Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Villamosenergia-rendszer számítógépes analízise

    A tantárgy angol neve: Computer Based Analysis of Electrical Power Systems

    Adatlap utolsó módosítása: 2015. január 26.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Energetikai mérnök alapszak

     

    Villamos energetika szakirány

     

    Kötelező tárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIVEA007   4/0/0/f 5  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Raisz Dávid Márk, Villamos Energetika Tanszék
    4. A tantárgy előadója
    Név:

     

    Beosztás:

     

    Tanszék, Intézet:

     

    Prikler László

     

    tanársegéd

     

    BME VET

     

    Dr. Raisz Dávid

     

    docens

     

    BME VET

     

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Elektrotechnikai alapismeretek, a villamosenergia-hálózatok felépítése, energiatermelés és elosztás alapismeretei, a villamosenergia-rendszer működésének alapjai, háromfázisú váltakozó áramú rendszerek számításának alapismeretei.

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    Villamos energia rendszerek (BMEVIVEA005), Villamos laboratórium 2 (BMEVIVEA043).

    7. A tantárgy célkitűzése A villamosenergia-rendszer állandósult állapotának és tranziens folyamatainak vizsgálatára alkalmas számítógépi szimulációs technikák megismerése és alkalmazása. A feladatmegoldási- és dokumentálási készség fejlesztése, a szimulációs feladatok megfogalmazása, a modellezések, a paraméterezések, a vizsgálatok és az eredményértékelés területén. A különféle számítási modellek érvényességi határainak tisztázása, ismeretek szerzése a tématerületen használatos modern szoftver eszközök által nyújtott szolgáltatásokkal kapcsolatban.

     

    8. A tantárgy részletes tematikája

    ·         A villamos energia hálózatok rövid áttekintése:

    o   felépítés, főbb szereplői (termelés, fogyasztás, tárolás, átvitel)

    o   elosztott termelés és megújuló energia integrációjának kérdései

    o   a szolgáltatás-minőség és a fogyasztói befolyásolás kérdései

    ·         A VER üzemével szemben támasztott követelmények, biztonság, minőség és gazdaságosság.
    A folyamatok időtartam szerinti csoportosítása. Rendszerállapotok, átmenetek. A rendszer terhelésének idő szerinti változása.

     

    ·         A rendszerszintű P–f szabályozás hierarchiája. Kooperációs rendszerek frekvencia csereteljesítmény szabályozása. Dinamikus P – f egyensúly rendszer modell. A fogyasztói teljesítmény befolyásolása, korlátozása. Feszültség– és statikus szinkron stabilitás.

     

    ·         A rendszerszintű Q – U szabályozás struktúrája, eszköztára. Erőművi feszültség szabályozás, aktív feszültségszabályozási eszközök az elosztóhálózaton.

     

    ·         Számítási modellek szimmetrikus, állandósult állapotbeli vizsgálatokhoz: források, transzformátor, fogyasztó, távvezeték paraméterek. Háromfázisú kéttekercselésű transzformátorok adatai, számítási modellje. Autotranszformátorok, szabályozós transzformátorok leképzése.

     

    ·         Többfeszültségű hálózatok számítása, relatív paraméter megadás, alapmennyiségek megválasztásának szokásos módszerei. Rendszermátrix struktúrája, alapegyenletek megoldási módszerei. Feszültségesés és teljesítményáramlás számítás. 

     

     

    ·         Rendszerelemek modellezése aszimmetrikus állapotban: távvezeték, kábel, forgógépek, 2-3 tekercselésű háromfázisú transzformátor, auto-transzformátor leképzése. Szimmetrikus összetevők módszerének alkalmazása: földzárlat, fázisok és rendszerek közötti zárlat, szimultán zárlatok számítása. Kompenzált középfeszültségű hálózat zárlatos állapotainak vizsgálata.

     

    ·         Elektromechanikai tranziens folyamatok, tranziens stabilitás. Modellek tranzens stabilitás vizsgálatokhoz.

     

    ·         Aszimmetrikus zárlatok számítása fazorokkal, illetve időtartományban. Zárlatszámítás az IEC/VDE és az ANSI/IEEE szabványok előírásai szerint. Az Yd és Dy kapcsolású transzformátorok szerepe a zárlati áramok eloszlásában. A zárlati áram befolyásolása, a csillagpont földelés megválasztásának hatása. 

     

     

    ·         Hálózatelemek modellezése elektromágneses tranziens vizsgálatokhoz Egy és többfázisú, koncentrált paraméterű RL, RC és RLC áramkörök be és kikapcsolási tranziensei. A távvezetékek elosztott paraméterű modellje.

     

    ·         A hullámfolyamatokat leíró egyenletek numerikus megoldása. Hullámjelenségek, reflexiók egyfázisú ideális veszteségmentes rendszerben. Nemlineáris és frekvenciafüggő paraméterek kezelése. Konstans paraméterű és frekvenciafüggő távvezeték reprezentációk. 

     

    Egyes előadások keretében számítógép-laboratóriumi foglalkozásokra kerül sor, ahol rövid bemutató előadás után a hallgatók önállóan megoldják az alábbi feladatokat:

    •  A PowerWorld szimulációs szoftver ismertetése. Esettanulmányok bemutatása egyszerű 2-3 csomópontos hálózatokon: teljesítmény-áramlás, feszültség-meddő szabályozás nagyfeszültségű kooperációs hálózaton. Feszültségviszonyok elemzése kiserőművek közcélú elosztóhálózatra történő csatlakoztatásakor.

    • A Digsilent Power Factory szoftver ismertetése. Feszültségviszonyok és hálózati veszteség számítása kisfeszültségű hálózaton.
    • Az ATP-EMTP szimulációs programrendszer ismertetése. A villamosenergia hálózat tipikus tranziens folyamatainak vizsgálata: távvezeték be- és kikapcsolása, zárlatok megszakítása, soros és sönt kondenzátorok, fojtótekercsek be- és kikapcsolása, transzformátorok bekapcsolása.
    (A laboratóriumi foglalkozásokon a részvétel nem kötelező, de megkönnyíti a házi feladatok elkészítését.)
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    Heti 2x2 óra előadás, irányított laboratóriumi gyakorlatok, önállóan elvégzendő laboratóriumi gyakorlat

    10. Követelmények

    ·         Szorgalmi időszakban 2 zárthelyi dolgozat sikeres teljesítése

    ·         Önálló házi feladat kidolgozása és beadási a szorgalmi időszak végéig.

    11. Pótlási lehetőségek

    Sikertelen zárthelyi a szorgalmi időszakban a pótzárthelyin pótolható. A sikertelen (pót)zárthelyi a pótlási héten különeljárási díj ellenében egy további alkalommal pótolható. A házi feladat különeljárási díj ellenében a pótlási héten is leadható.

    12. Konzultációs lehetőségek

    A tárgy előadóival személyesen, vagy e-mailben egyeztetett időpontban.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom W.D. Stevenson: Elements of power system analysis, McGraw-Hill

     

    R. N. Dhar: Computer Aided Power System Operation and Analysis. McGraw-Hill

     

    ATPDraw version  user manual, ISBN 82-594-2344-8, Aug 2002

     

    Power World Simulator Tutorial

     

    Digsilent Power Factory Tutorial

     

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra14
    Felkészülés zárthelyire20
    Házi feladat elkészítése30
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása30
    Vizsgafelkészülés 
    Összesen150
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    Név:

     

    Beosztás:

     

    Tanszék, Intézet:

     

    Prikler László

     

    tanársegéd

     

    BME VET

     

    Dr. Raisz Dávid

     

    docens

     

    BME VET

     

    Szabó László

     

    adjunktus

     

    BME VET

     

    Egyéb megjegyzések "A tantárgyi követelményeket tiltott eszközzel teljesítő vagy azt megkísérlő hallgatók esetében az 1/2013. (I. 30.) számú dékáni utasítás rendelkezései szerint kell eljárni."