Ementas

Ênfase Transmissão

1° Módulo - MÉTODOS COMPUTACIONAIS EM SISTEMAS ELÉTRICOS

Conteúdo:

• Introdução ao MATLAB. 

• Métodos numéricos aplicados à álgebra linear. 

• Equações lineares simultâneas. Métodos diretos e interativos. 

• Técnicas de esparsidade. Autovalores e autovetores. 

• Métodos numéricos de otimização. 

• Programação linear. Métodos Simplex e de pontos interiores. Programação não-linear. 

• Estatística básica.

Bibliografia:

1. BAZARAA, M.S.; JARVIS, J.J. and SHERALI, H.D.. “Linear Programming and Network Flows”. Second Edition. John Wiley & Sons, 1990; 

2. GILL, P.E.; MURRAY, W. and WRIGHT, M.H.. “Practical Optimization”. Academic Press, 1981. 

3. STRANG, G. “Introduction to Applied Mathematics”. Wellesley Cambridge Press;

2° Módulo - ANÁLISE DE SISTEMAS DE POTÊNCIA

Conteúdo:

• Modelos matriciais de componentes e redes em regime permanente.

• Técnicas de esparsidade. 

• Curto-circuito. 

• Fluxo de potência: Métodos de Newton e desacoplado rápido; controles; representação de cargas especiais e de elos de corrente contínua; análise de sensibilidade. 

• Equivalentes estáticos. análise de contingências. 

• Introdução a paralelização e vetorização dos algoritmos de análise de redes em regime permanente.

Bibliografia:

1. Notas de Aula;

2. Livros e artigos técnicos atualizados, a serem indicados aos alunos no início do curso.

3° Módulo - ECONOMIA DO SETOR ELETRO-ENERGÉTICO

Conteúdo:

• Conceitos básicos de Análise de Investimentos. 

• Microeconomia e Custo Marginal. 

• Mercado e monopólio natural. 

• Reestruturação do Setor Elétrico. 

• Regulação econômica. 

• Tarifas de uso da Transmissão e da Distribuição. 

• Mercado de Energia Elétrica. 

• Coordenação Hidrotérmica, Energia Assegurada e CMO. 

• Ofertas de venda de energia no mercado regulado (ACR) e mercado livre (ACL). 

• Teoria de Leilões e os leilões do CCEE. 

• Gerenciamento de Risco em Mercados de Energia Elétrica. 

• Derivativos de Energia Elétrica. 

• Interação do Mercado de Gás Natural no Setor Elétrico.

Bibliografia:

1. GRANT, Eugene et alli. “Principles of Engineering Economy”. Reynald Press, N.Y., 6a edition;

2. PAMPLONA, Edson de O.. “Análise de Investimentos”. Apostila;

3. ROSSETI, P. et alli. “Introdução à Economia”.  Ed. Atlas, SP. 

4. BERRIE, T.W. “Power Economics”. Peter Pereginus Ltda., London, 1983; 5. KAPLAN, S.. “Energy Economics”. McGraw-Hill, N.Y., 1983.

4° Módulo - ESTABILIDADE E DINÂMICA DE SISTEMAS ELÉTRICOS I

Conteúdo: 

• Indutâncias e Circuitos Magnéticos da Máquina Síncrona; 

• Máquina Síncrona em Coordenadas de Fase; 

• Transformação de Park; 

• Conceitos Básicos de Estabilidade; 

• Modelos Básicos de Elementos Componentes; 

• Equação de Oscilação da Máquina Síncrona;

• Modelos Matemáticos da Máquina Síncrona em Regime Permanente;

• Operação em Regime Permanente da Máquina Síncrona em um Sistema Radial;

• Estudo de Estabilidade Angular de Regime Permanente de um Sistema Radial; 

• Estudo de Estabilidade Angular Transitória de um Sistema Radial; 

• Melhorias da Estabilidade.

Bibliografia:

1. Kundur, P., 1994. Power System Stability and Control. EPRI, McGraw-Hill. 

2. Anderson, P.M., and A.A. Fouad, 1977. Power System Control and Stability. Ames, Iowa: The Iowa State University Press. AUXILIAR: 

3. Arrillaga, J., C.P. Arnold, and B.J. Harker, 1983. Computer Modeling of Electrical Power Systems. John Wiley & Sons. 

4. DeMello, F.P., 1979. Dinâmica das Máquinas Elétricas I. Santa Maria, RS: Universidade Federal de Santa Maria. 

5. Fitzgerald, A.E., C. Kingsley Jr., and A. Kusko, 1975. Máquinas Elétricas. Editora McGraw-Hill do Brasil, Ltda.

6. Machowski, J., J.W. Bialek and J.R. Bumby, 1997. Power System Dynamics and Stability. John Wiley & Sons. 

5° Módulo - ESTABILIDADE E DINÂMICA DE SISTEMAS ELÉTRICOS II

Conteúdo: 

• Representação Matemática do Sistema de Potência Multimáquina; 

• Estudo de Estabilidade Angular de Regime Permanente de um Sistema Multimáquina; 

• Estudo de Estabilidade Angular Transitória de um Sistema Multimáquina; 

• Modelos Matemáticos das Máquinas Síncronas; 

• Modelos Matemáticos Padronizados; 

• Sistemas de Excitação e Reguladores de Tensão; 

• Sinais Adicionais Estabilizantes (PSS); 

• Modelos Matemáticos Padronizados; 

• Turbinas Térmicas a Vapor e a Gás; 

• Turbinas Hidráulicas; 

• Operação em Ciclo Combinado Gás-Vapor; 

• Regulador de Velocidade Isócrono; 

• Regulador de Velocidade com Queda e Estatismo Permanente; Regulador de Velocidade com Queda e Estatismo Transitório; 

• Regulação Primária. 

