Power System Analysis

Opis predmeta

Općenito o analizi elektroenergetskih sustava. Jednadžbe mreže. Matematički modeli elementa mreže: elektrane i generatori, transformatori, vodovi, prigušnice, sinkroni kompenzatori i kondenzatorske baterije. Matrica admitancije čvorišta. Matrica impedancije čvorišta. Matematički postupci za proračun tokova smaga. Gaussov i Gauss-Seidelov postupak, Newton-Raphsonov osnovni i brzi razdvojeni postupak. Numeričko rješavanje uz korištenje svojstava rijetkih matrica. Pojednostavljeni modeli za rješavanje tokova snaga. Istosmjerni model. Trofazni tokovi snaga. Proračun kratkog spoja (simetrični i nesimetrični kratki spoj).

Ishodi učenja

  1. analizirati i modelirati elemente mreže
  2. kreirati model mreže za potrebe proračuna tokova snaga i kvarova u mreži
  3. identificirati i izračunati mrežne matrice, te matrice admitancija i impedancija
  4. primijeniti numeričke iterativne metode za rješavanje tokova snaga
  5. izračunati vektor stanja elektroenergetskog sustava
  6. odabrati odgovarajuće metode za proračun tokova stanja ovisno u uvjetima u mreži
  7. izračunati struje kvara za različite vrste kratkih spojeva
  8. odabrati odgovarajuće metode za proračun kratkog spoja ovisno o vrsti kvara i uvjetima u mreži
  9. analizirati stanje i prilike u elektroenergetskom sustavu

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja se odvijaju u predavaonici s predavačem koji je ekspert za konkretnu temu. Predavanje je koncipirano kao interaktivno, a od studenata se očekuje da sudjeluju u diskusiji.

Seminari i radionice

Tijekom semestra studenti izrađuju dva projektna (konstrukcijska) zadatka.

Auditorne vježbe

Na auditornim vježbama se rješavaju zadaci te diskutiraju postupci rješavanja.

Laboratorij

Laboratorijske vježbe održavaju se u laboratorijima opremljenim s računalima. Tijekom vježbi studenti isprobavaju teorijske koncepte te ih primjenjuju na konkretne probleme.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 0 % 10 % 0 % 10 %
Domaće zadaće 0 % 10 % 0 % 10 %
Međuispit: Pismeni 8 % 25 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 11 % 35 %
Završni ispit: Usmeni 20 %
Ispit: Pismeni 25 % 50 %
Ispit: Usmeni 30 %

Tjedni plan nastave

  1. Superpozicija. kompenzacija, Thevenin. Norton, Millman. eliminacija čvorišta. teorem reciprociteta
  2. Sustav simetričnih komponenata, Metoda jediničnih vrijednosti
  3. Modeli prijenosnih vodova u mreži, Modeli transformatora s nazivnim i nenazivnim prijenosnim omjerima u mreži
  4. Modeli transformatora s mogućnošću zakreta kuta, Modeli tereta i generatora
  5. Spojna matrica, Prikaz topologije mreže i modeliranje, Y matrica, Z matrica, Algebra rijetko popunjenih matrica za proračune elektroenergetskog sustava
  6. Klasifikacija čvorišta, Matematička formulacija tokova snaga
  7. Metoda Gauss-Seidel s Y matricom, Metoda Gauss-Seidel sa Z matricom
  8. Međuispit
  9. Newton-Raphson metoda, Napredni proračun tokova snaga temeljen na ubrzanoj Newton-Raphson metodi
  10. Pojednostavljeni tokovi snaga (istosmjerni model izmjenične mreže), Istosmjerni model sustava, Tokovi snaga u HVDC mreži, Tokovi snaga u niskonaponskoj mreži
  11. Važnost struja kratkih spojeva, Klasična metoda (nadomjesna impedancija i jedinična metoda), Matrična metoda, Trofazni kratki spoj
  12. Dvofazni kratki spoj i dvofazni kratki spoj sa zemljom, Jednofazni kratki spoj, Udarna. termička i rasklopna struja kratkog spoja
  13. Analiza kvarova u stvarnom i proširenom stvarnom vremenu, Ograničavanje struja kratkih spojeva, Utjecaj uzemljenja
  14. Matematičke tehnike za unapređenje algoritama tokova snaga, Trofazni proračun tokova snaga, AC-DC proračun tokova snaga
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Electrical Power Engineering (profil)
(1. semestar)

Literatura

J. Duncan Glover, Thomas Overbye, Mulukutla S. Sarma (2016.), Power System Analysis and Design, Cengage Learning
John J. Grainger, William D. Stevenson, Gary W. Chang (2016.), Power System Analysis, McGraw-Hill Education
Glenn W. Stagg, Ahmed H. El-Abiad (2019.), Computer Methods in Power System Analysis, Medtech
Atif S. Debs (2012.), Modern Power Systems Control and Operation, Springer Science & Business Media
Turan Gonen (2016.), Modern Power System Analysis, CRC Press
Jos Arrillaga, C. P. Arnold (1990.), Computer Analysis of Power Systems, John Wiley & Sons
D. P. Kothari, I. J. Nagrath (2011.), Modern Power System Analysis, Tata McGraw-Hill Education

Predavanja

Za studente

Izvedba

ID 222919
  Zimski semestar
5 ECTS
R3 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
5 Seminar
15 Auditorne vježbe
8 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

90 izvrstan
80 vrlo dobar
70 dobar
60 dovoljan