ΗΜΥ 681 Λειτουργία και Έλεγχος Συστημάτων Ηλεκτρικής Ισχύος Εαρινό Εξάμηνο 2018

Transcript

1 Διδάσκων καθηγητής: ΗΜΥ 681 Λειτουργία και Έλεγχος Συστημάτων Ηλεκτρικής Ισχύος Εαρινό Εξάμηνο 2018 Ηλίας Κυριακίδης Ώρες/Χώρος διαλέξεων: Τρίτη και Παρασκευή 16:30-18:00, Αίθουσα: ΧΩΔ Γραφείο: Ώρες γραφείου: Ηλ. Ταχυδρομείο: Τηλέφωνο γραφείου: Ιστοσελίδα μαθήματος: ΚΟΙΟΣ Πέμπτη 2-3 μμ ή με ραντεβού (μόνο για επείγοντα περιστατικά) Όλο το διδακτικό υλικό που διανέμεται κατά την ώρα των διαλέξεων θα είναι διαθέσιμο και στην ιστοσελίδα του μαθήματος. Βιβλίο μαθήματος: Δεν υπάρχει υποχρεωτικό βιβλίο. Η διδακτέα ύλη θα προέρχεται κυρίως από και από τα βιβλία αναφοράς. Λογισμικό: MATLAB (εγκατεστημένο στα εργαστήρια του τμήματος). Βιβλία αναφοράς: 1. A. J. Wood and B. F. Wollenberg, Power Generation Operation and Control, 2 nd ed., New York: J. Wiley and Sons, G. T. Heydt, Computer Applications for Power Systems, Stars in a Circle Publications, Scottsdale, AZ, P. Kundur, Power System Stability and Control, McGraw Hill, New York, J. D. Glover and M. S. Sarma, Power System Analysis and Design, 3 rd ed., Pacific Grove: Thomson Learning, R. Bergen and V. Vittal, Power Systems Analysis, Prentice Hall, Στόχοι του μαθήματος/αναμενόμενα αποτελέσματα: Βασικές αρχές της παραγωγής και του ελέγχου παραγωγής σε συστήματα ηλεκτρικής ισχύος. Οικονομική κατανομή φορτίου, βέλτιστη ένταξη μονάδων, αυτόματη ρύθμιση παραγωγής. Επίλυση προβλημάτων μέσω δυναμικού και γραμμικού προγραμματισμού. Ατμοηλεκτρικές και υδροηλεκτρικές μονάδες, προγραμματισμός καυσίμων, κόστος παραγωγής, έλεγχος παραγωγής, εκτίμηση κατάστασης, ροή φορτίων. Φιλελευθεροποίηση του τομέα ηλεκτρικής ενέργειας. Γενικοί κανονισμοί: -- Οι κανόνες που αναγράφονται σε αυτό το πρόγραμμα του μαθήματος ισχύουν είτε τους διαβάσετε είτε όχι. -- Η χρήση κινητών τηλεφώνων δεν επιτρέπεται κατά τη διάρκεια των διαλέξεων σε καμία περίπτωση. Όλα τα κινητά τηλέφωνα πρέπει να παραμένουν κλειστά μέχρι το τέλος κάθε διάλεξης.

