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Academic Year/course: 2022/23

636 - Master's in Renewable Energies and Energy Efficiency

66376 - Power quality in Electric Power Systems with renewable generation

Syllabus Information

Academic Year:
66376 - Power quality in Electric Power Systems with renewable generation
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
636 - Master's in Renewable Energies and Energy Efficiency
Second semester
Subject Type:

1. General information

1.1. Aims of the course

The objectives of the course are the following:

  • To be able to select appropriate sensors and devices in order to perform electrical measurements and tests
  • To be able to describe the power quality phenomena, its basic parameters and the current standards
  • To analyze power quality measurements and decide if a given installation fulfil the standards and requirements
  • To provide possible solutions to real power quality problems
  • To plan power quality measurements by selecting appropriate instrumentation and their situation based on the description of the installation
  • To know the national and international Grid Codes, specifically the Spanish operation procedures (PO 12.3 and PO 12.2) 


These approaches and objectives are aligned with some of the Sustainable Development Goals, SDG, of the 2030 Agenda ( and certain specific goals, in such a way that the acquisition of learning outcomes of the subject provides training and competence to the student to contribute to some extent to their achievement:

Goal 7: Affordable and clean energy

  • Target 7.1 By 2030, ensure universal access to affordable, reliable and modern energy services
  • Target 7.2 By 2030, considerably increase the proportion of renewable energy in all energy sources
  • Target 7.3 By 2030, double the global rate of improvement in energy efficiency

Goal 9: Industry, Innovation and infrastructure.

  • Target 9.4. By 2030, modernize infrastructure and convert industries to be sustainable, using resources more efficiently, promoting the adoption of clean and environmentally sound technologies and industrial processes, and ensuring that all countries take action according to their respective capabilities.

Goal 13. Climate action

  • Target 13.3 Improve education, awareness and human and institutional capacity regarding climate change mitigation, adaptation, reduction of its effects and early warning.

1.2. Context and importance of this course in the degree

The electrical sector is experiencing a transformation caused by the problems of the current centralized system and the growth of new technologies linked to distributed renewable generation, storage systems, power electronics and new communication technologies.

In previous courses, students have studied several renewable energy sources, traditional electrical network characteristics and basic power electronic converters. In this course, the power quality problems originated mainly due to power electronics and the requirements for the connection to the grid of renewable sources will be studied.

The course is mainly technical and no other courses of the master are needed as a pre-requisite.

1.3. Recommendations to take this course

The student must have knowledge of electricity and electrical networks as well as various cross-disciplinary knowledge. Specifically:

  • Advanced knowledge of circuit theory, electrical machines and electrical networks.
  • Basic knowledge of power electronics-based control systems.
  • Capability for autonomous looking up technical and scientific databases.
  • Good English level for reading technical documentation

2. Learning goals

2.1. Competences

The following skills are developed in this subject:



CB7.- That students know how to apply the knowledge acquired and their ability to solve problems in new or little-known environments within broader (or multidisciplinary) contexts related to their study area.

CB8.- That students can integrate knowledge and face the complexity of formulating judgments based on information that, being incomplete or limited, includes reflections on the social and ethical responsibilities linked to applying their knowledge and judgments.


CG2.- Carry out research, development and innovation in products, processes and methods concerning renewable energies.

CG4.- Follow the technological evolution of renewable energies and have prospective knowledge of this evolution.


CE1.- Use and develop methodologies, methods, techniques, programs for a specific use, norms and computing standards.

CE8.- Describe the smartgrids associated with energy management and distribution.

2.2. Learning goals

In order to pass this subject, the student must demonstrate the following results...

  • Is able to select the most suitable sensors and devices to carry out electrical measurements and tests.
  • Is able to describe the phenomenology of power supply quality, its basic parameters and current regulations.
  • Is able to critically analyse the results of power supply quality measurements, correctly interpreting whether the installation in which they have been carried out complies with the requirements given by the regulations in force and providing possible solutions to the problems found.
  • Can plan a power quality measurement, selecting the appropriate instrumentation as well as the measurement point(s) according to previous information on the installation to be studied.
  • Knows, based on the concepts of network quality, what the response to disturbances in an electrical network should be.
  • Knows the different international Grid Codes and, especially, the national operating procedures (PO12.3 and PO12.2) that regulate the connection of RES-E to the grid.

2.3. Importance of learning goals

Knowledge of both power quality issues and the requirements for grid integration of new generation sources is crucial for an expert in electricity systems with renewable sources. Planning new generation plants, wind farms, solar photovoltaics, biomass, etc., requires knowledge of their possible consequences on systems already in operation and on-grid users. Likewise, it is essential to know the requirements for the grid integration of these new plants, as this is a fundamental prior step for their commissioning.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student must demonstrate that he/she has achieved the expected learning outcomes through the following assessment activities.

