Emne - Kraftmarkeder og energisystemplanlegging, fordypningsemne - TET4565
Kraftmarkeder og energisystemplanlegging, fordypningsemne
Om
Om emnet
Faglig innhold
Spesialiseringskurset er rettet mot å utforske avanserte aspekter ved utforming av elektrisitetsmarkeder for å sikre operasjonell fleksibilitet i kraftsystemer. Kurset er delt inn i to moduler som følger:
- Optimalisering av kraftmarkedet under usikkerhet, dekomponering og planlegging av vannkraft
- Fleksibilitet i drift og planlegging av kraftnett og lokale markeder
Første modul: Denne modulen utdanner studenter i å formulere og løse optimaliseringsproblemer i energimarkedet og produksjonsplanlegging under usikkerhet, ved bruk av dekomponeringsteknikker for komplekse, storskala scenarier. Den understreker forskjellene mellom å ta optimale beslutninger under usikkerhet sammenlignet med deterministiske forhold. I tillegg gir kurset praktiske ferdigheter i utvikling av optimaliseringsproblemer, databehandling, og anvendelse av ulike strategier og modeller for planlegging av vannkraft over flere tidsrammer og skalaer.
Andre modul: Denne modulen har som mål å gi dypere innsikt i forskning og utvikling av prosjekter om fleksibilitet i kraftsystemer (generelt), fleksibilitet i nettoperasjon, og fleksibilitet i nettplanlegging. Emner som dekkes inkluderer også lastanalyse og lastmodellering, fleksibilitet på etterspørselssiden, operativ planlegging, planlegging av energilagring, sikkerhet for strømforsyning, langsiktig nettplanlegging, og sosioøkonomisk kostnad-nytte-analyse, med hovedfokus på anvendelser i distribusjonssystemer. Fokuset er hovedsakelig på distribusjonssystemapplikasjoner, men en stor del av konseptene og metodene som dekkes i kurset er også anvendbare på overføringssystemer. Kursets modul har som mål å være både praktisk orientert og basert på nylig forskning og utvikling på temaet
Læringsutbytte
Målet er å gi studenten en utvidet forståelse av den praktiske relevansen til kraftsystemer og behovene til markedsdeltakere, samt dens derivater fra et forskningsperspektiv:
- Å utvikle praktisk kunnskap om planlegging av vannkraft.
- Å utvikle ferdigheter i å formulere og løse komplekse optimaliseringsproblemer innen energimarkeder og produksjonsplanlegging, spesielt under forhold med usikkerhet.
- Å tilegne seg praktiske ferdigheter i å strukturere optimaliseringsproblemer, effektivt håndtere data og benytte ulike optimaliseringsteknikker og modeller, spesielt tilpasset vannkraftplanlegging over ulike skalaer og tidsrammer.
- Å øke kompetansen i stokastisk og dynamisk programmering ved å anvende disse metodene på flertrinnsproblemer i energisystemer, med fokus på både teoretiske og praktiske aspekter ved optimalisering av energisystemer.
- Forstå fleksibilitet i kraftsystemer og hvordan dette kan realiseres og utnyttes i drift og planlegging av kraftsystemer.
- Oppnå kunnskap om nåværende industripraksis innen drift og planlegging av distribusjonsnett (med fokus på Norge), og trender og forskning relatert til fleksibilitet som kan forme fremtidige praksiser.
- Bli kjent med å lese vitenskapelige publikasjoner for å kunne utnytte funnene til eget arbeid (for masterprosjektet og eventuell senere forskning og utvikling og innovasjon).
- Bli kjent med å arbeide med datasett (nettmodeller, lastdata, fleksibilitetsdata...) og utvikle Python-kode for å bruke dem i analyse av kraftsystemer (simulering og optimalisering av energi- og kraftflyt...) For å formulere og analysere støtteverktøy for distribusjonssystemer.
Læringsformer og aktiviteter
Forelesninger, og prosjektoppgave. Kurset gis på engelsk.
Mer om vurdering
Studentene forventes å jobbe med et gruppeprosjekt relatert til innholdet i dette kurset og basert på deres spesialiseringsprosjekttema. Karaktergivningen vil være basert på den innsendte prosjektrapporten og eventuelle etterfølgende diskusjoner. Prosjektleveransene er beskrevet i prosjektoppgaven. Primært krever vi en kort og konsis rapport, betydelig kortere enn spesialiseringsprosjektets avhandling. I tillegg må også koden leveres. Individuelle avklaringer vil bli søkt fra gruppearbeidet etter behov, for å forklare og diskutere enhver del av de innsendte oppgavene. Alle studenter skal kunne forklare alle deler av prosjektet. Ved karaktergivning vurderer vi følgende kvaliteter:
- Klarhet i problemforklaring: Evnen til å tydelig definere konseptene som er relevante for hver oppgave innenfor problemet og å formulere og nøyaktig anvende sentrale optimeringsprinsipper.
- Kodekvalitet: Kodeens lesbarhet, struktur og eleganse.
- Presentasjon av resultater: Effektiviteten og den pedagogiske tilnærmingen i presentasjonen av resultatene.
- Analytisk presisjon og refleksjon: Presisjonen i å utnytte optimaliseringsresultater for å adressere de forhåndsdefinerte oppgavene, og modenheten i å reflektere over generalitet og begrensninger i konklusjonene.
Demonstrasjon av kunnskap og forståelse av konsepter dekket i forelesningene og utdypet i anbefalt lesemateriell for modulen.
Spesielle vilkår
Krever opptak til studieprogram:
Electric Power Engineering (MSELPOWER)
Energi og miljø (MIENERG)
Energi og miljø (MTENERG)
Anbefalte forkunnskaper
TET4135 Energiplanlegging eller tilsvarende kunnskap; TET4185 - Kraftmarkeder, ressurser og miljø; TET4205 - Elektriske kraftsystemer 2 eller tilsvarende kurs.
Forkunnskapskrav
For å kunne ta emnet kan studenten maksimalt gjenstå med tre emner fra underliggende årskurs. Forkunnskaper tilsvarende emnene angitt under anbefalte forkunnskaper kan ikke inngå i emnene som mangler.
Kursmateriell
- Klasselysbilder og annet materiale lastet opp på Blackboard
- Anbefalt lesestoff: er skissert i lysbildene
Mer spesifikk informasjon vil bli gitt under forelesningene
Fagområder
- Elkraftteknikk
- Teknologiske fag