close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Белово - Департамент культуры Кемеровской области;doc

код для вставкиСкачать
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель дисциплины – изучение содержания и принципов решения основных
энергетических задач по энергоснабжению потребителей в современных условиях
функционирования электроэнергетического рынка, вопросов оптимизации энергетических
режимов, а также методов решения задач по надежности электроэнергетических систем и
противоаварийному управлению.
Задачей изучения дисциплины является овладение принципами управления
режимами электроэнергетических систем, выбора их рациональной структуры по типам
электростанций и оборудования энергосистем, определения наиболее экономичных режимов
работы при обеспечении необходимых требований по надежности эксплуатации,
экологичности и бесперебойности электроснабжения.
Базовыми для данной дисциплины являются курсы «Электротехническое
оборудование последнего поколения» и «Автоматизированные системы управления в
электроэнергетических системах».
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО:
Дисциплина «Модели и методы оптимизации развития электроэнергетических
систем» относится к вариативной части профессиональные цикла М2.В основной
образовательной программы подготовки магистров по направлению 140400.68
«Электроэнергетика и электротехника» и предусмотрена в учебном плане под шифром
М2.В.ОД.2
Изучение основ оптимизации режимов работы электроэнергетических систем и
систем электроснабжения базируется на сведениях, излагаемых в дисциплинах:
«Электротехническое оборудование последнего поколения» и «Автоматизированные
системы управления в электроэнергетических системах». Знания, полученные при
освоении дисциплины, могут быть востребованы при выполнении выпускной
квалификационной работы.
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
– способности к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели
и выбору путей ее достижения (ОК-1)
– готовности выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в
ходе профессиональной деятельности, и способности привлечь для их решения
соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3)
– готовности использовать информационные технологии в своей предметной
области (ПК-10)
– способности рассчитывать режимы работы электроэнергетических установок
различного назначения, определять состав оборудования и его параметры, схемы
электроэнергетических объектов (ПК-16).
В результате изучения дисциплины студенты должны:
– знать: критерии оптимизации при решении режимных задач; метод Лагранжа;
принцип решения задачи распределения активной нагрузки между электростанциями;
принцип решения многокритериальных задач; принцип решения задачи оптимизации
состава работающих агрегатов в энергосистеме; задачи диспетчерской службы;
компьютерные программы расчета состояния электрооборудования;
– уметь: применять методы оптимизации режимов работы электроэнергетических
систем; оптимизировать конфигурацию электрических сетей; строить эквивалентные
энергетические характеристики электростанций;
– владеть: навыками решения задач оптимального распределения нагрузок в
энергосистеме с применением метода Лагранжа; информацией о технических параметрах
оборудования для использования при решении задач оптимизации.
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «МОДЕЛИ И МЕТОДЫ
ОПТИМИЗАЦИИ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ»
Неделя
семестра
№ Модуль дисциплины
п/п
Семестр
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов
и трудоемкость (в часах)
Лк.
1
2
Модуль 1 «Оптимизация в
электроэнергетических
системах»
1.1. Основы оптимального
регулирования режимов
1.2. Оптимизация
распределения нагрузки
энергосистем
1.3. Оптимизация
долгосрочных режимов
энергосистемы
Модуль 2 «Выбор состава
агрегатов энергосистемы»
2.1. Задачи диспетчерской
службы
2.2. Характеристики
электростанций
2.3. Выбор состава агрегатов
энергосистемы
Пр.
Лб.
Формы
текущего
контроля
СР
3
1-4
6
4
6
5-8
6
4
12
9-12
6
4
10
1-4
6
4
10
5-8
6
4
4
9-12
6
4
6
Отчеты
по
выполнению
практических
и
лабораторных
работ.
Отчеты по
выполнению
практических
и
лабораторных
работ.
5 . СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ И ТЕМ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1 ЛЕКЦИИ
Лекционных занятий по данной дисциплине учебным планом не предусмотрено.
Вопросы, затронутые ниже в описании тем, разбираются на практических и
лабораторных занятиях. Тематика занятий приведена в п.п. 5.2 и 5.3.
Модуль 1 «Оптимизация в электроэнергетических системах»
Тема 1. Основы оптимального регулирования режимов. Характеристики устройств для
регулирования режима в сети по уровням напряжения, оптимизация режима сети по
уровням напряжения и реактивной мощности, математическая формулировка задачи,
методы ее решения. Задачи
оптимизации, перспективное проектирование
электроэнергетических систем.
