Рабочая программа учебной дисциплины автоматика энергосистем icon

Рабочая программа учебной дисциплины автоматика энергосистем



НазваниеРабочая программа учебной дисциплины автоматика энергосистем
Дата конвертации04.06.2013
Размер202.86 Kb.
ТипРабочая программа
скачать >>>













Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»


УТВЕРЖДАЮ

Проректор-директор ЭНИН

_____________Боровиков Ю.С.

«___»________________2011 г

Рабочая программа учебной дисциплины

автоматика энергосистем

^ НАПРАВЛЕНИЕ ООП: 140400 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»

ПРОФИЛИ ПОДГОТОВКИ: «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем»

СТЕПЕНЬ: Бакалавр

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.

КУРС 4; СЕМЕСТР 8

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 5
^

ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Основы теории автоматического управления»

КОРЕКВИЗИТЫ: «Автоматизированные системы управления технологическими процессами в электроэнергетических системах»


^ ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

ЛЕКЦИИ

30 час.

^ ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

42 час.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

– час.

ВСЕГО АУДИТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

72 час.

^ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

72 час.

ОБЩАЯ ТРУДОЕМКОСТЬ

144  час.

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ – очная

ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ – диф. зачет, экзамен

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ: каф. «Электроэнергетические сети и системы»

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ к.т.н., доцент Ю.С. Боровиков

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП к.т.н., доцент А.В. Глазачев

ПРЕПОДАВАТЕЛИ д.т.н., профессор Гусев А.С.


2011 г.

^ 1. Цели освоения дисциплины


Основными целями дисциплины являются:

  • формирование знаний о естественных физических и искусственных информационных связях задач локального и общесистемного автоматического управления, принципах построения конкретных систем и устройств автоматического управления в нормальных и аварийных режимах энергосистем

Эти знания позволят выпускникам успешно решать задачи в профессиональной деятельности, связанной с проектированием, обслуживанием и эксплуатацией объектов электроэнергетики.


^ 2. Место дисциплины в структуре ООП


Дисциплина относится к профессиональному циклу вариативной части модуля «Электроэнергетика»; профиль – «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем».

Указанная дисциплина является одной из профилирующих; имеет как самостоятельное значение, так и является базой для ряда специальных дисциплин.

Для успешного освоения дисциплины слушателю необходимо:

знать:

  • современные методы анализа и синтеза теоретических моделей, позволяющих прогнозировать свойства и поведение систем автоматического управления;

  • физические явления, происходящие в системах при различных режимах работы и их математическое описание.

уметь:

  • применить математическое описание и методы анализа и синтеза САУ для конкретных условий практики;

  • составлять структурные схемы и передаточные функции элементов систем, оценивать их достоинства и недостатки;

  • определять параметры элементов расчетным и экспериментальным путем;

  • интерпретировать экспериментальные данные и сопоставлять их с теоретическими положениями;

  • моделировать САУ в различных режимах с помощью различных прикладных программ;

  • анализировать и описать стационарные процессы в системах, включающих элементы систем автоматики;

владеть:

  • навыками составления структурных схем и передаточных функции систем;

  • навыками моделирования и анализа функционирования САУ с помощью различных прикладных программ;
^

Пререквизитом данной дисциплины является«Основы теории автоматического управления».


Кореквизиты – «Автоматизированные системы управления технологическими процессами в электроэнергетических системах».

^ 3. Результаты освоения дисциплины


В результате изучения названной дисциплины студенты должны приобрести знания, умения и определенный опыт, необходимые для дальнейшей инженерной деятельности.

В соответствии с поставленными целями в результате освоения дисциплины студент должен:

знать:

  • терминологию, основные понятия и определения;

  • свойства объектов на уровне их математического описания с точки зрения конкретной задачи автоматического управления;

  • принципы построения конкретных систем и устройств автоматического управления в нормальных и аварийных режимах энергосистем;

уметь:

  • выбрать вид и параметры устройств автоматического управления на базе использования современных профессиональных программных комплексов, в том числе с базами данных реальных энергосистем.


владеть:

  • навыками работы с промышленными энергетическими программами;

  • навыками работы со справочной литературой и нормативно-техническими материалами.


В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции:

1. Общекультурные

  • способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

  • способность к письменной и устной коммуникации на государственном языке: умению логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);

  • готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3).