2 Αξιολόγηση: -- Δεν θα γίνει καμία αναγωγή στον τελικό βαθμό αν αυτός είναι μικρότερος από 50/ Ο βαθμός των κατ οίκον εργασιών θα προσμετρείται στον τελικό βαθμό δεδομένου ότι έχει εξασφαλιστεί βαθμολογία 4.5/9 από τα υπόλοιπα συστατικά μέρη. Σε αντίθετη περίπτωση, ο τελικός βαθμός θα είναι ο συνολικός βαθμός χωρίς το βαθμό των κατ οίκον εργασιών. -- Ο τελικός βαθμός του μαθήματος θα υπολογιστεί σύμφωνα με τον πιο κάτω πίνακα: Συστατικό μέρος βαθμού Βαρύτητα (σε p.u.) Κατ οίκον εργασίες 0.1 Ενδιάμεση εξέταση 0.4 Τελική εξέταση 0.5 Συμμετοχή στο μάθημα: Οι φοιτητές αναμένεται ότι θα παρευρίσκονται ανελλιπώς στις διαλέξεις και θα συμμετέχουν ενεργά κατά τη διάρκεια του μαθήματος. Η παρουσία και συμμετοχή στο μάθημα, η επίδειξη ενδιαφέροντος και η όλη παρουσία και συμπεριφορά του/της φοιτητή/τριας κατά τη διάρκεια του εξαμήνου θα ληφθεί υπόψη στον τελικό βαθμό. Κατ οίκον εργασίες: -- Οι κατ οίκον εργασίες που θα ανατίθενται (περίπου μια κάθε εβδομάδα) έχουν ως σκοπό την εμπέδωση της διδαχθείσας ύλης και την υποβοήθηση στην προετοιμασία για τις εξετάσεις. Οι κατ οίκον εργασίες φέρουν σημαντικό μέρος του τελικού βαθμού και γι αυτό συστήνεται οι φοιτητές να δίνουν ιδιαίτερη σημασία σε αυτές τις εργασίες. -- Δεν θα βαθμολογούνται όλες οι κατ οίκον εργασίες. Κάποιες εργασίες θα αναφέρουν ότι δεν θα παραδοθούν. Από τις εργασίες που θα παραδίδονται προς βαθμολόγηση, θα βαθμολογούνται μόνο κάποιες ασκήσεις (δεν θα ανακοινώνονται ποιες). -- Οι ημερομηνίες ανάθεσης των εργασιών αναγράφονται στο πρόγραμμα του μαθήματος. Οι εργασίες πρέπει να παραδίδονται στην αρχή του μαθήματος, μια εβδομάδα μετά την ανάθεση των εργασιών. -- Όλες οι κατ οίκον εργασίες έχουν την ίδια βαρύτητα. -- Ο/Η κάθε φοιτητής/τρια δικαιούται να παραδώσει μόνο μία αργοπορημένη εργασία κατά τη διάρκεια του εξαμήνου. Αργοπορημένη εργασία ορίζεται ως η εργασία που παραδίδεται μέχρι και μια μέρα μετά την ημερομηνία παράδοσης της εργασίας. Αργοπορημένες εργασίες πέραν του χρονικού αυτού διαστήματος, ή αργοπορημένες εργασίες πέραν της μίας που επιτρέπεται δε θα γίνονται αποδεκτές και θα βαθμολογούνται αυτομάτως με μηδέν. Καμία δικαιολογία δε θα γίνεται δεκτή. -- Φωτοτυπημένες λύσεις δεν θα γίνονται αποδεκτές. -- Οι φοιτητές μπορούν να ανταλλάζουν απόψεις για τις ασκήσεις κάθε εργασίας, αλλά ο/η κάθε φοιτητής/τρια πρέπει να γράφει τις δικές του/της λύσεις. Σε καμία περίπτωση δεν επιτρέπεται η αντιγραφή λύσεων. -- Σε περίπτωση αντιγραφής θα μηδενίζονται αυτόματα όλες οι εμπλεκόμενες εργασίες (τόσο οι φοιτητές που αντέγραψαν όσο και οι φοιτητές που επέτρεψαν την αντιγραφή). Επίσης, θα μηδενίζονται όλες οι προηγούμενες και επόμενες εργασίες όλων των εμπλεκόμενων φοιτητών. Σε περίπτωση αντιγραφής στις μελέτες ή στις εξετάσεις, τότε οι φοιτητές θα μηδενίζονται στο μάθημα και θα παραπέμπονται στα πειθαρχικά όργανα του Τμήματος για περαιτέρω τιμωρία. -- Ο διδάσκων διατηρεί το δικαίωμα να μετατρέψει τις κατ οίκον εργασίες σε μικρά εβδομαδιαία διαγωνίσματα εάν κριθεί αναγκαίο.

