLALNEPANTLA Agosto del 5 al 9 del 2013. Participantes Evento Dr. Luis Mauro Ortega González Ing. José Luis Cepeda Atristain Ing. Francisco Franco Urzúa Elaboración de Programas de la Especialidad por competencias ACADEMIA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA ELECTRÓNICA REVISIÓN DEL PROGRAMA POR COMPETENCIAS PROFESIONALES 5. OBJETIVO GENERAL DEL CURSO ANALIZAR LOS COMPONENTES DE UN SISTREMA ELECTRICO DE POTENCIA PARA PROPONER LOS SISTEMAS DE CONTROL ADECUADOS QUE GARANTICEN DSU OPERACIÓN ESTABLE Y EFICIENTE 6. COMPETENCIAS PREVIAS Aplicar los principios de Electromagnetismo Conocer los principios de operación de las maquinas eléctricas Aplicar los conocimientos de los sistemas eléctricos de potencia Conocer los principios básicos del control y medición de sistemas eléctricos 7. TEMARIO 8.SUGERENCIAS DIDÁCTICAS El profesor debe: Ser conocedor de la disciplina que está bajo su responsabilidad, conocer su origen y desarrollo histórico para considerar este conocimiento al abordar los temas. Desarrollar la capacidad para coordinar y trabajar en equipo; orientar el trabajo del estudiante y potenciar en él la autonomía, el trabajo cooperativo y la toma de decisiones. Mostrar flexibilidad en el seguimiento del proceso formativo y propiciar la interacción entre los estudiantes. Tomar en cuenta el conocimiento de los estudiantes como punto de partida para la construcción de nuevos conocimientos. • Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes. • Propiciar el uso de las tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura. • Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes. • Propiciar en el estudiante el desarrollo de actividades intelectuales de inducción- deducción y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, la aplicación de conocimientos y la solución de problemas. • Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: observación, identificación manejo y control de variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis y de trabajo en equipo. • Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura. • Propiciar el uso adecuado de conceptos, y terminología científico-tecnológica • Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. • Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como con las prácticas de una ingeniería bajo las premisas de la sustentabilidad. • Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional. • Relacionar los contenidos de esta asignatura con otras del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante Generar escenarios para fomentar la investigación. Utilización de software adecuados. 9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN • Reportes escritos de las prácticas desarrolladas, con base al formato establecido. • Reporte escrito de las investigaciones documentales solicitadas. • Resolución de problemas solicitados (tareas) • Descripción de otras experiencias concretas que podrían realizarse adicionalmente. • Exámenes escritos para comprobar el manejo de aspectos teóricos y declarativos. • Manejo de un programa de simulación como puede ser Matlab o CC. • Reporte de simulaciones y conclusiones obtenidas en éstas. • Desarrollar ensayos • Participación en clase • Utilización de rúbricas • Integrar el portafolio de evidencias 10. UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Sistemas de generación de energía eléctrica Competencias específicas a Actividades de Aprendizaje desarrollar conocer las diferentes variables Definir el concepto de energía en los Investiga, exponer y discutir las tipos de energía disponible en la características de las diferentes naturaleza y los elementos para fuentes de energía su Investigar las diferentes transformación, así como realizar tecnologías para su transformación un análisis comparativo de sus diferentes grados de eficiencia Unidad 2: Teoría y modelado de la maquina síncrona Competencias específicas a Actividades de Aprendizaje desarrollar Aplicar las principios del Conocer las leyes fundamentales electromagnetismo para entender el del electromagnetismo (Faraday, funcionamiento de una maquina síncrona Ampere; Lenz; Biot Savart etc.) Desarrollar el modelo matemático lineal Aplicar las leyes para comprender l correspondiente operación de la maquina síncrona Utilizar el modelo matemático de Establecer el modelo matemático la maquina para realizar Validación del modelo matemático simulaciones en computadora y su para utilizarlo en la selección del validación en tiempo real tipo de control Utilizar el software adecuado para su simulación Unidad 3: Sistemas de excitación Competencias específicas a desarrollar el principio de operación de un Establecer sistema de excitación Analizar los diferentes modelos matemáticos de los sistemas de excitación Actividades de Aprendizaje Investigar la forma de generar el campo magnético en el rotor de la maquina Estudiar la interrelación del los campos magnéticos inducidos del rotor al estator Investigar el concepto sincronismo Investigar los conceptos de un sistema ondulatorio Unidad 4: Sistemas de control de potencia –frecuencia (P-F) Competencias específicas a Actividades de Aprendizaje desarrollar Definir las variables del sistema potencia definición de estabilidad en un frecuencia , su interdependencia y su sistema de control estabilidad investigar, exponer y discutir los tipos de control seleccionar un sistema de control adecuado a nuestro sistema simulación del sistema a lazo cerrado analizando sus estabilidad Unidad 5: Sistema de control voltaje – potencia reactiva (V-Q) Competencias específicas a desarrollar Definir las variables del sistema voltajepotencia reactiva , su interdependencia y su estabilidad Actividades de Aprendizaje definición de estabilidad en un sistema de control investigar, exponer y discutir los tipos de control seleccionar un sistema de control adecuado a nuestro sistema simulación del sistema a lazo cerrado analizando su estabilidad 11. FUENTES DE INFORMACIÓN 1. González Velasco Jaime ; Energías renovables ; Edit, Reverte,2010 2. Olle I. Elgerd; Electric Energy systems Theory :Introduction; Edit. McGrawhill,1971 3. Parbha Kundur; Power System Stability and Control; Edit McGraw-Hill,1993 4. Enriquez Harper Gilberto; tecnologías de Generación de Energía Eléctrica, Edit. Limusa 5. Mohamed A.El-Sharkawi ,Electric Energy An introduction, Edit , Taylor And Francis 6. John D. McDonld, Electric Power Substations Engineering Edit. Taylor And Francis 12. PRÁCTICAS PROPUESTAS Arranque maquina síncrona Simulación de una planta generadora Control motor generador Control PID motor generador Simulación de estabilidad de la maquina bus infinito