Kursplan för Avancerad kraftssystemsanalys

Kursplan fastställd 2022-02-02 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnAdvanced power system analysis
  • KurskodENM066
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPEPO
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeElektroteknik
  • InstitutionELEKTROTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 21111
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0118 Tentamen 5 hp
Betygsskala: TH		 5 hp
  • 03 Jun 2023 fm J
  • 07 Okt 2022 fm J
  • 24 Aug 2023 em J
0218 Projekt 2,5 hp
Betygsskala: UG		 2,5 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Stödtjänster i elkraftsystem (ENM052) eller motsvarande.
Utöver dessa kurser ska studenten uppfylla de kursspecifika förkunskapskraven till MPEPO i Antagningsordningen.

Syfte

Det övergripande målet med den här kursen är att utrusta studenterna med kunskap och kännedom om avancerad kraftsystemanalys. Kursen är indelad i två delar. Den första delen fokuserar på ekonomisk drift av kraftsystemet och lösningar för lastflödes- och optimala lastflödesberäkningar för stora kraftsystem. Den andra delen av kursen behandlar ett antal ämnen relaterat till kraftsystemsstabilitet, så som vinkelstabilitet (småsignals och transient) samt spänningsstabilitet, där studenterna skall utveckla kunskap om modellering, simulering, analys- och stabilitetsförbättrande metoder för varje ämne. Tillsammans med föreläsningsserien kommer studenterna även att lära sig genom att arbeta med datorbaserade simuleringsprojekt samt via praktiska laborationer och demonstrationer.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

i) Med avseende på kunskap:
  • Påvisa förståelse för olika lösningsmetoder för lastflödesberäkningar av stora elkraftssystem.
  • Påvisa förståelse för ekonomiska modeller för drift av elkraftssystem (inklusive ekonomisk produktionsplanering (Economic Load Dispatch och Unit Commitment) samt optimal lastflödesberäkning).
  • Påvisa förståelse för grunderna för elmarknadens funktion och de tekniska förutsättningarna för dess tjänstemarknad.
  • Påvisa förståelse för vinkelstabilitetsproblem (småsignal och transient) samt stabilitetsförbättrande metoder.
  • Påvisa förståelse för spänningsstabilitetsproblem (kort- och långvarigt) samt stabilitetsförbättrande metoder.
ii) Med avseende på utvecklad förmåga:
  • Utföra stationära lastflödesberäkningar och dynamiska simuleringar för stabilitetsstudier av elkraftssystem (inklusive transient vinkelstabilitet och spänningsstabilitet) genom att använda simulering/analysverktyg (t.ex. PSS/E)
  • Simulera en förenklad version av den nordiska elmarknaden och analysera elmarknaden.
  • Samarbeta med andra studenter i projekt och laborationer.

Innehåll

Kursen innehåller följande delar:

Del 1 Lastflödesberäkningar och ekonomisk drift
I den här delen av kursen kommer följande delar att behandlas:
  • Ekonomisk produktionsplanering (Economic Load Dispatch och Unit Commitment)
  • Algoritmer för lastflödesberäkningar av stora elkraftssystem
  • Optimal lastflödesberäkning och dess tillämpning
  • Grundläggande modellering av elmarknaden och dess drift
Del 2: Analys av kraftsystemsstabilitet och stabilitetsförbättrande åtgärder
  • Småsignals vinkelstabilitet
  • Transient vinkelstabilitet
  • Kortvarig spänningsstabilitet
  • Långvarig spänningsstabilitet

Organisation

Kursen består av 20 schemalagda föreläsningar (20x2 timmar), 14 räkneövningar (14x2 timmar), 1 laboration (1x2 timmar), 7 konsultationstillfällen för simuleringsprojekt (7x2 timmar) samt 1 demonstration (1x1 timme)

Litteratur

Föreläsningsanteckningar kommer att publiceras på kurshemsidan. Föreläsningarna baseras främst på följande böcker:

[1] D.S. Kirschen, G. Strbac, "Fundamentals of Power System Economics", John Wiley and Sons, 2004.
[2] H. Saadat, "Power System Analysis", Third Edition, Mc Graw Hill, 2011.
[3] P. Kundur, "Power System Stability and Control", MacGraw-Hill Inc., 1994. (Very extensive book. Highly recommended.)
[4] T.V. Cutsem and C. Vournas, "Voltage Stability of Electric Power Systems", Springer, 2008.

Examination inklusive obligatoriska moment

Examinationen av kursen består av en traditionell skriftlig tentamen, projekt rapporter samt en laborationsrapport. Resultaten rapporteras separat för tentamen (5 poäng) och simuleringsprojektet (2.5 poäng). Både tentamen och simuleringsprojektet kommer att graderas med normal gradering 5, 4, 3, och U (underkänd). För att resultaten från tentamen skall rapporteras krävs närvaro vid laborationen samt godkänd laborationsrapport.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.