3 Εξετάσεις: Οι προκαταρκτικές ημερομηνίες για τις εξετάσεις φαίνονται στο πρόγραμμα του μαθήματος. Οι ημερομηνίες αυτές μπορεί να αλλάξουν ανάλογα με την πορεία του μαθήματος. Λεπτομέρειες για τις εξετάσεις θα ανακοινωθούν αργότερα. Η τελική εξέταση θα περιλαμβάνει ολόκληρη την διδαχθείσα ύλη κατά τη διάρκεια του εξαμήνου. Τονίζεται ότι δεν επιτρέπεται η επανεξέταση σε περίπτωση που φοιτητής/τρια δεν παρακαθίσει σε κάποια εξέταση. Σε τέτοια περίπτωση ο/η φοιτητής/τρια θα πάρει βαθμό μηδέν στη συγκεκριμένη εξέταση. Κώδικας ακαδημαϊκής αξιοπιστίας: -- Η λογοκλοπή και η αντιγραφή απαγορεύονται αυστηρά και θα τιμωρούνται παραδειγματικά. -- Η λογοκλοπή είναι η παρουσίαση κάποιας εργασίας (τεχνικής έκθεσης, συγγράμματος, βιβλίου, άρθρου ή άλλης μορφής πνευματικής ιδιοκτησίας) ή μέρους εργασίας (μιας παραγράφου ή μιας πρότασης) ως δικής σου, ενώ στην πραγματικότητα είναι κάποιου άλλου. -- Η αντιγραφή αναφέρεται στην παρουσίαση μιας κατ οίκον εργασίας, μιας παρουσίασης, ή μιας άσκησης κάποιου άλλου ως δικής σου, ή την αντιγραφή ασκήσεων ή χρησιμοποίηση μη επιτρεπόμενων βοηθημάτων κατά τη διάρκεια της εξέτασης. -- Επανατονίζεται ότι η λογοκλοπή και η αντιγραφή θα τιμωρούνται παραδειγματικά. Σημαντικές ημερομηνίες: Τελευταία ημερομηνία επιλογής μαθημάτων: 19 Ιανουαρίου Τελευταία ημερομηνία αφαίρεσης μαθημάτων: 2 Φεβρουαρίου Τελευταία ημερομηνία αποχώρησης από μάθημα: 2 Μαρτίου Διδακτέα ύλη διαλέξεων: (για λεπτομέρειες αποταθείτε στο προκαταρκτικό πρόγραμμα που ακολουθεί) Επανάληψη βασικών αρχών, ατμοηλεκτρικές και υδροηλεκτρικές μονάδες (2 διαλέξεις) Οικονομική κατανομή φορτίου (2 διαλέξεις) Γραμμικός προγραμματισμός (2 διαλέξεις) Αξιοπιστία, μοντέλα κόστους (2 διαλέξεις) Φιλελευθεροποίηση αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας (1 διάλεξη) Ροή ισχύος (4 διαλέξεις) Βέλτιστη ένταξη μονάδων (2 διαλέξεις) Δυναμικός προγραμματισμός (1 διάλεξη) Έλεγχος παραγωγής (2 διαλέξεις) Διασπαρμένη παραγωγή (1 διάλεξη) Εκτίμηση κατάστασης συστήματος (3 διαλέξεις) Αιολική ενέργεια (1 διάλεξη)