2. Профессиональные

– способность рассчитывать схемы и элементы устройств автоматики электроэнергетических объектов (ПК-15);

– готовность к участию в монтаже и наладке устройств автоматики (ПСК-4);

3. Профильно-специализированные:

– способность к участию в расчете конкретных систем и устройств автоматического управления в нормальных и аварийных режимах энергосистем.


^ 4. Структура и содержание дисциплины

4.1 Аннотированное содержание разделов дисциплины (30 час.)

  1. Понятие об автоматическом управлении производственными процессами – 4 час.

  2. Системы возбуждения синхронных машин и их характеристики – 2 час.

  3. Роль автоматического регулирования возбуждения для энергосистемы в нормальном и в аварийном режимах – 2 час.

  4. Система регулирования возбуждения по возмущению –2 час.

  5. Построение систем регулирования возбуждения пропорционального действия и сильного действия – 3 час.

  6. Электромагнитные корректоры напряжения– 3 час.

  7. Сильное регулирование возбуждения и регуляторы сильного действия – 3 час.

  8. Современные системы возбуждения – 4 час.

  9. Распределение реактивной мощности между генераторами – 2 час.

  10. Регулирование напряжения и потоков реактивной мощности в электрических сетях - 2 час.

  11. Агрегат турбина-генератор, как объект системы автоматического регулирования – 6 час.

  12. Распределение активной мощности между генераторами и электростанциями – 6 час.

  13. Управление режимом по частоте и активной мощности – 6 час.


^ 4.2. Тематика лабораторных работ (42 час.)

  1. Формирование базы данных и отладка работы промышленной программы для решения задач управления для учебной схемы энергосистемы– 6 час.

  2. Регулирование напряжения и потоков реактивной мощности в электрических сетях процессами – 2 час.

  3. Исследование статических характеристик нагрузки процессами – 2 час.

  4. Анализ статической устойчивости ЭЭС– 2 час.

  5. Исследование явление самораскачивания роторов синхронных машин и выбор настройки автоматического регулятора возбуждения сильного действия для его устранения процессами – 4 час.

  6. Изучение процессов изменения частоты и активной мощности в нерегулируемой и регулируемой энергосистемах– 4 час.

  7. Исследование переходных процессов при больших возмущениях и выбор средств для сохранения устойчивости параллельной работы генераторов– 6 час.

  8. Исследование отключения генераторов как средства для сохранения устойчивости– 4 час.

  9. Исследование аварийного регулирования турбин как средства для сохранения устойчивости – 4 час.

  10. Исследование электрического торможения как средства для сохранения устойчивости – 4 час.

  11. Исследование длительных переходных процессов при возникновении дефицита или избытка мощности в энергосистеме и выбор параметров устройств АЧР – 6 час.

  12. Исследование отключения нагрузки как средства для сохранения устойчивости – 4 час

  13. Моделирование синхронных двигателей – 4 час.

  14. Моделирование асинхронных двигателей – 2 час.



^ 4.3 Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения

Таблица №1



Название разделов

Аудиторная работа (час.)

СРС

(час.)

Итого

(час.)

Лекц.

Практич.

занятия

Лаб. зан.

1. Понятие об автоматическом управлении производственными процессами.

4




Лаб. раб. 1-4

12 ч.

14

30

2. Системы возбуждения синхронных машин и их характеристики

2




Лаб. раб 5

2 ч.

4

8

3. Роль автоматического регулирования возбуждения для энергосистемы в нормальном и в аварийном режимах.

2




Лаб. раб 5

2 ч.

4

8

4. Система регулирования возбуждения по возмущению

2




Лаб. раб 5

2 ч.

4

8

5. Построение систем регулирования возбуждения пропорционального действия и сильного действия

3




Лаб. раб 6

4 ч.

6

13

6. Электромагнитные корректоры напряжения

3







2

5

7. Сильное регулирование возбуждения и регуляторы сильного действия

3




Лаб. раб 7

6ч.

6

15

8. Современные системы возбуждения

4







2

6

9. Распределение реактивной мощности между генераторами.

2







2

4

10. Регулирование напряжения и потоков реактивной мощности в электрических сетях.

2







2

4

11. Агрегат турбина-генератор, как объект системы автоматического регулирования

6







6

12

12. Распределение активной мощности между генераторами и электростанциями

6







2

8

13. Управление режимом по частоте и активной мощности

4




Лаб. раб. 8-14

32 ч.

