Kursplan för |
|
ENM065 - Drift av elkraftsystem
|
| |
| Kursplanen fastställd 2015-02-11 av programansvarig (eller motsvarande) |
| Ägare: MPEPO |
|
|
7,5 Poäng |
| Betygskala: TH - Fem, Fyra, Tre, Underkänt |
| Utbildningsnivå: Avancerad nivå |
|
Huvudområde: Elektroteknik
|
|
Institution: 47 - ENERGI OCH MILJÖ
|
Undervisningsspråk: Engelska
Sökbar för utbytesstudenter
Blockschema:
C
| Modul |
|
Poängfördelning |
|
Tentamensdatum |
|
Lp1 |
Lp2 |
Lp3 |
Lp4 |
Sommarkurs |
Ej Lp |
| 0107 |
Tentamen |
7,5 hp |
Betygskala: TH |
|
|
|
7,5 hp
|
|
|
|
|
19 Mar 2016 fm H, |
06 Apr 2016 fm H
|
25 Aug 2016 em M |
I program
MPEPO ELKRAFTTEKNIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 1 (obligatoriskt valbar)
MPSYS SYSTEMTEKNIK, REGLERTEKNIK OCH MEKATRONIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 1 (valbar)
Examinator:
Univ lektor
Tuan Le Anh
Ersätter
EEK210
Power system analysis
Behörighet:
För kurser på avancerad nivå gäller samma grundläggande och särskilda behörighetskrav som till det kursägande programmet. (När kursen är på avancerad nivå men ägs av ett grundnivåprogram gäller dock tillträdeskrav för avancerad nivå.)
Undantag från tillträdeskraven:
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.
Kursspecifika förkunskaper
ENM050 Analys av elkraftsystem, eller motsvarande.
Syfte
Det övergripande målet med kursen är att förse de studerande med kunskaper om elkraftsystemets drift. De huvudsakliga ämnen som behandlas i denna kurs innefattar grundläggande kunskaper om frekvensreglering, förenklade modeller av synkron-generatorer för stabilitetsstudier, lastvinkelstabilitet, spänningsstabilitet, principer för skydd av elkrafts komponenter i elsystemet, tillståndsestimering med SCADA/EMS-system. Under kursens gång kommer studenterna att få en demonstration av kraftsystems-laboratoriet för att lära sig mer om kraftsystemstabilitet. Studenterna kommer även introduceras och arbeta med en kommersiell programvara för kraftsystems simulering, dels genom projektarbete och dels genom demonstration.
Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)
- Förstå de grundläggande frekvensregleringsåtgärderna som används vid kritiska situationer i elnätet.
- Förstå förenklade modeller av synkrongeneratorer för stabilitetsstudier.
- Uppvisa förståelsen för transient systemstabilitet samt metoder för ökad stabilitet.
- Simulera och analysera spänningsstabilitet samt analysera problemet under olika scenarier.
- Uppvisa grundläggande förståelse av skyddssystem för olika elkraftkomponenter.
- Förstå de övergripande funktionerna av tillståndsestimering i "Supervisory Control and Data Acquisition" (SCADA) och "Energy Management System" (EMS)
- Förstå frågor som rör drift av elnätet vid krissituationer samt hur elnätet återställs efter omfattande avbrott.
- Samarbeta i team, dels i projektarbete och dels i laborationer.
Innehåll
Kursen kommer att behandla följande ämnen:
- Frekvenskontroll: Översikt över frekvensreglering, turbiner och styrsystemet, primär frekvensreglering, aktiv effektreglering, automatisk produktionsreglering.
- Översikt över kraftsystemsstabilitet, lastvinkelstabilitet, spänningsstabilitet, frekvensstabilitet, förenklade modeller av synkron-generatorer för stabilitetsstudier;
- Transient systemstabilitet: svängningsekvationen, lika area-kriteriet, kritisk felavhjälpningstid, designmetoder för ökad transient systemstabilitet.
- Spänningsstabilitet: Synkrongeneratorns reaktiv effektkapacitet, armatur- och fältströmsbegränsare, P-V och Q-V kurvor för stabilitetsanalys, spänningskollapsscenarier, lastkarakteristikens effekter på spänningsstabilitet samt metoder för ökad spänningsstabilitet.
- Skyddssystem i elkraftssystem: Översikt av skydds- och reläsystemet, skyddssystem för transmissionssystem och distributionssystem.
- Introduktion till SCADA/EMS: Tillståndsestimeringsfunktionen.
- Omfattande strömavbrott (blackouts) i elkraftsystemet: Diskussion av den senaste tidens stora strömavbrott i kraftsystem i världen, krisberedskap och restaureringar.
Organisation
Kursen består av schemalagda förläsningar (17x2 timmar), övningar (12x2 timmar), laboration (1x2 timmar), projektkonsultation (5x2 timmar) samt ARISTO-demonstration (1x1 timme).
Litteratur
Föreläsningsanteckningar. Föreläsningarna baseras främst på följande böcker:
[1] P. Kundur, "Power System Stability and Control", EPRI Power System Engineering Series, MacGraw-Hill Inc., 1994. Very extensive book. Highly recommended.
[2] H. Saadat, "Power System Analysis", Second Edition, Mc Graw Hill, 2002.
[3] T.V. Cutsem and C. Vournas, "Voltage Stability of Electric Power Systems", Springer, 2008.
[4] J.D. Glover and M.S. Sarma, "Power System Analysis and Design", Third Edition, Brooks/Cole, 2002.
[5] A.J. Wood and B.F. Wollenberg, "Power Generation, Operation, and Control", John Wiley & Sons, 2nd Ed., 1996.
[6] J.J. Grainger and W.D. Stevenson Jr., "Power System Analysis", McGraw-Hill, 1994.
Examination
Examinationen består av en traditionell skriftlig tentamen och laboration- och projektrapport. Godkänd laborations- och projektrapport krävs för att få godkänt på kursen. Det slutliga betyget bestäms enbart av den skriftliga tentamen och graderas 5, 4, 3 och U (underkänd). Om du behöver ECTS gradering, vänligen ange det på den skriftliga tentamen. Enbart Chalmersgodkänd kalkylator får användas på den skriftliga tentamen.