• Modelo Matemático de Máquina Assíncrona - Gerador de Indução

• Geração Eólica: Análise de Oscilação Eletromecânica e Simulações em um Sistema Radial

• Geração Solar: Análise Dinâmica da Energia Solar e Dispositivos Armazenadores de Energia

• Estabilidade e Colapso de Tensão: Análise estática: conceitos básicos, modelo de sistema, autovalores, valores singulares, determinante, funções-teste e vetor tangente, métodos da continuação e direto, colapso de tensão e perdas elétricas, índices, análise de contingências. 

• Análise dinâmica: Análise no domínio do tempo: revisão de conceitos, proposta de análise de longo termo, afeitos dinâmicos de ações de controle, programação simbólica em matlab.

Bibliografia:

1. Anderson, P.M., and A.A. Fouad, 1977. Power System Control and Stability. Ames, Iowa: The Iowa State University Press. 

2. Arrillaga, J., C.P. Arnold, and B.J. Harker, 1983. Computer Modeling of Electrical Power Systems. John Wiley & Sons.

3. DeMello, F.P., 1979. Dinâmica das Máquinas Elétricas I. Santa Maria, RS: Universidade Federal de Santa Maria.

4. Fitzgerald, A.E., C. Kingsley Jr., and A. Kusko, 1975. Máquinas Elétricas. Editora McGraw-Hill do Brasil, Ltda.

5. Gomes, L.V., P.P.C. Mendes e C. Ferreira, 1999a. “Desenvolvimento de modelos matemáticos simplificados das turbinas a gás.”, VIII CBE – Congresso Brasileiro de Energia, Rio de Janeiro (Nov./Dez.), 1155-1171.

6. Hannett, L.N., G. Lee and B. Fardanesh, 1995. “A governor/turbine model for a twin-shaft combustion turbine.” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 10, No.1 (February), 133-140.

7. IEEE Committee Report, 1968. “Computer representation of excitation systems.” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. PAS-87 (June), 1460-1464.

8. IEEE Committee Report, 1973. “Dynamic models for steam and hydro turbines in power system studies.” IEEE Trans., Vol. PAS-92 (Nov./Dec.), 1904-1915.

9. IEEE Committee Report, 1981. “Excitation system models for power system stability studies.” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. PAS-100 (February), 494-509.

10. IEEE Task Force, 1986. “Current usage and suggested practices in power system stability simulations for synchronous machines.” IEEE Trans. on Energy Conversion, Vol. EC-1, No.1, 77-93.

11. IEEE Working Group, 1991. “Dynamic models for fossil fueled steam units in power system studies.” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 6, No. 2 (May), 753-761.

12. IEEE Task Force Report, 1992. Load Representation for Dynamic Performance Analysis. Paper 92WM126-3 PWRD, Winter Meeting (January), New York.

13. IEEE Task Force on Load Representation for Dynamic Performance, 1993c. “Load representation for dynamic performance analysis.” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 8, nº. 2 (May), 472-481.

14. IEEE Working Group, 1994. “Dynamic models for combined cycle plants in power system studies.” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 9, No. 3 (August), 1698-1704.

15. Kundur, P., 1994. Power System Stability and Control. EPRI, McGraw-Hill.

16. Lewis, D.G., D.S. Brereton, and C.C. Young, 1957. “Representation of induction-motor loads during power-system stability studies.” Transactions AIEE, Vol. 76, Part III, 451-461.

17. Machowski, J., J.W. Bialek and J.R. Bumby, 1997. Power System Dynamics and Stability. John Wiley & Sons.

18. Mota, W. S.. 2006. Simulação de Transitórios Eletromecânicos em Sistemas de Potência. EPGRAF, UFCG.

19. WECC Renewable Energy Modeling Task Force, 2014. "WECC Wind Power Plant Dynamic Modeling Guide".

20. WECC Renewable Energy Modeling Task Force, 2012. "Generic Solar Photovoltaic System Dynamic Simulation Model Specification".

21. WECC Renewable Energy Modeling Task Force, 2016. "WECC Battery Storage Dynamic Modeling Guideline".

22. Pourbeik, P., et.al.. 2017. "Generic Dynamics Models for Modeling Wind Power Plants and other Renewable Technologies in Large Scale Power System Studies". IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 32, no. 3, pp. 1108-1116.

23. Pal, M.K., 1992. “Voltage stability conditions considering load characteristics.” Transactions on Power Systems, Vol. 7, n°. 1 (February), 243-249.

24. Pal, M.K., 1993. “Voltage stability: analysis needs, modeling requirement, and modeling adequacy.” IEE Proceedings-C, Vol. 140, n°. 4 (July), 279-286.

25. Rowen, W.I., 1983. “Simplified mathematical representations of heavy-duty gas turbines.” Journal of Engineering for Power, Vol. 105 (October), 865-869.

26. Stein, R., and W.T. Hunt, Jr., 1979. Electric Power System Components - Transformers and Rotating Machines. New York: Van Nostrand Reinhold Company.