Тема 2. Оптимизация распределения нагрузки энергосистем. Исходная информация
для решения задачи оптимизации режимов. Метод неопределенных множителей
Лагранжа, алгоритм расчета. Постановка задачи распределения активной нагрузки между
ТЭС, система допущений, формула потерь в сетях, допущения. Оптимизация режима
системы при наличии ГЭС, математическая формулировка задачи оптимального
распределения нагрузок между станциями в такой системе.
Тема 3. Оптимизация долгосрочных режимов энергосистемы. Текущее планирование
режимов системы, оптимизация балансов условного и натурального топлива.
Долгосрочное планирование балансов мощности и выработки электроэнергии в системе.
Оптимальное планирование ремонтов энергетического оборудования.
Модуль 2 «Выбор состава агрегатов энергосистемы»
Тема 4. Задачи диспетчерской службы. Реализация распределения нагрузки при
эксплуатации электростанций и энергосистем, задачи диспетчерской службы.
Автоматическое регулирование частоты и активной мощности (АРЧМ).
Тема 5. Характеристики электростанций. Построение эквивалентных характеристик
станции при заданном составе агрегатов. Исправление характеристик относительных
приростов.
Тема 6. Выбор состава агрегатов энергосистемы. Характеристика задачи выбора
состава агрегатов, декомпозиция задачи. Внутристанционная оптимизация режимов.
Выбор состава агрегатов в тепловой энергосистеме. Внутристанционная оптимизация
режима ГЭС. Упрощенные методы управления агрегатами ГЭС.
5.2 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
В рамках часов отведенных на практические занятия, могут быть выполнены работы
из приведенного ниже следующего перечня. На практических занятиях решаются две
группы задач.
Первая группа, связанная с оптимизацией в пределах ЭЭС:
№№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Тема практического занятия
Оптимизация режима сети по уровням напряжения и
реактивной мощности
Выбор состава агрегатов в тепловой энергосистеме.
Устройство и принцип работы регуляторов частоты на
турбо- и гидроагрегатах
Автоматическое регулирование частоты и активной
мощности (АРЧМ).
Оптимизация распределения активной нагрузки между
ТЭС
Оптимизация режима системы при наличии ГЭС
Распределение нагрузки при переменном напоре ГЭС.
Оптимизация балансов условного и натурального топлива.
Распределение реактивных нагрузок. Возможность
раздельного решения задачи оптимизации режима по
активной и реактивной мощности.
Планирование ремонтов энергетического оборудования.
Продолжительность,
час.
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
Вторая группа – вопросы, касающиеся оптимизации состава агрегатов внутри
станции:
№№
п/п
11
12
13
14
Тема практического занятия
Продолжительность,
час.
Построение эквивалентных характеристик станции при
заданном составе агрегатов.
Исправление характеристик относительных приростов.
Задача выбора состава агрегатов станции, декомпозиция
задачи. Внутристанционная оптимизация режимов.
Внутристанционная оптимизация режима ГЭС.
Упрощенные методы управления агрегатами ГЭС.
2
2
4
4
5.3 ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
На лабораторных занятиях закрепляются теоретические знания студентов,
полученные на лекциях, а также формируются навыки по выполнению расчетов с
использованием существующих программ и анализу полученных результатов. В рамках
часов отведенных эти занятия, могут быть выполнены лабораторные работы из
следующего перечня:
№№
п/п
1
2
3
4
5
Тема лабораторной работы
Расчет оптимального коэффициента трансформации
Анализ влияния разрыва в кольцевых сетях на режим
Расчет режимов электрической сети с учетом и без учета
генерации реактивной мощности линиями
Влияние типовых графиков потребителей на режимы
работы энергосистемы.
Влияние баланса активной и реактивной мощностей на
режим работы ЭЭС.
Продолжительность,
час.
4
4
4
4
4
6. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ
№
п/п
№ раздела (темы) дисциплины
1
Модуль 1 «Оптимизация в
электроэнергетических
системах»
2
Модуль 2 «Выбор состава
агрегатов энергосистемы»
Форма (вид) самостоятельной работы
Трудоемкость
в часах
Семестр 3
Подготовка отчетов по выполнению 28
практических
и
лабораторных
работ. Подготовка конспекта по
теме
для
самостоятельного
изучения
Подготовка отчетов по выполнению 20
практических
и
лабораторных
работ. Подготовка конспекта по
теме
для
самостоятельного
изучения
6.1. Тематика вопросов, предлагаемых для самостоятельного изучения:
1. Выбор устройств для управления потоками мощности в замкнутых
электрических сетях.
