Faglig innhold

Emnet skal gi avansert kunnskap om de dynamiske mekanismene som er bestemmende for styring og stabilitet i elkraftsystemer. I dette inngår spesialisert fysikalsk forståelse og innsikt i matematisk modellering og regulering av kraftsystemer. Etter emnet skal studenten ha oppnådd selvstendige ferdigheter for kritisk analyse og design basert på bruk av avanserte datamaskinverktøy. Et prosjektarbeid blir startet opp ved begynnelsen av semesteret for å oppnå en problembasert og forskningsmessig tilnærming av stoffet. MATLAB og dedikerte simuleringsverktøy benyttes for å modellere forskjellige aspekter knyttet til stabilitet og regulering i kraftsystemer. Et antall oppgaver blir gitt, og det dannes grupper på 2-4 personer. Prosjektet avsluttes med en grupperapport, som vil telle sammen med eksamenskarakter ved endelig sensur.

Læringsutbytte

Kunnskaper: Etter å ha gjennomført emnet skal kandidaten: - ha avansert kunnskap om metoder for dynamisk analyse av elkraftsystemer, herunder stasjonær og transient stabilitet. - ha avansert kunnskap om prinsippene for modellering av synkronmaskinen for dynamisk analyse (i normal drift og ved feil i nettet). - ha spesialisert innsikt i prinsippene for effekt og spenningsregulering med detaljert beskrivelse av turbin, generator og nett. Hovedvekt er lagt på modellering og analyse av synkronmaskin med magnetiseringssystemer og vannkraftturbiner med vannvei. - ha spesialisert innsikt i prinsippene for primærregulering, herunder beskrivelse av turbin- og spenningregulatorer samt detaljert modellering av disse. - ha spesialisert innsikt i prinsippene for "sekundærregulering", dvs. innstilling av effekt og spenning ut fra økonomiske og sikkerhetsmessige krav til driften av kraftsystemet. - ha avansert kunnskap omkring dynamisk modellering og systemanalyse i store kraftsystemer, spesielt med hensyn til demping og bruk av modalanalyse. - ha innsikt i oppbygging, modellering og styring av HVDC og FACTS-komponenter relatert til systemstabilitet. Ferdigheter: Etter å ha gjennomført emnet skal kandidaten: - kunne gjennomføre selvstendige og kritiske analyser av stabilitet i kraftsystemer ved hjelp av lineæranalyse og likearealsmetoden. - kunne bruke avanserte simuleringsverktøy for dynamisk analyse av større kraftsystemer; og forholde seg kritisk til resultatene av analysene og de metodene som benyttes. - kunne sette opp differensiallikningene som beskriver modeller for synkronmaskin mot stivt nett og gjennomføre detaljerte analyser av slike systemer. - benytte reguleringstekniske metoder for valg og instilling av turbin- og spenningsregulatorer. - gjennomføre avanserte analyser knyttet til frekvensregulering og reserver i et synkront samkjørende kraftsystem. Generell kompetanse: Etter å ha gjennomført emnet skal kanidaten ha økt sine evner til: - samarbeid og tverrfaglig samhandling. - å kommunisere effektivt både overfor fagfolk og ikke-spesialister ved hjelp av rapporter og presentasjoner. - å bidra til nytenking og innovasjonsprosesser.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger. Obligatoriske regneøvinger og simulering på datamaskin, obligatorisk prosjektarbeid. Emnet undervises på engelsk.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Anbefalte forkunnskaper

Studentene bør ha grunnleggende kunnskaper i reguleringstteknikk, elektriske maskiner og kraftsystemer. For eksempel gjennom emnene TTK4105 Reguleringsteknikk, TET4110 Elektriske maskiner og TET4115 Elektriske kraftsystemer.

Kursmateriell

Lærebok: Power System Dynamics and Stability, J Machowski; J Bialek, J Bumby. John Wiley & Sons, 3. utgave. Forelesningsnotater. Øvingsoppgaver, datamaskinprogrammer.

2. utgave (ISBN:0470725583) kan også brukes.