36

74

Всего по формам обучения

30

0

42

72

144



^ 5. Образовательные технологии

В процессе обучения для достижения планируемых результатов освоения дисциплины используются следующие методы образовательных технологий:

  • опережающая самостоятельная работа;

  • методы IT;

  • междисциплинарное обучение;

  • проблемное обучение;

  • обучение на основе опыта;

  • исследовательский метод.

Для изучении дисциплины предусмотрены следующие формы организации учебного процесса: лекции, лабораторные работы, курсовая работа, самостоятельная работа студентов, индивидуальные и групповые консультации,

Специфика сочетания перечисленных методов и форм организации обучения отражена в матрице (табл. 2).

Таблица 2

Методы и формы организации обучения (ФОО)


Формы ОО


Методы

Лекц.

Лаб. зан.

СРС


КР

Опережающая самостоятельная работа












Методы IT










Междисциплинарное обучение











Проблемное обучение












Обучение на основе опыта










Исследовательский метод












^ 6. Организация и учебно-методическое обеспечение СР студентов

Самостоятельная работа является наиболее продуктивной формой образовательной и познавательной деятельности студента в период обучения. Для реализации творческих способностей и более глубокого освоения дисциплины предусмотрены следующие виды самостоятельной работы: 1) текущая и 2) творческая проблемно – ориентированная.


^ 6.1. Текущая самостоятельная работа, направленная на углубление и закрепление знаний студента, развитие практических умений включает:

– работу с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по индивидуальному заданию;

– опережающую самостоятельную работу;

– изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;

– подготовку к лабораторным работам;

– подготовку к зачету, экзамену.


^ 6.2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР) предусматривает:

– исследовательскую работу и участие в научных студенческих конференциях, и олимпиадах;

– поиск, анализ, структурирование и презентацию информации;

– углубленное исследование вопросов по тематике лабораторных работ.


^ 6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине

6.3.1. С целью развития творческих навыков у студентов при изучении настоящей дисциплины определен перечень тем учебно-исследовательских работ и рефератов:

– устройства и алгоритмы противоаварийного управления ЭЭС,

представление системы регулирования агрегата турбина-генератор в энергетической системе, как многоконтурной системы управления с обратной связью,

– распределение активной мощности между генераторами и электростанциями в энергосистемах,

– возможные способы решения задачи распределения активной мощности между генераторами и их оценка с точки зрения современных требований к качеству электроэнергии и режимам энергосистем,

– принципы, используемые для экономически целесообразного распределения активной мощности между электростанциями и способы их реализации в системах автоматического регулирования частоты и активной мощности.


6.3.2. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:

  • Изучение конкретных технических исполнений устройств АРВ.

  • Автоматика для предотвращения недопустимого повышения напряжения на электрооборудовании.

  • Изучение конкретных технических исполнений устройств АРВ.

  • Изучение конкретных технических исполнений устройств для управления режимом по напряжению и реактивной мощности.

  • Изучение конкретных технических исполнений элементов системы АРЧМ.

  • Изучение конкретных технических исполнений элементов системы ПА


^ 6.4. Контроль самостоятельной работы студентов

Контроль самостоятельной работы студентов и качество освоения отдельных модулей дисциплины осуществляется посредством:

– защиты лабораторных работ в соответствии графиком выполнения;

– выполнение курсовой работы в соответствии графиком выполнения;

– результатов ответов на контрольные вопросы (вопросы предоставляются в электронной форме);

Оценка текущей успеваемости студентов определяется в баллах в соответствии рейтинг-планом, предусматривающем все виды учебной деятельности.


^ 6.5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

При выполнении самостоятельной работы студенты имеют возможность пользоваться специализированными источниками, учебно-методическими материалами и Internet-ресурсами (представлены в разделе 9).


^ 7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины

Для текущей оценки качества освоения дисциплины и её отдельных модулей разработаны и используются следующие средства:

– список контрольных вопросов по отдельным темам и разделам (приведен в приложении 1,2);

– перечень тем научно-исследовательских работ по наиболее проблемным задачам и вопросам теоретического и практического плана изучаемой дисциплины (представлены в п. 6.3);

– методические указания к лабораторным работам и отчеты по результатам их выполнения;

Для промежуточной аттестации подготовлен комплект билетов (приложение 3).


