Faglig innhold

Emnet skal gi grunnleggende kunnskaper om de dynamiske mekanismene som er bestemmende for stabiliteten i elkraftsystemer. I dette inngår fysikalsk forståelse, matematisk modellering og simulering på datamaskin.

Et prosjektarbeid blir startet opp ved begynnelsen av semesteret, for å oppnå en problembasert tilnærming av stoffet. Et antall oppgaver blir gitt, og det dannes grupper på 2-3 personer. Prosjektet avsluttes med en grupperapport, som vil telle sammen med eksamenskarakter ved endelig sensur.

Læringsutbytte

Kunnskaper:
Etter å ha gjennomført emnet skal kandidaten kunne:
- forstå metoder for dynamisk analyse av elkraftsystemer, herunder stasjonær og transient stabilitet.
- forstå prinsippene for modellering av synkronmaskinen for dynamisk analyse (i normal drift og ved feil i nettet).
- forstå prinsippene for effekt og spenningsregulering med detaljert beskrivelse av turbin, generator og nett. Hovedvekt på modellering og analyse av synkronmaskin med magnetiseringssystemer og vannkraftturbiner med vannvei.
- forstå prinsippene for primærregulering, herunder beskrivelse av turbin- og spenningregulatorer samt detaljert modellering av disse.
- forstå prinsippene for "sekundærregulering", dvs. innstilling av effekt og spenning ut fra økonomiske og sikkerhetsmessige krav til driften av kraftsystemet.
- ha grunnleggende kunnskap omkring dynamisk modellering og systemanalyse i store kraftsystemer, spesielt med hensyn til demping og bruk av modalanalyse.
- ha kjennskap til oppbygging og bruk av FACTS-komponenter.

Ferdigheter:
Etter å ha gjennomført emnet skal kandidaten kunne:
- analysere stabilitet av enkle kraftsystemer ved hjelp av lineæranalyse og likearealsmetoden.
- bruke simuleringsverktøy for dynamisk analyse av større kraftsystemer.
- sette opp differensiallikningene som beskriver enkle 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 analyser knyttet til frekvensregulering og reserver i et synkront samkjørende kraftsystem.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger. Obligatoriske regneøvinger og simulering på datamaskin, obligatorisk prosjektarbeid. Mappevurdering gir grunnlag for sluttkarakter i emnet. I mappen inngår skriftlig avsluttende eksamen 75% og prosjekt 25%. Resultatet for delene angis i %-poeng, mens sensur for hele mappen (sluttkarakteren) angis med bokstavkarakter. Emnet undervises på engelsk. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Anbefalte forkunnskaper

Emne TTK4105 Reguleringsteknikk, TET4110 Elektriske maskiner og TET4115 Elektriske kraftsystemer, eller tilsvarende kunnskaper.

Kursmateriell

Lærebok: Power System Dynamics and Stability, J Machowski; J Bialek, J Bumby. John Wiley & Sons, ISBN:0470725583, 2. utgave. Forelesningsnotater. Øvingsoppgaver, datamaskinprogrammer.

Studiepoengreduksjon