Subject work (20%)

Carrying out an introductory research project on topics agreed upon with the lecturers using specialised bibliography. Submission of a report and presentation to classmates. The evaluation of the work will take place in the last fortnight of the course. The work will be carried out individually.

The presentation in class of the work and the written report will be assessed. The following will be assessed: demonstrate understanding of the subject, relationships between concepts, an extension of the concepts presented in class, present a coherent work outline (introduction, development and conclusions), adequate reference to the work of others, clarity of the oral presentation, adequate response to questions and correctness of the report.

Practical work (40%)

Practical laboratory work and/or computer simulation will be carried out.

Students must be able to carry out the practical work on the basis of a brief script provided by the lecturers. With this script and the material provided, the students will carry out the practical work in the laboratory and will prepare a report which they will hand into the teacher for evaluation.

Final exam (40%)

At the end of the course, a final exam will be held to evaluate the knowledge acquired by the student. It will consist of short theoretical and practical questions on the material taught during the course.

Assessment options

The evaluation may be carried out by each student, progressively by the evaluation of the practical reports, which will have a total weight of 40%. By the completion of course work on a subject related to the same, agreed with the teacher and defended publicly, whose value is 20% and by the completion of a theory exam whose value is 40%.

The student who does not opt for the procedure described above or does not pass these tests during the teaching period will have the right to take a global subject test in the period established by the centre.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The development of the course will have both theory sessions and practical sessions.

The theory sessions will be based on the lecture methodology where the basic concepts of the subject will be explained, and short practical exercises will be carried out under the guidance of the teacher.

There will also be practical sessions where the knowledge acquired in the theory sessions will be put into practice. These practical sessions may be based on problem-solving, case analysis or laboratory practice.

The course work may be of different types:

  • Introductory research work where students must study and analyse new documentation on a specific topic assigned by the teacher and present their own conclusions on specific aspects of the subject.
  • Work to expand on the concepts of the subject that for reasons of time cannot be considered during the teaching period of the course.
  • Resolution of case studies in which the student must express their own criteria and draw their own conclusions.

4.2. Learning tasks

In order for students to achieve the learning outcomes described above and acquire the competences designed for this subject, the following training activities are proposed:

  • A01. Lecture (12 hours): presentation of contents by the teaching staff or external experts to all students of the subject.
  • A02. Problem solving and case studies (15 hours): practical exercises with all students in the course.
  • A03. Laboratory sessions (8 hours): practical exercises in small groups of students of the subject.
  • A06. Teaching assignments (12 hours).
  • A07. Study (25 hours).
  • A08. Assessment tests (3 hours).

The hours indicated are for guidance only and will be adjusted depending on the academic calendar of the course.

The calendar of practical sessions will be announced at the beginning of the course and will be fixed according to the progress of the programme and the availability of laboratories and computer rooms.

4.3. Syllabus

The programme of the course will have the following contents:


1. Introduction, classification and types of sensors

2. Measuring transformers

3. Current measurement

4. Introduction to the quality of supply

5. Frequency variations

6. Voltage dips and short interruptions

7. voltage fluctuations and flicker

8. Harmonics

9. Harmonic analysis

10. Power quality monitoring

11. Grid connection of renewable sources 

4.4. Course planning and calendar

The subject is taught three hours per week in the spring semester, in which theory and practical sessions will alternate.

At the beginning of the semester, the professors will inform about the planning of the teaching activities, the key dates of delivery of exercises and the final evaluation test of the subject.

Curso Académico: 2022/23

636 - Máster Universitario en Energías Renovables y Eficiencia Energética

66376 - Power quality in Electric Power Systems with renewable generation

Información del Plan Docente

Año académico:
66376 - Power quality in Electric Power Systems with renewable generation
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
636 - Máster Universitario en Energías Renovables y Eficiencia Energética
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

Los objetivos de la asignatura son los siguientes:

  • Seleccionar los sensores y dispositivos más adecuadas para la realización de medidas y ensayos eléctricos
  • Comprender la fenomenología de la calidad de suministro eléctrico, sus parámetros básicos y la normativa vigente
  • Analizar críticamente resultados de medidas de calidad de suministro eléctrico interpretando de forma correcta si la instalación en la que se han llevado a cabo cumple los requisitos dados por la normativa vigente y aportando posibles soluciones a los problemas encontrados
  • Planificar una medida de calidad de suministro eléctrico seleccionando la instrumentación adecuada así como el punto (o los puntos) de medida en función de información previa de la instalación a estudiar
  • Conocer, en base a los conceptos de calidad de red, cual debe ser la respuesta ante perturbaciones de una red eléctrica
  • Conocer los diferentes Grid Codes internacionales y, especialmente, los procedimientos de operación nacionales (PO12.3 y PO12.2) que regulan la conexión de EERR a la red

Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de la Agenda 2030 ( y determinadas metas concretas, de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia al estudiante para contribuir en cierta medida a su logro:

Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante

Meta 7.1. De aquí a 2030, garantizar el acceso universal a servicios energéticos asequibles fiables y modernos

Meta 7.2. De aquí a 2030, aumentar considerablemente la proporción de energía renovables en el conjunto de fuentes energéticas

Meta 7.3. De aquí a 2030, duplicar la tasa mundial de mejora de la eficiencia energética 

Objetivo 9: Industria Innovación e infraestructura

Meta 9.5. Aumentar la investigación científica y mejorar la capacidad tecnológica de los sectores industriales de todos los países, en particular los países en desarrollo, entre otras cosas fomentando la innovación y aumentando considerablemente, de aquí a 2030, el número de personas que trabajan en investigación y desarrollo por millón de habitantes y los gastos de los sectores público y privado en investigación y desarrollo

Objetivo 13: Acción por el clima

Meta 13.3. Mejorar la educación, la sensibilización y la capacidad humana e institucional respecto de la mitigación del cambio climático, la adaptación a él, la reducción de sus efectos y la alerta temprana

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

El sector eléctrico está sufriendo una transformación motivada por los problemas del sistema centralizado actual y la aparición de nuevas tecnologías asociadas a los sistemas de generación renovable distribuida, a los sistemas de almacenamiento, a las configuraciones de electrónica de potencia y a las tecnologías de comunicación. El proceso de descarbonización está acelerando la aparición de todos estos problemas.

En las asignaturas previas los alumnos han estudiado diversas fuentes de Energías Renovables, las características de las redes eléctricas tradicionales y los convertidores de potencia. En esta asignatura se estudian los problemas de la calidad de suministro eléctrico que pueden originarse debido a los sistemas de electrónica de potencia así como los requisitos que deben cumplir estas nuevas fuentes de Energías Renovables para su integración en la red eléctrica.

La asignatura es eminentemente técnica y de carácter finalista, no siendo prerrequisito de ninguna otra asignatura del máster.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

El alumno debe tener conocimientos de electricidad y redes eléctricas así como diversos conocimientos transversales. En particular, son importantes los siguientes:

  • Conocimientos avanzados de circuitos, máquinas y redes eléctricas.
  • Conocimientos básicos de sistemas de control basados en electrónica de potencia.
  • Capacidad para realizar búsquedas autónomas de información técnica y científica.
  • Conocimiento suficiente de inglés para lectura de documentación. 

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

En esta asignatura se desarrollan las siguientes competencias:


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. 



CG2.- Realizar investigación, desarrollo e innovación en productos, procesos y métodos en relación con las energías renovables.  

CG4.- Seguir la evolución tecnológica de las energías renovables y tener conocimiento prospectivo de esta evolución.  



CE1.- Utilizar y desarrollar metodologías, métodos, técnicas, programas de uso específico, normas y estándares de computación. 

CE8.- Describir las redes inteligentes asociadas a la gestión y distribución energética.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

  • Es capaz de seleccionar los sensores y dispositivos más adecuados para la realización de medidas y ensayos eléctricos
  • Es capaz de describir la fenomenología de la calidad de suministro eléctrico, sus parámetros básicos y la normativa vigente
  • Tiene capacidad de analizar críticamente resultados de medidas de calidad de suministro eléctrico interpretando de forma correcta si la instalación en la que se han llevado a cabo cumple los requisitos dados por la normativa vigente y aportando posibles soluciones a los problemas encontrados
  • Puede planificar una medida de calidad de suministro eléctrico seleccionando la instrumentación adecuada así como el punto (o los puntos) de medida en función de información previa de la instalación a estudiar
  • Conoce, en base a los conceptos de calidad de red, cual debe ser la respuesta ante perturbaciones de una red eléctrica
  • Conoce los diferentes Grid Codes internacionales y, especialmente, los procedimientos de operación nacionales (PO12.3 y PO12.2) que regulan la conexión de EERR a la red

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

El conocimiento tanto de los problemas de la calidad de la energía como de los requisitos para la integración en red de nuevas fuentes de generación, resulta de crucial importancia para un experto en sistemas eléctricos con fuentes renovables. La planificación de nuevas centrales de generación, parques eólicos, solar fotovoltaicas, biomasa, etc., requiere de conocimientos sobre sus posibles consecuencias en los sistemas ya en operación y sobre los usuarios de la red. Asimismo, resulta fundamental tener conocimiento de los requisitos necesarios para la integración en red de dichas nuevas centrales, dado que es un paso previo fundamental para su puesta en operación.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación.

