Dinamika i regulacija elektroenergetskog sustava

Opis predmeta

Regulacijske značajke energetskih procesa u sustavima za proizvodnju i prijenos električne energije.Regulacija frekvencije i djelatne snage u elektroenergetskom sustavu. Statička karakteristika, regulacijska energija potrošnje. Struktura sustava za potrebe primarne, sekundarne i tercijarne regulacije frekvencije u elektroenergetskom sustavu. Slom frekvencije i podfrekvencijsko rasterećenje elektroenergetskog sustava. Regulacija napona i jalove snage u elektroenergetskom sustavu. Uređaji za regulaciju napona i jalove snage. Strukture sustava za potrebe primarne, sekundarne i tercijarne regulacije napona u elektroenergetskom sustavu. Slom napona i podnaponsko rasterećenje elektroenergetskog sustava. Dinamičke značajke električnih strojeva, mreže, potrošača i interkonekcija. Ponašanje agregata uslijed poremećaja. Kutna stabilnost. Stabilnost pri malim poremećajima i prijelazna stabilnost. Naponska stabilnost elektroenergetskog sustava. Dugotrajna stabilnost elektroenergetskog sustava. Dinamički modeli elemenata elektroenergetskog sustava.

Ishodi učenja

  1. Objasniti funkcioniranje ravnoteže između proizvodnje i potrošnje električne energije u EES-u, s obzirom na djelatnu i jalovu snagu.
  2. Nabrojati i objasniti vrste regulacija koje postoje u EES-u.
  3. Razlikovati rad EES-a u interkonekciji s drugim EES-ima od otočnog rada pojedinog EES-a.
  4. Objasniti vezu između frekvencije i djelatne snage te napona i jalove snage, te nabrojati uređaje za kompenzaciju jalove snage kao i opisati načine njihovog djelovanja.
  5. Opisati proces sloma frekvencije u EES-u i način djelovanja sustava za podfrekvencijsko rasterećenje EES-a.
  6. Opisati proces sloma napona u EES-u i način djelovanja sustava za podnaponsko rasterećenje EES-a.
  7. Nabrojati i objasniti vrste stabilnosti u EES-u.
  8. Identificirati najvažnije parametre koji određuju dinamičko vladanje EES-a te opisati na koji način pojedini parametar utječe na dinamiku EES-a.

Oblici nastave

Predavanja

nije obavezno prisustvovanje

Auditorne vježbe

nije obavezno prisustvovanje

Terenska nastava

Posjet nacionalnom dispečerskom centu

Samostalni zadaci

Projekt

Laboratorij

obavezne laboratorijske vježbe

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 50 % 10 % 50 % 10 %
Kratke provjere znanja 50 % 10 % 50 % 10 %
Seminar/Projekt 50 % 10 % 50 % 10 %
Međuispit: Pismeni 50 % 25 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 50 % 25 %
Završni ispit: Usmeni 20 %
Ispit: Pismeni 50 % 50 %
Ispit: Usmeni 20 %

Tjedni plan nastave

  1. Međuovisnost djelatne snage i frekvencije, Ravnoteža proizvodnje i potrošnje, Statičke karakteristike različitih proizvodnih jedinica, Nadomjesna statička karakteristika elektroenergetskog sustava
  2. Jednadžba njihanja, Linerani i nelinearni modeli vodnih turbna, Linearni i nelinerani modeli parnih i plinskih turbina, Model sinkronog generatora s regulacijom, Model hidrogeneratora, Model turbogeneratora
  3. Dinamički odziv elektroenergetskog sustava na neravnotežu, Primarna. sekundarna i tercijarna P-f regulacija, Rezerve snage u regulaciji, Dinamički model potrošača, Redukcija složenosti modela elektroenergetskog sustava
  4. Otočni pogon, Elektrane koje se prilagođavaju potrošnji, Pogon otočnog sustava
  5. Sheme podfrekvencijskog isključivanja potrošača, Restauracija, Crni start, Raspad sustava i restauracija, Analiza raspada elektroenergetskih sustava u prošlosti
  6. Rezerva, Energetski miks, Interkonekcije, Jednadžbe spojnih vodova
  7. Međuovisnost napona i jalove snage, Značajke jalove snage i potrošači, Uređaji za regulaciju jalove snage
  8. Međuispit
  9. Primarna. sekundarna i tercijarna U-Q regulacija, Kompenzacija jalove snage, "Sheme podnaponskog isključivanja potrošača"
  10. Pouzdanost. sigurnost i stabilnost elektroenergetskog sustava, Frekvencijska stabilnost
  11. Kutna stabilnost
  12. Naponska stabilnost
  13. Paralelno povezani elektroenergetski sustavi, Dinamičke karakteristike veza elektroenergetskih sustava, Simulacija elektroenergetskog sustava s obzirom na fluktuacije frekvencije i napona
  14. Model elektroenergetskog sustava s više proizvodnih jedinica s obzirom na kutnu i naponsku stabilnost, Simulacija oporavka elektroenergetskog sustava poslije poremećaja, Komercijalni programski alati za simulaciju elektroenergetskog sustava
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Elektroenergetika (profil)
Teorijski predmeti profila (1. semestar) (3. semestar)

Literatura

Igor Kuzle (2016.), Dinamika elektroenergetskog sustava, FER/ZVNE
Igor Kuzle (2011.), (f-P) i (U-Q) regulacije u EES-u, FER/ZVNE
Prabha Kundur (1994.), Power System Stability and Control, Epri Power System Engineering
Jan Machowski, Zbigniew Lubosny, Janusz W. Bialek, James R. Bumby (2020.), Power System Dynamics, John Wiley & Sons
Vijay Vittal, James D. McCalley, Paul M. Anderson, A. A. Fouad (2019.), Power System Control and Stability, John Wiley & Sons
Peter W. Sauer, M. A. Pai, Joe H. Chow (2017.), Power System Dynamics and Stability, John Wiley & Sons

Auditorne vježbe

Laboratorijske vježbe