2. Противоаварийное управление. Аварии в электроэнергетических системах
зарубежных стран. Системные аварии в США, Канаде и Европе.
3. Оптимизация размещения средств компенсации реактивной мощности.
4. Маневренные характеристики ТЭС. Эквивалентные характеристики ТЭС
5. Оптимизация режимов водохранилищ гидростанций. Планирование и учет
ремонтных работ в АСУ.
7. МАТРИЦА КОМПЕТЕНЦИЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ.
Компетенции
Разделы
Модуль 1
«Оптимизация в
электроэнергетическ
их системах»
Модуль 2 «Выбор
состава агрегатов
энергосистемы»
ИТОГО
ОК-1
ПК-3
ПК-10
ПК-16
Σ
общее количество
компетенций
+
+
+
+
4
+
+
+
+
4
8. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Наилучшей гарантией глубокого и прочного усвоения дисциплины «Модели и
методы
оптимизации
развития
электроэнергетических
систем»
является
заинтересованность студентов в приобретении знаний. Поэтому для поддержания
интереса студентов к материалу дисциплины необходимо использовать различные
образовательные технологии и задействовать все атрибуты процесса научного познания.
При преподавании дисциплины «Модели и методы оптимизации развития
электроэнергетических систем» используется технология модульного обучения.
При чтении лекций по данной дисциплине используется такой неимитационный
метод активного обучения, как «Проблемная лекция». Перед изучением модуля
обозначается проблема, на решение которой будет направлен весь последующий материал
модуля.
При выполнении практических и лабораторных работ используется прием
интерактивного обучения «Кейс-метод»: задание студентам для подготовки к
выполнению лабораторной работы имитирует реальное событие; с преподавателем
обсуждаются цели работы и ход ее выполнения; при защите работы - обсуждение и
анализ полученных результатов; обсуждение теоретических положений, справедливость
которых была установлена в процессе выполнения лабораторной работы.
9.
ОЦЕНОЧНЫЕ
СРЕДСТВА
ДЛЯ
ТЕКУЩЕГО
КОНТРОЛЯ
УСПЕВАЕМОСТИ,
ПРОМЕЖУТОЧНОЙ
АТТЕСТАЦИИ
ПО
ИТОГАМ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
В процессе изучения дисциплины «Модели и методы оптимизации развития
электроэнергетических систем» предусмотрены следующие виды промежуточного
контроля знаний студентов:
– разбор вопросов, выносимых на самостоятельное изучение;
– выполнение и защита отчетов по практическим занятиям и лабораторным
работам.
9.2 Экзаменационные вопросы
Задачи оптимизации
Перспективное проектирование электроэнергетических систем.
Оптимизация режима сети по уровням напряжения и реактивной мощности
Характеристики устройств для регулирования режима в сети по уровням
напряжения
5. Реализация распределения нагрузки при эксплуатации электростанций и
энергосистем.
6. Задачи диспетчерской службы
7. Автоматическое регулирование частоты и активной мощности (АРЧМ).
8. Метод неопределенных множителей Лагранжа
9. Система допущений при постановке задачи распределения активной нагрузки
между ТЭС
10. Оптимизация режима системы при наличии ГЭС
11. Распределение нагрузки при переменном напоре ГЭС
12. Распределение реактивных нагрузок
13. Раздельное решение задачи оптимизации режима по активной и реактивной
мощности
14. Упрощенный алгоритм комплексной оптимизации режима энергосистемы
15. Распределение нагрузки между агрегатами электростанций
16. Построение эквивалентных характеристик станции при заданном составе агрегатов
17. Внутристанционная оптимизация режимов ТЭС
18. Выбор состава агрегатов в тепловой энергосистеме
19. Внутристанционная оптимизация режима ГЭС
20. Упрощенные методы управления агрегатами ГЭС
21. Текущее планирование режимов системы
22. Оптимизация балансов условного и натурального топлива
23. Долгосрочное планирование балансов мощности и выработки электроэнергии в
системе
24. Оптимальное планирование ремонтов энергетического оборудования
1.