4 ΗΜΥ 681 Λειτουργία και Έλεγχος Συστημάτων Ηλεκτρικής Ισχύος Πρόγραμμα Μαθήματος 1 Εβδ. Μέρα Ημερ. Θέμα Υλικό Αναφοράς 2 1 Τ 16/1/18 Εισαγωγή στα συστήματα ηλεκτρικής ισχύος. Οικονομία υδρογόνου. Επανάληψη βασικών αρχών. Αξιοπιστία συστημάτων, παραγωγή από συμβατικές και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Π 19/1/18 Ατμοηλεκτρικές και υδροηλεκτρικές μονάδες. Κόστος καυσίμων, συμπαραγωγή. 2 Τ 23/1/18 Οικονομική κατανομή φορτίου: Μέθοδος LaGrange, κανόνας ίσου διαφορικού κόστους. Π 26/1/18 Οικονομική κατανομή φορτίου: Μέθοδος επαναλήψεων λάμδα, μέθοδος Kuhn-Tucker, βασικό σημείο και συντελεστές συμμετοχής Κεφ. 1 και Κεφ , 2.5 Κεφ Κεφ. 3.6, 3.8, 3.9, 4.2.2, 4.2.3, και 3 Τ 30/1/18 Γραμμικός προγραμματισμός Παράρτημα στο κεφ. 6 και Π 2/2/18 Λύση προβλήματος οικονομικής κατανομής φορτίου με γραμμικό προγραμματισμό Παράρτημα στο κεφ. 6 και 4 Τ 6/2/18 Μοντέλα κόστους παραγωγής, καμπύλη διαρκείας φορτίου Κεφ. 8 και Π 9/2/18 Αξιοπιστία συστημάτων Φιλελευθεροποίηση του τομέα ηλεκτρικής ενέργειας: μοντέλα, συναλλαγές, δημοπρασίες, δεξαμενές ισχύος 5 Τ 13/2/18 Ροή ισχύος: Είδη ζυγών και Jacobian. Εξισώσεις ροής ισχύος, Αλγόριθμος Newton-Raphson Κεφ. 8 και Κεφ Π 16/2/18 Ροή ισχύος: Αλγόριθμος Newton-Raphson Κεφ Τ 20/2/18 Ροή ισχύος: Απώλειες και έλεγχος ροής ισχύος, αποσυνδεδεμένη ροή ισχύος Κεφ Π 23/2/18 Ροή ισχύος: dc ροή ισχύος, βέλτιστη ροή ισχύος Κεφ Τ 27/2/18 Βέλτιστη ένταξη μονάδων: περιορισμοί, στρεφόμενη εφεδρεία. Λύσεις με μέθοδο απαρίθμησης και σειρά προτεραιότητας Π 2/3/18 Ενδιάμεση εξέταση Κεφ. 5 8 Τ 6/3/18 Δυναμικός προγραμματισμός Παράρτημα 3Β και Π 9/3/18 Λύση του προβλήματος βέλτιστης ένταξης μονάδων με δυναμικό προγραμματισμό Παράρτημα 3Β και 9 Τ 13/3/18 Ευστάθεια συστημάτων ηλεκτρικής ισχύος Σημειώσεις Π 16/3/18 Ευστάθεια συστημάτων ηλεκτρικής ισχύος Σημειώσεις Κατ οίκον εργασία ΚΕ1 KE2 KE3 ΚΕ4 ΚΕ5 KE6 1 Το πρόγραμμα του μαθήματος μπορεί να αλλάξει ελαφρώς κατά τη διάρκεια του εξαμήνου. 2 Τα κεφάλαια αναφέρονται στο βιβλίο αναφοράς των Wood και Wollenberg.

5 10 Τ 20/3/18 Ευστάθεια συστημάτων ηλεκτρικής ισχύος Σημειώσεις Π 23/3/18 Έλεγχος παραγωγής: μοντέλα γεννήτριας, φορτίου και κινητήριας μηχανής 11 Τ 27/3/18 Έλεγχος παραγωγής: ρυθμιστής στροφών, μοντέλο γραμμής διασύνδεσης, αυτόματος έλεγχος παραγωγής (AGC) Κεφ. 9 Κεφ. 9 Π 30/3/18 Διεσπαρμένη παραγωγή Σημειώσεις Διακοπές Πάσχα 2/4-15/4 12 Τ 17/4/18 Εκτίμηση κατάστασης Κεφ. 12 και Π 20/4/18 Εκτίμηση κατάστασης Κεφ. 12 και 13 Τ 24/4/18 Εκτίμηση κατάστασης Κεφ. 12 και Π 27/4/18 Διάλεξη από φιλοξενούμενο μηχανικό 14 1/5/18 Επίσκεψη στο Εθνικό Κέντρο Ελέγχου Ενέργειας Θα ανακοινωθεί 4/5/18 Αιολική ενέργεια Σημειώσεις Τελική Εξέταση Περίοδος εξετάσεων: 11-25/5/18 Όλη η διδακτέα ύλη KE7 ΚΕ8