^ 8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Основная

  1. Калентионок Е.В., Прокопенко В.Г., Федин В.Т. Оперативное управление в энергосистемах. – Минск: Высшая школа, 2007. – 351 с.

  2. Овчаренко Н.И. Автоматика электрических станций и электроэнергетических систем: Учебник для Вузов/ Под ред. А.Ф. Дьякова. – М.: Из-во НЦ ЭНАС. 2001 – 504 с.

  3. Пантелеев А.В. Теория управления в примерах и задачах: учебное пособие для вузов / А. В. Пантелеев, А. С. Бортаковский. — М. : Высшая школа, 2003. — 583 с.Автоматизация электрических систем. Под редакцией А.Д. Дроздова,-М.: 1977.

  4. Автоматика электроэнергетических систем. Под редакцией Козиса В.Л. и Овчаренко Н.И., - М.: Энергоиздат, 1981.

Дополнительная

  1. Электрические системы. Под редакцией В.А. Веникова. Автоматизированные системы управления режимами энергосистем.- М.: Высшая школа, 1979.

  2. Павлов Г.М. Автоматизация энергетических систем.-Л.: 1977.

  3. Портной М.Г., Рабинович Р.С. Управление энергосистемами для обеспечения устойчивости.- М.: Энергия, 1978.

  4. Иофьев Б.И. Автоматическое аварийное управление мощностью энергосистем.- М.: Энергия, 1974.

  5. Рабинович Р.С. Автоматическая частотная разгрузка энергосистем.- М.: Энергия, 1980.

  6. Совалов С.А., Семенов В.А. Противоаварийное управление в энергосистемах.- М.: Энергоатомиздат, 1988.

  7. Применение ЭВМ для автоматизации технологических процессов в энергетике. Под редакцией В.А. Семенова.- М.: Энергоатомиздат, 1983.

  8. Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е., Окин А.А. Расчеты устойчивости и противоаварийной автоматики в энергосистемах.- М.: Энергоатомиздат, 1990.

  9. Баркан Я.Д., Орехов Л.А. Автоматизация энергосистем.- М.: Высшая школа, 1981.

  10. Барзам А.Б. Системная автоматика.- М.: Энергия, 1973.

  11. Беркович М.А., Комаров А.Н., Семенов В.А. Основы автоматики энергосистем.- М.: Энергия, 1981.

Программное обеспечение и Internet-ресурсы:

Профессиональный программный комплекс для расчета установившихся режимов и переходных процессов «Мустанг».

Internet-ресурсы:

http://e-le.lcg.tpu.ru/public/URS_iep8/index.html

Сайт Режимщиков» http://regimov.net

^ 9. Материально – техническое обеспечение дисциплины

– лабораторные работы проводятся в специализированных учебных лабораториях; компьютеры подключены к сети учебного корпуса ЭНИН с выходом в Internet; при выполнении лабораторных работ используются профессиональные программные комплексы;

– практические занятия проводятся в компьютерных классах;

– лекции читаются в учебных аудиториях с использованием технических средств; материал лекций представлен в виде презентаций в Power Point.


Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника» подготовки бакалавров; профиль: «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем».


Программа одобрена на заседании кафедры «Электроэнергетических сетей и систем».

(протокол № __ от «__» ______ 2010 г.)


Автор _____________ А.С. Гусев, к.т.н., доцент кафедры ЭСиС.


Рецензент __________________ С.М. Юдин, к.т.н., доцент кафедры ЭСиС.


Приложение 1

Примеры вопросов текущего контроля


1. Системы возбуждения синхронных генераторов и их характеристики.

2. Кратность форсировки возбуждения и скорость нарастания напряжения - характеристики системы возбуждения.

3. Синхронный генератор как регулируемый объект при решении задачи регулирования возбуждения. Главные возмущающие воздействия, регулирующие воздействия.

4. Роль автоматического регулирования возбуждения для энергосистемы в нормальном и в аварийном режимах.

5. Различие и общность задач регулирования возбуждения и напряжения.

6. Система регулирования возбуждения по возмущению (компаундирование). Внешние характеристики генераторов с устройством компаундирования при изменении коэффициента мощности. Фазовое компаундирование.