27. Taylor, C.W., 1994. Power System Voltage Stability. EPRI, McGraw-Hill.

28. D. A. Alves, L. C. P. da Silva, C. A. Castro e V. F. da Costa., Continuation fast decoupled power flow with secant predictor, IEEE Transactions on Power Systems,Vol. 18, No. 3, Aug. 2003, pp. 1078 - 1085.  

29. D. A. Alves, L. C. P. da Silva, C. A. Castro, and V. F. da Costa, Parameterized fast decoupled load flows for tracing the power systems bifurcation diagrams,1999 Proc. IEEE PES Summer Meeting , pp. 708-713. 

30. Fritz W. Mohn, A. C. Zambroni de Souza, Tracing PV and QV Curves with the Help of a CRIC Continuation Method. IEEE Transactions on Power Systems, v.21, p.1104 - 1114, 2006. 

31. J. L. Carpentier, CRIC: A new active reactive decoupling process in load flows, optimal power flows and system control,IFAC Symposium on Power Systems and Power Plant Control, Beijing, 1986. 

32. B. H. Chowdhury; C. W. Taylor, Voltage Stability Analysis: V-Q Power Flow Simulation versus Dynamic Simulation. IEEE Transactions on Power Systems, vol. 15, No. 4, pp. 1354-1359, Nov. 2000. 

33. R. D. de Moura and Ricardo Prada, Contingency screening and ranking method for voltage stability assessment, IEE Proc-Generation Transmission and Distribution, Vol. 152, No. 6, Nov. 2005, pp. 891-898. 

34. A. C. Zambroni de Souza, F. W. Mohn; I. F. Borges; T. Ocariz, “Using PV and QV curves with the meaning of static contingency screening and planning”, Electric Power Systems Research, vol. 81, pp. 1491-1498, 2011. 

35. A C. Zambroni de Souza, and Lopes, Benedito Isaias Lima, “Quasi Dynamic Model and Strategy for Control Actions”, Electric Power Components and Systems, vol. 33, n. 9, pp. 1057-1070, 2005. 

36. B. Isaias Lima Lopes, A.C. Zambroni de Souza, “On multiple tap blocking to avoid voltage collapse”, Electric System Research 67 (2003) 225-231.

37. FACHINI, F.; FULY, B.I.L., A Comparison of machine learning regression models for critical bus voltage and load mapping with regards to max reactive power in PV buses. ELECTRIC POWER SYSTEMS RESEARCH, v. 191, p.106883, 2021.

6° Módulo - ELETRÔNICA DE POTÊNCIA APLICADA A SISTEMAS ELÉTRICOS

Conteúdo: 

• Semicondutores de potência (Diodos, Tiristores, GTO, MOSFET, IGBT e IGCT);

• Conversores de Potência (Retificadores Controlados e Não Controlados, Controlador de Tensão CA, Conversores CC-CA, Retificador Ativo PWM, Conversores Multiníveis);

• Conversores aplicados em energia fotovoltaica, eólica e sistemas de armazenamento;

• Flexible AC Transmission Systems – FACTS (SVC, TCSC, STATCOM, UPFC e Filtros Ativos de Potência);

• Sistemas de Transmissão em Corrente Contínua – HVDC (CSC-HVDC, VSC-HVDC e Sistema HVDC Multi-Infeed).

Bibliografia:

1. MOHAN, N. et all. “Power Electronics Converters, Applications and Design”, J.W. Sons, USA, 1995.

2. EREMIA, M., LIU, C. -C. e EDRIS, A, -A., “Advanced Solutions in Power Systems – HVDC, FACTS and Artificial Intelligence”, Wiley, 2016.

3. HINGORANI, N. G., and GYUGYI, L., “Understanding FACTS. Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems”, IEEE Press, New York, 2000.

4. BIN WU, "High-Power Converters and AC Drives", Wiley-IEEE Press, 2006.

5. BOSE, B. K., “Power Electronics and Variable Frequency Drives”, IEEE Press, 1997.

6. NILSSON S., ANDERSEN B. (eds.), “Flexible AC Transmission Systems”, Springer, CIGRE Green Books, 2020.

7. AKAGI, H., WATANABE, E. H. e AREDES, M. “Instantaneous Power Theory and Applications to Power Conditioning”, Wiley-IEEE Press, 2007.

8. KIMBARK, E.W., “Direct Current Transmission”, J.W. Sons, 1971.

9. PELLY, B.R., “Thyristor Phase – Controlled and Cycloconverters”, J.W. Sons, 1974. 

10. Vários Artigos Técnicos Especializados. 

11. Vários Catálogos de Fabricantes.

7° Módulo - CONFIABILIDADE DOS SISTEMAS ELÉTRICOS

Conteúdo: 

• Sistemas de geração: método baseado em probabilidades; método baseado nos conceitos de freqüência e duração da falha. 

• Sistemas interligados. 

• Reserva operativa. 

• Análise probabilística de sistemas: curto-circuito; fluxo de potência; estabilidade transitória. 

• Sistemas compostos de geração e transmissão: aspectos estáticos e dinâmicos; valor da confiabilidade.

• Sistemas de distribuição. Subestações.

Bibliografia:

1. Artigos diversos; 

2. BILLINTON, R.; ALLAN, R.N.. “Reliability Evaluation of Power Systens”. Pitman Adv. Pub. Program, 1984.

3. Notas de aula.

8° Módulo - PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS

Conteúdo: 

• Filosofia geral da proteção. 

• Características de transformadores de corrente e de potencial. 

• Desempenho destes equipamentos em regime permanente e transitório. 

• Princípio de funcionamento dos relés de proteção convencionais e numéricos. 

• Principais funções (50, 51, 27, 59, 67, 87, 21). 

• Visão básica de algoritmos e filtros digitais para proteção. 

• Proteção de geradores.

• Proteção de transformadores. 

• Proteção de linhas de transmissão.

• Proteção de barramentos. 

• Sistemas de Automação de Subestações - Aspectos Básicos da IEC 61850

• Exemplos práticos demonstrativos em laboratório.

Bibliografia:

1. Network Protection and Automation Guide, Areva T&D book, França, 2002.

2. Numerical Distance Protection - Principles and Applications, Gerhard Ziegler, Siemens, Publicis Corporate Publishing, 3a Ed. Germany, 2008.

3. Computer Relaying for Power Systems, Arun G. Phadke, James S. Thorp, 2a. Ed., Wiley&Sons, England, 2009.

4. Protective Relaying  - Theory and Applications , Walter A. Elmore, ABB, Marcel Decker Inc., 1994, NYork, EUA.

5. Synchronized Phasor Measurements and their Applications, Arun G. Phadke, James S. Thorp; Springer Press, 2008, VA, EUA.

6. Protective Relaying: Principles and Applications, J. Lewis Blackburn, 3a. Ed., CRC Press, FL, EUA, 2007.

7. Protective Relaying for Power Generation System, Donald Reimert, CRC Press, 1a Ed, FL, EUA, 2006.

8. Applied Protective Relaying, A Silent Sentinels Publication, Westinghouse Electric Corporation, Relay - Instrument Division, Coral Springs, FL, EUA, 1979.

9. Power System Protection, Vol 2, Systems and Models, Edited by The Electricity Council, Peter Peregrinus, LTD, England, (ISBN 0-906048.53-2), 1981.

10. Introdução à Proteção dos Sistemas Elétricos, Amadeu Casal Caminha, Editora Edgard Blücher Ltda., 1977.

11. McDonald J. D.; Thomas, M.S.; Power System SCADA and Smart Grids; Taylor & Francis Group, United States of America; 2015.

12. Padilla, E.; Substation Automation Systems; John Wiley & Sons, Ltd. United Kingdom; 2016.

9° Módulo - QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA

Conteúdo: 

• Visão Geral da Qualidade da Energia Elétrica (QEE). Breves Definições. Retrospectiva. 

• Conceituação da QEE. 

• A Questão Econômica. Relevância Estratégica. Perspectiva. 

• Tópicos de QEE no CESE. 

• Variações de Tensão de Longa Duração.

• Variações de Tensão de Curta Duração.

• Desequilíbrios de Tensão. 

• Flutuação de Tensão. 

• Distorções Harmônicas.

• Exemplos práticos demonstrativos computacionais e em laboratório.

Bibliografia:

1. DUGAN, Roger C. et al. Electrical power systems quality. 3 ed. Nova York: McGraw-Hill, 2012.

2. ARRILLAGA, J.; WATSON, Neville Robert; CHEN, S. Power system quality assessment. Nova York: John Wiley &​ Sons, 2001.

3. BOLLEN, Math H. J. Understanding power quality problems: voltage sags and interruptions. Hoboken: IEEE Press, 2000.

4. LEÃO, Ruth P. S.; SAMPAIO, R. F.; ANTUNES, F. L. M.  Harmônicos em Sistemas Elétricos, Gen LTC, 2013.

5. Artigos e Comunicações várias: 1.1 - Proceedings IEE - Generation and Distribution; 1.2 - Transactions ETEP - European Transaction on Electric Power; 1.3 - Transactions IEEE Power - Delivery; 1.4 - Transactions IEEE - Power Systems. 

6. Normas da CIGRÉ; 

7. Normas da IEC - International Eletrotecnical Commisssion;

10° Módulo - OPERAÇÃO E PLANEJAMENTO DE SISTEMAS DE POTÊNCIA

Conteúdo: 

• Operação em tempo-real: centros de operação, sistema SCADA, estimação de estado e recomposição após perturbações. 

• Planejamento da operação: previsão de carga, despacho econômico; coordenação da geração hidrotérmica, controle automático de geração, intercâmbio de energia, fluxo de potência ótimo.

• Previsão de demanda: modelos econométricos; consumo por classe; requisitos de energia; demanda máxima anual. 

• Expansão da geração; conceitos básicos de produção; critérios determinísticos e probabilísticos; dimensionamento das fontes; expansão ótima. 

• Expansão da transmissão: algoritmos básicos de análise de redes; critérios determinísticos; confiabilidade composta-geração e transmissão; expansão ótima. 

• Planejamento sob incertezas.

Bibliografia:

1. STOLL, Harry G. Least-Cost Electric Utility Planning. John Wiley & Sons. 1989 

2. Allan J. Wood and Bruce F. Wollenberg, “Power Generation Operation and Control”, 2nd Edition, John Wiley and Sons, Inc. – ISBN 0-471-58699-4, 1996.

Ênfase Geração

1° Módulo - MÉTODOS COMPUTACIONAIS EM SISTEMAS ELÉTRICOS

Conteúdo:

• Introdução ao MATLAB. 

• Métodos numéricos aplicados à álgebra linear. 

• Equações lineares simultâneas. 

• Métodos diretos e interativos. 

• Técnicas de esparsidade. 

• Autovalores e autovetores. 

• Métodos numéricos de otimização. Programação linear. Métodos Simplex e de pontos interiores. Programação não-linear. 

• Estatística básica.

Bibliografia:

1. BAZARAA, M.S.; JARVIS, J.J. and SHERALI, H.D.. “Linear Programming and Network Flows”. Second Edition. John Wiley & Sons, 1990; 

2. GILL, P.E.; MURRAY, W. and WRIGHT, M.H.. “Practical Optimization”. Academic Press, 1981. 

3. STRANG, G.. “Introduction to Applied Mathematics”. Wellesley Cambridge Press;

2° Módulo - ANÁLISE DE SISTEMAS DE POTÊNCIA

Conteúdo: 

• Modelos matriciais de componentes e redes em regime permanente. 

• Técnicas de esparsidade. 

• Curto-circuito. 

• Fluxo de potência: Métodos de Newton e desacoplado rápido; controles; representação de cargas especiais e de elos de corrente contínua; análise de sensibilidade. 

• Equivalentes estáticos. análise de contingências. 

• Introdução a paralelização e vetorização dos algoritmos de análise de redes em regime permanente.

Bibliografia:

1. Notas de Aula;

2. Livros e artigos técnicos atualizados, a serem indicados aos alunos no início do curso.

3° Módulo - ECONOMIA DO SETOR ELETRO-ENERGÉTICO

Conteúdo: 

• Conceitos básicos de Análise de Investimentos. 

• Microeconomia e Custo Marginal. 

• Mercado e monopólio natural. 

• Reestruturação do Setor Elétrico. 

• Regulação econômica. 

• Tarifas de uso da Transmissão e da Distribuição. 

• Mercado de Energia Elétrica. 

• Coordenação Hidrotérmica, Energia Assegurada e CMO. 

• Ofertas de venda de energia no mercado regulado (ACR) e mercado livre (ACL). 

• Teoria de Leilões e os leilões do CCEE. 

• Gerenciamento de Risco em Mercados de Energia Elétrica. 

• Derivativos de Energia Elétrica. 

• Interação do Mercado de Gás Natural no Setor Elétrico.

Bibliografia:

1. GRANT, Eugene et alli. “Principles of Engineering Economy”. Reynald Press, N.Y., 6a edition;

2. PAMPLONA, Edson de O.. “Análise de Investimentos”. Apostila;

3. ROSSETI, P. et alli. “Introdução à Economia”.  Ed. Atlas, SP. 

4. BERRIE, T.W. “Power Economics”. Peter Pereginus Ltda., London, 1983; 5. KAPLAN, S.. “Energy Economics”. McGraw-Hill, N.Y., 1983.

4° Módulo - ESTABILIDADE E MODELOS DE GERADORES

Conteúdo: 

• Indutâncias e Circuitos Magnéticos da Máquina Síncrona; 

• Máquina Síncrona em Coordenadas de Fase; 

• Transformação de Park; 

• Conceitos Básicos de Estabilidade; 

• Modelos Básicos de Elementos Componentes; 

• Equação de Oscilação da Máquina Síncrona;

• Modelos Matemáticos da Máquina Síncrona em Regime Permanente; 

• Operação em Regime Permanente da Máquina Síncrona em um Sistema Radial; 

• Estudo de Estabilidade Angular de Regime Permanente de um Sistema Radial; 

• Estudo de Estabilidade Angular Transitória de um Sistema Radial; 

• Melhorias da Estabilidade.

Bibliografia:

1. Kundur, P., 1994. Power System Stability and Control. EPRI, McGraw-Hill.

2. Anderson, P.M., and A.A. Fouad, 1977. Power System Control and Stability. Ames, Iowa: The Iowa State University Press.

3. Arrillaga, J., C.P. Arnold, and B.J. Harker, 1983. Computer Modeling of Electrical Power Systems. John Wiley & Sons.

4. DeMello, F.P., 1979. Dinâmica das Máquinas Elétricas I. Santa Maria, RS: Universidade Federal de Santa Maria.

5. Fitzgerald, A.E., C. Kingsley Jr., and A. Kusko, 1975. Máquinas Elétricas. Editora McGraw-Hill do Brasil, Ltda.

6. Machowski, J., J.W. Bialek and J.R. Bumby, 1997. Power System Dynamics and Stability. John Wiley & Sons.

5° Módulo - INTERAÇÃO DO GERADOR AO SISTEMA ELÉTRICO

Conteúdo: 

• Representação Matemática do Sistema de Potência Multimáquina; 

• Estudo de Estabilidade Angular de Regime Permanente de um Sistema Multimáquina; 

• Estudo de Estabilidade Angular Transitória de um Sistema Multimáquina; 

• Modelos Matemáticos das Máquinas Síncronas; 

• Modelos Matemáticos Padronizados; Sistemas de Excitação e Reguladores de Tensão; 

• Sinais Adicionais Estabilizantes (PSS); 

• Modelos Matemáticos Padronizados; 

• Turbinas Térmicas a Vapor e a Gás; Turbinas Hidráulicas; 

• Operação em Ciclo Combinado Gás-Vapor; 

• Regulador de Velocidade Isócrono; Regulador de Velocidade com Queda e Estatismo Permanente; 

• Regulador de Velocidade com Queda e Estatismo Transitório; 

• Regulação Primária. 

• Modelo Matemático de Máquina Assíncrona - Gerador de Indução

• Geração Eólica: Análise de Oscilação Eletromecânica e Simulações em um Sistema Radial

• Geração Solar: Análise Dinâmica da Energia Solar e Dispositivos Armazenadores de Energia

• Determinação de Parâmetros e Constantes de Tempo da Máquina Síncrona; 

• Curvas de Capabilidade; 

• Modelo E’q da Máquina Síncrona com Simulação em um Sistema Radial. 

• Tópicos Especiais Sobre Máquinas Síncronas; 

• Hidrogeradores e Turbogeradores Síncronos; 

• Diagrama de potências P-Q para a Máquina Síncrona; 

• Integração da Máquina Síncrona com o Sistema de Transmissão; 

• Arranjo Gerador-Transformador em Bloco (Bloco G-T); 

• Configurações Típicas dos Barramentos de AT para acoplamento do Bloco G-T; 

• Proteção de Geradores; 

• Relés Digitais para Proteção de Geradores; 

• Exemplos e Aplicações.

Bibliografia:

1. Anderson, P.M., and A.A. Fouad, 1977. Power System Control and Stability. Ames, Iowa: The Iowa State University Press. 

2. Arrillaga, J., C.P. Arnold, and B.J. Harker, 1983. Computer Modeling of Electrical Power Systems. John Wiley & Sons.

3. DeMello, F.P., 1979. Dinâmica das Máquinas Elétricas I. Santa Maria, RS: Universidade Federal de Santa Maria.

4. Fitzgerald, A.E., C. Kingsley Jr., and A. Kusko, 1975. Máquinas Elétricas. Editora McGraw-Hill do Brasil, Ltda.

5. Gomes, L.V., P.P.C. Mendes e C. Ferreira, 1999a. “Desenvolvimento de modelos matemáticos simplificados das turbinas a gás.”, VIII CBE – Congresso Brasileiro de Energia, Rio de Janeiro (Nov./Dez.), 1155-1171.

6. Hannett, L.N., G. Lee and B. Fardanesh, 1995. “A governor/turbine model for a twin-shaft combustion turbine.” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 10, No.1 (February), 133-140.

7. IEEE Committee Report, 1968. “Computer representation of excitation systems.” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. PAS-87 (June), 1460-1464.

8. IEEE Committee Report, 1973. “Dynamic models for steam and hydro turbines in power system studies.” IEEE Trans., Vol. PAS-92 (Nov./Dec.), 1904-1915.

9. IEEE Committee Report, 1981. “Excitation system models for power system stability studies.” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. PAS-100 (February), 494-509. 

10. IEEE Task Force, 1986. “Current usage and suggested practices in power system stability simulations for synchronous machines.” IEEE Trans. on Energy Conversion, Vol. EC-1, No.1, 77-93.

11. IEEE Working Group, 1991. “Dynamic models for fossil fueled steam units in power system studies.” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 6, No. 2 (May), 753-761.

12. IEEE Task Force Report, 1992. Load Representation for Dynamic Performance Analysis. Paper 92WM126-3 PWRD, Winter Meeting (January), New York.

13. IEEE Task Force on Load Representation for Dynamic Performance, 1993c. “Load representation for dynamic performance analysis.” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 8, nº. 2 (May), 472-481.

14. IEEE Working Group, 1994. “Dynamic models for combined cycle plants in power system studies.” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 9, No. 3 (August), 1698-1704.

15. Kundur, P., 1994. Power System Stability and Control. EPRI, McGraw-Hill.

16. Lewis, D.G., D.S. Brereton, and C.C. Young, 1957. “Representation of induction-motor loads during power-system stability studies.” Transactions AIEE, Vol. 76, Part III, 451-461.

17. Machowski, J., J.W. Bialek and J.R. Bumby, 1997. Power System Dynamics and Stability. John Wiley & Sons.

18. Mota, W. S.. 2006. Simulação de Transitórios Eletromecânicos em Sistemas de Potência. EPGRAF, UFCG.

19. WECC Renewable Energy Modeling Task Force, 2014. "WECC Wind Power Plant Dynamic Modeling Guide".

20. WECC Renewable Energy Modeling Task Force, 2012. "Generic Solar Photovoltaic System Dynamic Simulation Model Specification".

21. WECC Renewable Energy Modeling Task Force, 2016. "WECC Battery Storage Dynamic Modeling Guideline".

22. Pourbeik, P., et.al.. 2017. "Generic Dynamics Models for Modeling Wind Power Plants and other Renewable Technologies in Large Scale Power System Studies". IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 32, no. 3, pp. 1108-1116.

23. Pal, M.K., 1992. “Voltage stability conditions considering load characteristics.” Transactions on Power Systems, Vol. 7, n°. 1 (February), 243-249.

24. Pal, M.K., 1993. “Voltage stability: analysis needs, modeling requirement, and modeling adequacy.” IEE Proceedings-C, Vol. 140, n°. 4 (July), 279-286.

25. Rowen, W.I., 1983. “Simplified mathematical representations of heavy-duty gas turbines.” Journal of Engineering for Power, Vol. 105 (October), 865-869.

26. Stein, R., and W.T. Hunt, Jr., 1979. Electric Power System Components - Transformers and Rotating Machines. New York: Van Nostrand Reinhold Company.

27. Taylor, C.W., 1994. Power System Voltage Stability. EPRI, McGraw-Hill. 

28. Protective Relaying - Theory and Applications - Elmore, W.A., Marcel Dekker, Inc. NY - 2002. 

29. Protective Relaying - Principles and Applications - Blackburn, J.L. - Marcel Dekker, Inc. NY – 1989 

30. Network Protection and Automation Guide - ALSTOM Ltd - London - 2002. 

31. Generator and Transformer Protection - Publicação ABB Network Partner AG, Baden - 1998. 

32. Protective Relays Application Guide - Publicação IEEE - 2001.

6° Módulo - ELETRÔNICA DE POTÊNCIA APLICADA A SISTEMAS ELÉTRICOS

Conteúdo: 

• Semicondutores de potência (Diodos, Tiristores, GTO, MOSFET, IGBT e IGCT);

• Conversores de Potência (Retificadores Controlados e Não Controlados, Controlador de Tensão CA, Conversores CC-CA, Retificador Ativo PWM, Conversores Multiníveis);

• Conversores aplicados em energia fotovoltaica, eólica e sistemas de armazenamento;

• Flexible AC Transmission Systems – FACTS (SVC, TCSC, STATCOM, UPFC e Filtros Ativos de Potência);

• Sistemas de Transmissão em Corrente Contínua – HVDC (CSC-HVDC, VSC-HVDC e Sistema HVDC Multi-Infeed).

Bibliografia:

1. MOHAN, N. et all. “Power Electronics Converters, Applications and Design”, J.W. Sons, USA, 1995.

2. EREMIA, M., LIU, C. -C. e EDRIS, A, -A., “Advanced Solutions in Power Systems – HVDC, FACTS and Artificial Intelligence”, Wiley, 2016.

3. HINGORANI, N. G., and GYUGYI, L., “Understanding FACTS. Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems”, IEEE Press, New York, 2000.

4. BIN WU, "High-Power Converters and AC Drives", Wiley-IEEE Press, 2006.

5. BOSE, B. K., “Power Electronics and Variable Frequency Drives”, IEEE Press, 1997.

6. NILSSON S., ANDERSEN B. (eds.), “Flexible AC Transmission Systems”, Springer, CIGRE Green Books, 2020.

7. AKAGI, H., WATANABE, E. H. e AREDES, M. “Instantaneous Power Theory and Applications to Power Conditioning”, Wiley-IEEE Press, 2007.

8. KIMBARK, E.W., “Direct Current Transmission”, J.W. Sons, 1971.

9. PELLY, B.R., “Thyristor Phase – Controlled and Cycloconverters”, J.W. Sons, 1974. 

10. Vários Artigos Técnicos Especializados. 

11. Vários Catálogos de Fabricantes.

7° Módulo - GERAÇÃO HIDRÁULICA

Conteúdo: 

• Planejamento da geração de hidroenergia

• Tipos de arranjos;

• Obras civis;

• Equipamentos elétricos e mecânicos;

• Hidrologia aplicada à geração: Geração de escoamento na bacia hidrográfica, monitoramento e tratamento de dados hidrológicos, ,,transposição e correlação  de vazões, estatística das vazões, regularização das vazões, vazões extremas, modelos de simulação e previsão de vazões afluentes, impactos de mudanças climáticas. 

• Análise econômico-financeira para viabilidade 

• Estudo hidro-energético: níveis e quedas d’água, campo de funcionamento, benefício-custo, critérios de motorização, estudos complementares para motorização, potências. 

• Especificação de componentes.

• Sistemas auxiliares.

Bibliografia:

1. Souza, Z./Santos, A. H. M./Bortoni, E. da C. – Centrais Hidrelétricas – Estudos Para Implantação 

2. Notas de Aulas dos Professores

3. Balanço Energético Nacional 2020 – MME – Brasília – DF

4. Tucci, C. E. M. (1997). Hidrologia – Ciência e Aplicação. Porto Alegre: Ed. UFRGS – ABRH, 2ªedição.

5. Tucci, C. E. M. (1998). Modelo Hidrológicos. Porto Alegre: Ed. UFRGS – ABRH. 669p.

6. COLLISCHONN, W.; DORNELESS, F. Hidrologia para Engenharia e Ciências Ambientais. ABRH, 2013.

7. Wurbs, R.A.; James, W.P. (2001). Water Resources Engineering. USA: Prentice Hall. 828p.

8° Módulo - GERAÇÃO TÉRMICA

Conteúdo:

• O sistema elétrico brasileiro e a geração termelétrica.

• Fundamentos teóricos da geração termelétrica e ciclos termodinâmicos. 

• Turbinas a gás. 

• Turbinas a vapor. 

• Geradores de vapor convencionais e de recuperação. 

• Centrais termelétricas a vapor e de ciclo combinado. 

• Cogeração: conceito, vantagens econômicas e ambientais. 

• Metodologia para a seleção e projeto de sistemas de cogeração. 

• Exemplos de sistemas de cogeração. 

• Economia de energia primária e critérios de eficiência. 

• Métodos de alocação de custos em sistemas de cogeração. 

• Introdução a avaliação exergoeconômica de sistemas de cogeração.

• Controle automático e instrumentação aplicados a geração termelétrica

• Operação de usinas termelétricas

• Impactos ambientais da geração termelétrica.

Bibliografia:

1. Apostila da disciplina 

2. Lora, E. E. S., Nascimento, M. A. R., Geração Termelétrica - Planejamento, Projeto e Operação, 2 volumes, Interciência, 2004.

3. Kehlhofer, R. H.; Warner, J., Nielsen, H., Bachmann, R., Combined cycle Gas-Steam Turbine Power Plants”, 3rd ed, PennWell, USA, 2009.