Trabajo de asignatura (20%)

Realización de un trabajo de iniciación a la investigación sobre temas acordados con los profesores utilizando bibliografía especializada. Entrega de memoria y presentación ante los compañeros. La evaluación de los trabajos se realizará en la ultima quincena lectiva. Los trabajos se realizarán de forma individual.

Se evaluará la presentación en clase de los trabajos y la memoria escrita. Se valorará: demostrar comprensión de la materia, relaciones entre conceptos, ampliación de los conceptos presentados en clase, presentar un esquema de trabajo coherente (introducción, desarrollo y conclusiones), adecuada referencia del trabajo de otros, claridad de la presentación oral, respuesta adecuada a las preguntas y corrección de la memoria.

Practicas (40%)

Se realizarán prácticas de laboratorio y/o simulación por ordenador

Los alumnos deberán ser capaces de realizar el trabajo de prácticas a partir de un breve guión que les entregarán los profesores. Con dicho guión y el material proporcionado, los alumnos realizarán las prácticas en el laboratorio y elaborarán una memoria que entregarán al profesor para su evaluación.

Examen final (40%)

Al final del curso se realizará un examen final de la asignatura donde se evaluarán los conocimientos adquiridos por el alumno. Consistirá en cuestiones cortas teórico prácticas de la materia impartida durante el curso.

Opciones de evaluación

La evaluación se podrá realizar por cada estudiante, de modo progresivo por la evaluación de los informes de las prácticas, que tendrán un peso total del 40%. Por la realización de un trabajo de asignatura sobre un tema relacionado con la misma, acordado con el profesor y defendido públicamente, cuyo valor es el 20% y por la realización de un examen de teoría cuyo valor es del 40%.

El estudiante que no opte por el procedimiento descrito anteriormente o no supere estas pruebas durante el periodo docente tendrá derecho a realizar una prueba global de la asignatura en el periodo de exámenes establecido por el centro.


4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El desarrollo de la asignatura tendrá tanto sesiones de teoría como sesiones prácticas.

Las sesiones de teoría se basarán en la metodología de lección magistral donde se explican los conceptos básicos de la asignatura y se realizarán ejercicios prácticos cortos siempre bajo la guía del profesor.

Se realizarán también sesiones prácticas donde se plasmarán los conocimientos adquiridos en las sesiones de teoría. Estas sesiones prácticas podrán estar basadas en la resolución de problemas o análisis de casos  o bien en prácticas de laboratorio.

Los trabajos de asignatura podrán ser de distintos tipos:

  • Trabajos de introducción a la investigación donde los alumnos deberán estudiar y analizar nueva documentación sobre un tema concreto asignado por el profesor y presentar sus propias conclusiones en aspectos concretos de la asignatura.
  • Trabajos de ampliación de los conceptos de la asignatura que por motivos de tiempo no pueden considerarse en el periodo docente de la misma.

Resolución de casos prácticos donde el alumno deberá plasmar su criterio y obtener conclusiones propias.

4.2. Actividades de aprendizaje

Con objeto de que los alumnos alcancen los resultados de aprendizaje descritos anteriormente y adquieran las competencias diseñadas para esta asignatura, se proponen las siguientes actividades formativas:

  • A01. Clase magistral (12 horas): exposición de contenidos por parte del profesorado o de expertos externos a todos los alumnos de la asignatura.
  • A02. Resolución de problemas y casos (15 horas): realización de ejercicios prácticos con todos los alumnos de la asignatura.
  • A03. Prácticas de laboratorio (8 horas): realización de ejercicios prácticos en grupos reducidos de alumnos de la asignatura.
  • A06. Trabajos docentes (12 horas).
  • A07. Estudio (25 horas).
  • A08. Pruebas de evaluación (3 horas).

Las horas indicadas son de carácter orientativo y serán ajustadas dependiendo del calendario académico del curso.

A principio de curso se informará del calendario de sesiones prácticas, que se fijará según el avance del programa y la disponibilidad de laboratorios y salas informáticas.

4.3. Programa

El programa de la asignatura tendrá los siguientes contenidos:

  1. Introducción, clasificación y tipos de sensores
  2. Transformadores de medida
  3. Medida de corriente
  4. Introducción a la calidad de suministro
  5. Variaciones de frecuencia
  6. Huecos de tensión e interrupciones cortas
  7. Fluctuaciones de tensión y flicker
  8. Armónicos
  9. Análisis de armónicos
  10. Monitorización de la calidad de suministro
  11. Conexión a red de fuentes renovables

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

La asignatura se imparte en el cuatrimestre de primavera con tres horas por semana, en las que se alternarán las sesiones de teoría y prácticas.

Al comienzo del cuatrimestre, los profesores informarán de la planificación de las actividades docentes, las fechas clave de entrega de ejercicios y de la prueba final de evaluación de la asignatura.