Villamosenergia-rendszer üzeme és irányítása

A tantárgy angol neve: Power System Operation and Control

Adatlap utolsó módosítása: 2012. június 21.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki szak  MSc képzés

Villamosenergia-rendszerek szakirány

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIVEM265 2 2/1/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Hartmann Bálint,
4. A tantárgy előadója
Név: Beosztás: Tanszék, Int.:
Szabó László adjunktus VET VMK csoport
Faludi Andor adjunktus VET VMK csoport
5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Háromfázisú váltakozó áramú rendszerek elektrotechnikai alapismeretei, villamosenergia-hálózatok kialakítása, villamosenergia-átvitel alapösszefüggései, szinkrongenerátorok működésének fizikája, alapismeretek szabályozástechnikában és teljesítményelektronikában.

 

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIVEMA01" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIVEMA01", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:
ajánlott: Villamosenergia-átvitel (vivea335)

 

7. A tantárgy célkitűzése

A villamosenergia-rendszer kialakításának, müködésének és irányításának megértéséhez szükséges rendszerszemlélet elsajátítása, a kapcsolódó fizikai jelenségek és folyamatok elméleti hátterének megértése, a folyamatok befolyásolására alkalmas eszközök megismerése, az ismeretek alkalmazása a számítógéppel támogatott  tervezésben,  irányításban és a biztonságos üzemeltetésben. 

8. A tantárgy részletes tematikája Villamosenergia-rendszerek  együttmûködése    Európai rendszerek, szervezetek. Az  UCTE  és a  magyar VER fő jellemzői. Erõmûvek Magyarországon: technológiák, fő jellemzõk  Átviteli és elosztó hálózat magyarországon, határkeresztezõ távvezetékek.

 

Villamosenergia-rendszer üzemi követelmények.  Minõség, biztonság, költségek, környezet Rendszerállapotok, átmenetek.ENTSO-E (Operation Handbook ) és Üzemi Szabályzat előírások.

 

Együtműködő rendszerek  tejesítményegyensúlya, frekvenciája Statikus és dinamikus teljesítményegyensúly, rendszerfrekvencia. Meddőteljesítmény egyensúly. Az üzemeltetés alapfeladatai.

 

Fogyasztói terhelések  Rendszerterhelés és idõbeni változása.  A fogyasztói terhelések U és f függése.

 

P-f primer és szekunder szabályozás   Szabályozási elvek, technikai háttere. Primer szabályozás együttmûködõ rendszerekben.  A szinkron rendszer statikus dP-df karakterisztikája.

 

Csereteljesítmény-frekvencia szabályozás. A szabályozás elvi háttere, alapösszefüggések.

 

Szabályozási tartalékok. Értelmezés, osztályozás, fõ mûszaki jellemzõk

 

A frekvenciaváltozás dinamikája , FTK   Frekvenciaváltozás forráskiesés esetén. Frekvenciafüggõ fogyasztói korlátozás (FTK).

 

VER meddõteljesítmény egyensúlya   A meddõteljesítmény egyensúly elvi háttere, összetevői.

 

Az átviteli hálózat U-Q szabályozása  Az átviteli hálózat U-Q szabályozása: alapelvek,  eszközök, szabályozási szintek.

 

A teljesítményátvitel korlátai, az átviteli képesség növelése.  A teljesítményátvitel fizikai korlátai állandósult üzemben. Feszültség és szinkron stabilitás. Az átvívő képesség növelésének elvi alapjai, korszerű eszközözei  (FACTS)

 

Szinkrongenerátor paraméterek, üzemi jellemzők  Jelleggörbék, paraméterek állandósult üzem leképezéséhez.

 

Generátor állandósult üzeme.. Generátor kapocsteljesítménye, terhelési szög.  Az egyszerûsített Up-Xd  model származtatása, értelmezése Üzemi terhelési állapotok.  Turbina generátor egység tartós terhelhetõsége, P-Q diagram

 

Generátor hálózati üzeme, erõmû gyûjtõsín U-Q szabályozása.  Üzemi jellemzők, modellek, karakterisztikák, U-Q szabályozások

 

Generátormodell tranziens állapotokhoz. A d-q modell, reaktanciák és idõállandók. 

 

Villamos tranziensek 3F zárlat esetén. Generátor villamos tranziensei üresjárási állapotból:3F zárlat és lekapcsolása, időfüggvények

 

 Elektromechanikai lengés.  Az egyszerûsített  E¢-X¢ generátormodell. Elektromechanikai  lengési egyenlet,  lengési frekvenciák 

 

Stabilitásvizsgálat.  Tranziens stabilitás,  A stabilitásvizsgála kategóriái. A lengési egyenlet megoldása.

 

Tranziens stabilitás: az egyenlõ területek elve (módszere) és alkalmazása, a tranziens stabilitás energetikája

 

Többgépes rendszer elektromechanikai lengései. Lengési tömegközéppont, energetikai alapösszefüggések, a lengésekre ható tényezõk

 

Generátor-gerjesztésszabályozás.  Gerjesztő rendszerek és szabályozások kialakítása.

 

Lengéscsillapítás. Stabilitásmentés A lengéscsillapítás (PSS) elve. Erõmûbõl szállítható teljesítmény.

 

Aszinkron rendszerek összekapcsolása. Rendszerbomlás, reszinkronizáció:Leképezés egyszerûsített két gépes modellben. A folyamatok energetikája.  Primer szabályozás hatása, hálózati hatások.  A reszinkronizáció sikerességének feltételei.

 

A villamosenergia-rendszer irányítása,  Mérések, jelzések. Számítógépes támogatás: SCADA, EMS funkciók.

 

Átviteli hálózat üzemvitele.  Rendszerirányítói felügyelet, üzemirányítás, üzem elõkészítés

 

Elosztóhálózat üzemvitele. KDSZ, felügyelet, irányítás, üzemzavar elhárítás.

 

Jogszabály-környezet  Villamosenergia törvény, rendeletek, szabályzatok. (áttekintés, fogalmi értelmezések)

 

A villamosenergia-kereskedelem keretrendszere A villamosenergia-piac mûködtetésésének alapjai,

 

piaci szereplők, mérlegkörök, menetrendek. 

 

Szélerőmű parkok. Naperőművek. Szerkezeti kialakítás, műszaki jellemzők, hálózatra csatlakozás, működtetés, teljesítmény-szabályozás

 

Villamos energia tárolása.  A tárolás elvi lehetőségei, szivattyús tározós erőmű.

 

Elosztott energiatermelés.  Illeszkedés a VER-be. Előírások termelőegységek hálózati csatlakozásához

 

 

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

Multimédiával támogatott előadás, gyakorlati számítási feladatok, esettanulmányok

10. Követelmények

a)      Szorgalmi időszakban: 1 zárthelyi

Az aláírás megszerzésének feltételei:

-       részvétel az előadások legalább 70%-án.

-       zárthelyi legalább 40%-os szintű teljesítése

A korábbi félévekben megszerzett aláírás a megszerzéstől számítva 3 évig érvényes.

b)      Vizsgaidőszakban:

A vizsgára bocsátás feltétele a félévközi követelmények teljesítése.

A félév lezárásának módja: Írásbeli vizsga az előadott és az önálló feldolgozásra kijelölt tananyagból szóbeli javítási lehetőséggel.

A végső érdemjegy a zárthelyin és az írásbeli/szóbeli vizsgán szerzett jegy 20%, ill. 80%-os súlyozással számított átlaga.

Vizsgára jelentkezés feltétele: az aláírás megszerzése, illetve érvényes aláírás.

 

11. Pótlási lehetőségek

TVSZ szerint: egy pótZH a szorgalmi időszakban, egy pót-pót ZH a pótlási héten.

12. Konzultációs lehetőségek

Igény és egyeztetés szerint. Előzetes egyeztetést nem igénylő konzultációs alkalom: Minden héten a hét első előadási óráját követően.

  

.

 

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Szabó László, Faludi Andor: Villamosenergia-rendszerek üzeme és irányítása.

(Jegyzet, oktatási segédlet , tanszéki honlapról letölthető)

Egyes anyagrészek megtalálhatók még az alábbi szakirodalmakban:

Dr. Bókay Béla, Dr Rácz László: Villamosenergia-rendszerek stabilitása. Műszaki Könyvkiadó, 1988.

Dr Geszti P. Ottó: Villamosenergia-rendszerek II. kötet. Tankönyvkiadó, 1984.

P. M. Anderson, A. A. Fouad:  Power System Control  and Stability. The Iowa State University Press, 1977

R. N. Dhar: Computer Aided Power System Operation and Analysis. McGraw-Hill, 1987.
14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra42
Félévközi készülés órákra5
Felkészülés zárthelyire10
Házi feladat elkészítése
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása15
Vizsgafelkészülés48
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
Név: Beosztás: Tanszék, Int.:
Szabó László adjunktus VET VMK csoport
Faludi Andor adjunktus VET VMK csoport