4. Moran, M. J. and Shapiro, H. N., Fundamental of Engineering Thermodynamics. 2nd Edition, Ed. John Wiley & Sons, Inc., 1992, 804p.

5. Babcock & Wilcox, Babcock and Wilcox Corporation, Steam its Generations and Uses; 40th Edition, Editors Steven C. Stultz and John B. Kitto, Babcock and Wilcox Corporation, Barbenton, Ohio, USA, 1992. 

6. Leyzerovich, A. S., 1997, “Large Power Steam Turbines: Design and Operation”, em 2 volumes, PennWell Publishing Company, EUA;

7. Black & Veatch, Power Plant Engineering, Kluwer Academic Publishers, 2000

8. Horlock, J. H.  Combined Power Plants: Including Cicle Gas Turbine (CCGT) Plants.  Edited by Pergamon Press, ISBN 0 08 040502 9, 1992. 

9. Horlock, J.H., “Cogeneration - Combined Heat and Power (CHP): Thermodynamics and Economics”, Krieger Publishing Company, Malabar, Florida, 1997; 

10. Lizarraga, J.M.S., Cogeneración, Universidad del Pais Vasco, Bilbao, 1999

9° Módulo - GERAÇÃO: ENERGIAS RENOVÁVEIS

Conteúdo: 

• Geração de eletricidade a partir da biomassa: disponibilidade, conceitos, processos de conversão,  pré-tratamento, eficiências e custos 

• Energia Eólica: recursos eólicos, princípios de funcionamento, modelo de Betz, fundamentos aerodinâmicos, aspectos de projeto, aerogeradores na rede elétrica, aspectos ambientais.

• Geração Heliotérmica: princípios básicos,  coletores solares concentradores, tecnologias de conversão de energia, integração de sistemas heliotérmicos com usinas convencionais

• Energia Solar Fotovoltaica: princípios, tipos de células, eficiência e características elétricas, componentes para sistemas de geração fotovoltaica, sistemas fotovoltaicos isolados e/ou interligados a redes.

• Elementos Armazenadores de Energia e sua integração com geração intermitente.

• Uso de Hidrogênio em Usinas Termelétricas

• Energia Geotérmica: potencial geotérmico brasileiro, métodos de exploração dos recursos geotérmicos, análise termodinâmica dos ciclos térmicos usados em plantas geotérmicas, custos e impactos ambientais da geração geotérmica de eletricidade

• Energia dos Oceanos: potencial energético dos oceanos, aproveitamento da energia térmica dos oceanos (OTEC), aproveitamento da energia das ondas (WEC), aproveitamento da energia da correntes marinhas (MCEC), aproveitamento da energia das marés (TIDAL)

• Integração de Fontes Renováveis com o Sistema Elétrico.

Bibliografia:

1. Glassley, W. E.,  Geothermal Energy - Renewable Energy and the Environment, 2nd ed., CRC Press, 2014.

2. Rosa, A. V., Ordóñez, J. C., Fundamentals of Renewable Energy Processes, 4th ed., Academic Press - Elsevier, 2022.

3. Lora, E. E. S., Venturini, O. J.,  Biocombustíveis, Interciência, Rio de Janeiro, 2012.

4. Twidell, J., Weir, T., 2015, Renewable Energy Resources, 3rd ed., Routledge

5. Felix A. Farret, M. Godoy Simoes. Integration of Renewable Sources of Energy, 2nd Edition, Wiley, 2006.

6. Michael Brower. Cool Energy: Renewable Solutions to Environmental Problems, 1992, MIT Press. 

7. Jo Dewulf, Herman Van Langenhove. Renewables-based technology: sustainability assessment Wiley, 2006. 

8. Anne Labouret, Michel Villoz. Solar Photovoltaic Energy. The Institution of Engineering and Technology, 2010. 

9. Peter Tavner. Offshore Wind Turbines: Reliability, Availability and Maintenance. The Institution of Engineering and Technology, 2012. 

10. Wolfgang Palz. Solar Power for the World: What You Wanted to Know about Photovoltaics. Pan Stanford Publishing, 2013.

10° Módulo - OPERAÇÃO E PLANEJAMENTO DE SISTEMAS DE GERAÇÃO

Conteúdo: 

• Operação em tempo-real: centros de operação, sistema SCADA, estimação de estado e recomposição após perturbações. 

• Planejamento da operação: previsão de carga, despacho econômico; coordenação da geração hidrotérmica, controle automático de geração, intercâmbio de energia, fluxo de potência ótimo.

• Previsão de demanda: modelos econométricos; consumo por classe; requisitos de energia; demanda máxima anual. 

• Expansão da geração; conceitos básicos de produção; critérios determinísticos e probabilísticos; dimensionamento das fontes; expansão ótima.

• Expansão da transmissão: algoritmos básicos de análise de redes; critérios determinísticos; confiabilidade composta-geração e transmissão; expansão ótima. 

• Planejamento sob incertezas.

Bibliografia:

1. STOLL, Harry G.. Least-Cost Electric Utility Planning. John Wiley & Sons. 1989 

2. Allan J. Wood and Bruce F. Wollenberg, “Power Generation Operation and Control”, 2nd Edition, John Wiley and Sons, Inc. – ISBN 0-471-58699-4, 1996. 

3. Notas de Aulas.

4. Artigos Técnicos.

5. Resoluções ANEEL.