^ 7. Построение систем регулирования возбуждения пропорционального действия и сильного действия.

8. Электромагнитные корректоры напряжения с согласованным включением, противовключенные и двухсистемные, как пример систем регулирования пропорционального действия.

9. Сильное регулирование возбуждения и регуляторы сильного действия.

10. Автоматическое регулирование возбуждения генераторов с современными системами возбуждения (диодно-электромашинные, тиристорные). (4 час.)


Приложение 2

Примеры вопросов итогового контроля


1 Уравнение движения агрегата турбина-генератор.

2. Статические характеристики нагрузок и их роль для установления состояния равновесия в энергетической системе.

3. Агрегат турбина-генератор, как объект системы автоматического регулирования при регулировании частоты (основные возмущающие воздействия, регулирующие воздействия).

4. Процесс регулирования активной мощности на тепловых и гидравлических электростанциях по технологической схеме.

5. Первичные регуляторы скорости вращения мощных современных турбин.

6. Представление системы регулирования агрегата турбина-генератор в энергетической системе, как многоконтурной системы управления с обратной связью.


Приложение 3


Билет №1


  1. Управление режимом по частоте и активной мощности в объединенных энергосистемах с ограничениями потоков мощности по линиям электропередачи.

  2. Централизованные и децентрализованные системы автоматического регулирования частоты и активной мощности.

  3. Разновидности способов распределения активной мощности между агрегатами электростанций.

Билет №2

  1. Автоматическое управление технологическими процессами на электростанциях различных типов

  2. Распределение активной мощности между генераторами и электростанциями в энергосистемах.

  3. Возможные способы решения задачи распределения активной мощности между генераторами и их оценка с точки зрения современных требований к качеству электроэнергии и режимам энергосистем.




Нажми чтобы узнать.

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины автоматика энергосистем iconРабочая программа учебной дисциплины элементы устройств автоматики энергосистем
Профили подготовки – «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем»
Рабочая программа учебной дисциплины автоматика энергосистем iconРабочая программа учебной дисциплины моделирование режимов энергосистем
Профиль подготовки: «Электроэнергетические системы, сети, электропередачи, их режимы, устойчивость и надёжность»
Рабочая программа учебной дисциплины автоматика энергосистем iconПрименение специализированных программных комплексов для эксплуатации энергосистем
Специализация автоматика энергосистем, Управление режимами электроэнергетических систем
Рабочая программа учебной дисциплины автоматика энергосистем iconРабочая программа учебной дисциплины режимы и надежность энергосистем
В результате освоения данной дисциплины обеспечивается достижение целей Ц1, Ц3 и Ц5 основной образовательной программы «Электроэнергетика...
Рабочая программа учебной дисциплины автоматика энергосистем iconРабочая программа учебной дисциплины основы проектирования объектов энергосистем
В результате освоения данной дисциплины обеспечивается достижение целей Ц1, и Ц5 основной образовательной программы «Электроэнергетика...
Рабочая программа учебной дисциплины автоматика энергосистем iconРабочая программа учебной дисциплины элементы устройств автоматики энергосистем
Эти знания позволят выпускникам успешно решать задачи в профессиональной деятельности, связанной с проектированием, обслуживанием...
Рабочая программа учебной дисциплины автоматика энергосистем iconРабочая программа учебной дисциплины Электромагнитные переходные процессы
Профили подготовки: «Электрические станции», «Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем»
Рабочая программа учебной дисциплины автоматика энергосистем iconРабочая программа учебной дисциплины теоретические основы электротехники
«Высоковольтные электроэнергетика и электротехника», «Электромеханика», «Электрические и электронные аппараты», «Электропривод и...
Рабочая программа учебной дисциплины автоматика энергосистем iconРабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 утверждаю директор игнд а. К. Мазуров
Рабочая программа учебной дисциплины по направлению 650100 Прикладная геология, специальности 130301 «Геологическая съемка, поиски...
Рабочая программа учебной дисциплины автоматика энергосистем iconУчебной дисциплины ф тпу 1 -21/01 утверждаю директор игнд: А. К. Мазуров 2009 г. Гидрологические расчёты рабочая программа учебной дисциплины для направления
Рабочая программа составлена на основе гос по направлению 280400 (560700) «Природообустройство», утвержденного 17. 03. 2000 г
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы