Управление интеллектуальными энергетическими системами

Программа курса: 

 

п/п

Разделы и темы лекционных занятий

Содержание

 
 

1

Напряжения и токи в трехфазной системе переменного тока. Понятия активной и реактивной мощности.

Введение представления параметров переменного тока и элементов электрической сети в виде комплексных чисел. Понятия мгновенных и действующих значений, линейного и межфазного напряжения.

 

2

Схемы замещения элементов электрической сети. Расчет токов и напряжений в схеме электрической сети.

Введение представления параметров элементов электрической сети в виде комплексных чисел. Основные взаимоотношения между параметрами тока и сети в комплексной форме.

 

3

Расчет установившегося режима методом Гаусса-Зейделя. Расчет методом Ньютона.

Постановка задачи определения установившегося режима электрической сети. Расчет сложных схем итерационными методами.

 

4

Статическая устойчивость электроэнергетической системы.

Определение статической устойчивости электроэнергетической системы. Подходы к определению предельных по устойчивости режимов.

 

5

Оценивание состояния в электроэнергетической системе.

Проблема управления по измерениям, поиск «максимально близкого» к измерениям режима энергосистемы.

 

6

Оптимизация режимов энергосистем. Рынки электроэнергии.

Нахождения оптимального распределения инжекций в узлах схемы замещения энергосистемы. Формулировка задачи аукциона в маржинальной узловой схеме ценообразования.

 

7

Модели реакций генераторов на возмущения в энергосистеме. Устойчивость энергосистемы при сильных возмущениях.

Уравнения Парка-Горева, учет различных параметров синхронных машин при различных возмущениях в системе.

 

8

Принципы стабилизации движения генераторов.

Устройства автоматического регулирования возбуждения синхронных машин, АРВ сильного действия, разделение AVR и PSS в зарубежной электротехнике.

 

9

Принципы автоматического регулирования частоты и мощности.

Регулирование частоты и перетоков мощности с использованием пропорционально-интегральных регуляторов. Требования к процессу регулирования. Качество регулирования. Взаимодействие контуров первичного и вторичного регулирования частоты.

 

10

Принципы противоаварийного управления.

Классификация устройств и систем противоаварийного управления. Структура и функционирование АПНУ, АЛАР, АОПЧ, АОПН

 

11

Планирование режимов электроэнергетических систем.

Взаимодействие контуров годового, месячного, недельного и суточного планирование. Решение задач оптимального определение сроков ремонтов, выбора состава включенного генерирующего оборудования, размещения резервов.

 

12

Надежность электроэнергетических систем. Рынок мощности

Понятие надежности энергосистемы. Понятие надежности энергоснабжения потребителей. Балансовая надежность системы. Режимная надежность системы. Виды резервов. Рынок мощности как рынок резервов.

 

13

Микрогрид. Устойчивость быстрых розничных рынков.

Управляемые устройства в распределительной сети. Исследование устойчивости управления потреблением с использованием обратной связи по цене.

 

14

Релейная защита и автоматика. Устройства силовой электроники.

Структура и функционирование устройств и систем защит в электрической сети. Структура и функционирование устройств FACTS.

 

15

Накопители электроэнергии.

Структура и функционирование систем накопления электроэнергии: ГАЭС, электрохимические, водородные, др.

 

16

WAMS/WACS/WAPS

Системы мониторинга и управления переходными процессами на сверхбольших территориях с использованием синхронизации через системы глобального позиционирования

 

 

Перечень контрольных вопросов

 

1)                            Как изменится схема замещения силового трансформатора при переходе от схемы соединения треугольник-звезда к схеме звезда-звезда?

2)                            Как изменятся относительные углы генераторов в двух подсистемах при отключении одной из параллельных линий, связывающих системы?

3)                            Как изменится расход топлива на станции при повышении выдаваемой генератором реактивной мощности?

4)                            Как изменятся параметры работы турбины при выполнении планового повышения активной мощности?

5)                            Как зависит получающий в результате оценивания состояния режим от выбора целевой функции?

6)                            Как влияет ограничение перетоков между областями энергосистемы на узловые цены?

7)                            Как классифицируется АРВ-СД в терминах AVR/PSS, принятых в зарубежной литературе?

8)                            Почему невозможно применение астатических регуляторов при локальном первичном регулировании частоты?

9)                            Каким образом применение противоаварийной автоматики позволяет повысить пропускную способность сети?

10)                        В чем различие применяемых при планировании с разным упреждением целевых функций?

11)                        Каким образом надежность энергосистемы связана с надежность энергоснабжения?

12)                        Чем отличаются различные способы обеспечения резервов энергосистем?

13)                        Что такое селективность защит?

14)                        Какую частоту вычисляет PMU по 10 измерениям мгновенного значения напряжения со скважностью 1 мс?

Список литературы: 

 

1. Электрические системы. В 7-ми томах, под редакцией В.А.Веникова, М.: «Высшая школа», 1970.

2. Электрические системы и сети. Автор: Идельчик В.И. Издательство: Энергоатомиздат Год: 1989 Страниц: 594 ISBN: 5-283-01012-0

3. Математические модели элементов электроэнергетических систем. С.Бернас, З.Цёк, М.: Энергоиздат, 1982, 313 страниц.

4. Стандарт СТО 59012820.29.240.001-2011 «Автоматическое противоаварийное управление режимами энергосистем. Противоаварийная автоматика энергосистем. Условия организации процесса. Условия создания объекта», 19.04.2011

5. Стандарт СТО 17330282 29 240 002-2007. «Правила предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима электрической части энергосистем» 2007-11-01.

6. СТО 59012820.27.100.002-2005 «Нормы участия энергоблоков ТЭС в нормированном первичном и автоматическом вторичном регулировании частоты».

7. Экономика энергосистем. Введение в проектирование рынков электроэнергии. Стивен Стофт, Мир, 2006, страниц: 623, ISBN: 5-03-003439