2.
3.
4.
10. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ «МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ РАЗВИТИЯ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ»
а) основная литература:
1. Савина, Наталья Викторовна. Применение теории вероятностей и методов
оптимизации в системах электроснабжения [Текст] : учеб. пособие: рек. ДВ РУМЦ / Н. В.
Савина – Благовещенск : Изд-во Амур. гос. ун-та, 2007. – 272 с.
2. Чемборисова, Наиля Шавкатовна. Оптимизация режимов электроэнергетических
систем и сетей [Текст] : учеб. пособие / Н. Ш. Чемборисова, А. С. Степанов, В. М.
Пейзель. – Благовещенск : Изд-во Амур. гос. ун-та, 2006. – 104 с.
б) дополнительная литература:
1.
Мызин А.Л. Планирование развития электроэнергетических систем: учеб.
пос. / А.Л. Мызин. – Екатеринбург: Уральский гос. техн. ун-т, 2004. – 55 с.
2.
Веников В.А. Оптимизация режимов электростанций и энергосистем. М.:
Энергоатомиздат, 1990. – 352с.
3.
Филиппова, Н.Г.
Основы разработки экспертных систем поддержки
принятия решений в электроэнергетике : Лаб. практикум по курсу «Оптимизация развития
энергосистем»: учеб. пособие/ Н. Г. Филиппова. – М.: Изд-во Моск. энергет. ин-та, 2003. –
48 с.
4.
Филиппова, Т.А. Энергетические режимы электрических станций и
электроэнергетических систем : учеб./ Т.А. Филиппова. – Новосибирск: Изд-во Новосиб.
гос. техн. ун-та, 2005. – 298 с.
5.
Совалов С.А. Режимы Единой энергосистемы. – М.: Энергоатомиздат, 1983.
– 384с.
6.
Арзамасцев Д.А. и др. Модели оптимизации развития энергосистем: учеб.
для электроэнергет. спец. вузов / Д.А. Арзамасцев, А.В. Липес, А.Л. Мызин / Под ред.
Д.А. Арзамасцева. – М.: Высш. шк., 1987. – 272 с.
7.
Анализ развития крупных системных аварий. Беляев А.Н., Горюнов Ю.П.,
Смирнов А.А., Смоловик С.В. – СПб: СПбГПУ, 2005 – 57с.
в) периодические издания:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
«Электричество».
«Электрические станции».
«Энергетик».
«Промышленная энергетика».
«Электротехника».
«Электрика».
«Энергохозяйство за рубежом».
«Electrical Power and Energy Systems».
«IEEE Transactions. Power systems».
«Energy Policy».
«Вестник ИГЭУ».
«Вестник Московского энергетического института».
«Известия вузов. Электромеханика».
«Известия РАН. Энергетика».
«Новости электротехники»
«Амурский дилижанс».
«Вестник Амурского государственного университета».
«Энергетика. Сводный том».
«Электротехника. Сводный том»
г) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
№
Наименование ресурса
1
http://www.twirpx.com/
Краткая характеристика
Интернет-библиотека, в которой собраны
электронные учебники, справочные и
учебные пособия
2
http://books.google.ru/
3
http://www.nelbook.ru/
Поиск книг Google. Поиск по всему
тексту примерно семи миллионов книг:
учебная, научная, справочники и другие
виды книг
В электронной библиотеке "НЭЛБУК"
представлены книги из каталога
Издательского дома МЭИ
11. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
«МОДЕЛИ
И
МЕТОДЫ
ОПТИМИЗАЦИИ
РАЗВИТИЯ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ»
№
п/п
Наименование
лабораторий, ауд.
Основное оборудование
1
1
2
3
2
3
4
506 (6)
Компьютерный класс
207 (6)
Лаборатория
электрооборудования
107 (6)
Высоковольтная
лаборатория
Комплекты учебно-лабораторного оборудования, на котором
студенты могут изучать устройство электрооборудования и
работу блокировок при производстве переключений
508 (6)
Лаборатория
релейной защиты
и автоматики
Учебное распределительное устройство 10 кВ, в состав
которого входят ячейки:
- секционного выключателя;
- отходящей линии
- трансформатора напряжения
- шинный мост.
Лабораторный комплекс на базе стендов производства ООО
Инженерно-производственный центр «Учебная техника», г.
Челябинск.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа