Faglig innhold

Mål for emnet: Økende bruk av ikke-lineær og tidsvariabel last samt distribuert generering gjør at kraftsystemet opererer under forhold som er svært forskjellig fra tradisjonelle sinusforhold. Dette gjør det nødvendig med avansert utstyr for kompensering og koordinert drift for å sikre spenningskvalitet og effektiv utnyttelse av ressursene. Kraftelektronikk er den best egnede teknologiske løsning, forutsatt at bruken er basert på den nødvendige forståelse av kompleksiteten i det nye scenariet. Målet med kurset er å gi en teoretisk bakgrunn for korrekt tilnærming til problemet reaktiv, harmonisk og ubalanse kompensering, i lys av pågående forskning innenfor effektteori internasjonalt. Innhold: -Introduksjon -Historisk oversikt over effektteori for elektriske kraftnett under ikke-ideelle forhold. -Presentasjon av det siste innenfor forskningsdebatten på feltet. -Korrekt definering av kompenseringsproblematikken. Evaluering av distribuert vs sentralisert og gjennomsnitts- vs momentankompensering. -Karakteristikk, potensiale og begrensninger for forskjellige typer kompensering: passive/aktive, statisk/regulert serie/shunt kompensering. -Omformeres evne til momentan kompensering. -Diskusjon av følgende utstyr for reaktiv kompensering: *Static Var Compensator(SVC): Prinsipper for drift, konfigurering og reguleringsegenskaper * Static Compensator(STATCOM): Prinsipper for drift, konfigurering og reguleringsegenskaper

Læringsutbytte

Kunnskap: Etter å ha fullført emnet, skal studenten ha: - en solid teoretisk forståelse av de viktigste teoriene om effekt, og kunne identifisere forskjellene mellom teorier som diskuteres i internasjonal forskning på feltet. - forståelse av behovet for kompensering i lys av spenningskvalitet og stabilitet i det moderne kraftsystemet. - en solid kunnskap om mulighetene og begrensningene for kompensering med følgende teknologier: passive elementer (C, L), "line commutated compensators" (SVC) og "actively controlled compensators" (VSC, Aktive filtere) Ferdigheter: Etter å ha fullført emnet, skal studenten være i stand til å: - bestemme egnet teknologi for kompensering eller kombinasjon av teknologier for en gitt tilstand i kraftnettet og å implementere denne gjennom simuleringer eller eksperimentelle forsøk. - designe og implementere reguleringsalgoritmer for kompensering rettet mot reaktiv , harmonisk og ubalanse kompensering i kraftnettet. - skrive vitenskapelig artikkel om et spesifikt case relatert til kompensering av ikke-ideelle forhold i elektriske kraftsystemer. Generell kompetanse: Etter å ha fullført emnet, skal studenten ha tilegnet seg: - en oversikt over den historiske utviklingen av effektteori med hensyn på den teknologiske utviklingen i elektriske kraftsystemer. - grunnleggende forståelse og kritisk tenkning med hensyn på den teoretiske diskusjonen angående effektteori innenfor internasjonal forskning. - god oversikt over kraftelektroniske systemer og tilhørende konfigurering som kan benyttes for bedring av spenningskvalitet i det elektriske kraftsystemet.

Læringsformer og aktiviteter

Kurset vil baseres på forelesninger som introduserer de mest relevante teoriene samt presentasjon av systemer for kompensering, fulgt av diskujon av utvalgte artikler i regi av hver av deltakerne i kurset. Prosessen vil være som følger: Et antall forelesninger vil være reservert for kollokvier og presentasjoner fra PhD-kandidatene. En liste over utvalgte artikler vil bli oppgitt ved kursstart. Hver av PhD-kandidatene skal presentere en artikkel i en forelesning og artikkelen skal deretter være grunnlag for diskusjon mellom alle kandidatene. Kandidaten vil ha tilgang til relevant materiale, og vil måtte forberede presentasjon og diskusjon av artikkelen ut fra en kalender som settes opp ved kursstart. Eksamen vil bestå av å forberede en artikkel i IEEE-format som skal reflektere kunnskapen som er oppnådd gjennom kurset og hvordan kunnskapen vil bli implementert av kandidaten i arbeidet med sin PhD-avhandling. Emnet undervises annet hvert år.

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

TTK4105 Reguleringsteknikk

Forkunnskapskrav

TET4190 Kraftelektronikk, TET4180 Stabilitet i elkraftsystemer eller tilsvarende.

Det kreves opptak til doktorgradsprogram i elkraftteknikk for å ta dette emnet. Stipendiater fra andre doktorgradsprogram kan meldes opp ved forespørsel.

Kursmateriell

Et utvalg av IEEE-artikler og andre journalartikler vil bli brukt som bakgrunn for diskusjoner og fundamentale definisjoner. Følgende to bøker vil også bli brukt der det er relevant: - "The instantaneous Power Theory and Applications to Power Conditioning" av Akagi, Hirofumi / Watanabe, Edson Hirokazu / Aredes, Mauricio, - "Understanding FACTS," N G Hingorani og L Gyugyi, IEEE Press, 2000