Автоматическое управление в электроэнергетике
内容描述: Формирование у студентов теоретических знаний и практических навыков в области автоматического управления технологическими процессами в электроэнергетике. Курс охватывает принципы построения систем автоматического управления, их применение в системах электроснабжения, включая современные цифровые и интеллектуальные технологии. В результаты обучения студент будет способен анализировать, проектировать и внедрять системы автоматического управления для повышения надёжности, эффективности и безопасности электроэнергетических объектов.
贷款数: 5
Пререквизиты:
- Электрические сети и системы
*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:
| *TypesOfClasses(zh-CN)* | *hours(zh-CN)* |
|---|---|
| *Lectures(zh-CN)* | 15 |
| *PracticalWork(zh-CN)* | 30 |
| *LaboratoryWork(zh-CN)* | |
| *srop(zh-CN)* | 30 |
| *sro(zh-CN)* | 75 |
| *FormOfFinalControl(zh-CN)* | экзамен |
| *FinalAssessment(zh-CN)* | письменный экзамен |
零件: Вузовский компонент
循环次数: Базовые дисциплины
Цель
- формирование знаний у студентов основ построения и эксплуатации автоматизированных систем управления энергетическим хозяйством промышленных предприятий.
Задача
- освоение принципов осуществления централизованного управления энергоснабжением на промышленных предприятиях, основных понятий автоматизированных систем управлений и их разновидностей, рассмотрение вопросов измерения, кодирования, передачи и обработки информации современными техническими средствами в системах управления энергоснабжением, изучение задач и принципов построения систем оперативного и диспетчерского управления, автоматических устройств, применяемых в промышленных системах энергоснабжения
Результат обучения: знание и понимание
- Знать и понимать основные законы, понятия и принципы автоматического управления
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Обладать навыками обращения с современной техникой, уметь использовать методы решения задач автоматического управления в сфере профессиональной деятельности
Результат обучения: формирование суждений
- Соблюдать электробезопасность на производстве, участвовать в разработке и осуществлении мероприятий по энерго- и ресурсосбережению на производстве с использованием автоматического электрооборудования
Результат обучения: коммуникативные способности
- Иметь способность к организации рабочих мест, их технического оснащения, размещению технологического оборудования в соответствии с технологией производства, нормами техники безопасности и производственной санитарии, пожарной безопасности и охраны труда
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- Владеть навыками приобретения новых знаний, необходимых для повседневной профессиональной деятельности с учетом развития автоматического управления, и продолжения образования в магистратуре
*TeachingMethods(zh-CN)*
В условиях кредитной технологии обучения занятия должны проводиться преимущественно в активных и творческих формах. В числе эффективных педагогических методик и технологий, способствующих вовлечению обучающихся в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения задач, следует выделить: - технология проблемно- и проектно-ориентированного обучения; - технологии учебно-исследовательской деятельности; - коммуникативные технологии (дискуссия, пресс-конференция, мозговой штурм, учебные дебаты и другие активные формы и методы); - метод кейсов (анализ ситуации); - игровые технологии, в рамках которых обучающиеся участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх; - информационно-коммуникационные (в том числе дистанционные образовательные) технологии.
*AssessmentKnowledge(zh-CN)*
Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.
| *Period2(zh-CN)* | *TypeOfTask(zh-CN)* | *Total(zh-CN)* |
|---|---|---|
| 1 *Rating(zh-CN)* | СРС. Тема 1 | 0-100 |
| СРС. Тема 2 | ||
| СРС. Тема 3 | ||
| СРС. Тема 4 | ||
| Тестирование | ||
| Контрольная работа | ||
| Конспект лекций | ||
| 2 *Rating(zh-CN)* | СРС. Тема 5 | 0-100 |
| СРС. Тема 6 | ||
| СРС. Тема 7 | ||
| СРС. Тема 8 | ||
| Тестирование | ||
| Контрольная работа | ||
| Конспект лекций | ||
| СРС. Тема 9 | ||
| *TotalControl(zh-CN)* | экзамен | 0-100 |
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
| *TypeOfTask(zh-CN)* | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Excellent | *Grade4(zh-CN)* | *Grade3(zh-CN)* | *Grade2(zh-CN)* | |
| Работа на практических занятиях | выполнил практическую работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации. | допущены одна ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя; ответ дан без применения знаний в новой ситуации | выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема практической работы, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. | выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы. |
| Собеседование по контрольным вопросам | владеет теоретическими знаниями, терминологией, основными законами данного курса; логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов; приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы. | владеет теоретическими знаниями, терминологией, основными законами данного курса; логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов; приводит примеры, показывает свободное владение монологической, но при этом делает несущественные ошибки, которые исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем. | демонстрирует неглубокие теоретические знания, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки которые может исправить только при коррекции преподавателем. | демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем |
| Задания в тестовой форме для рубежного контроля | 100-90% правильных ответов | 89-70% правильных ответов | 69-50% правильных ответов | 49-0% правильных ответов |
*EvaluationForm(zh-CN)*
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Принципы построения автоматических систем управления в электроэнергетике. Специфические особенности процесса производства и распределения электроэнергии, обусловливающие необходимость автоматического управления. Автоматическое управление как информационный процесс.
- Автоматическая система управления процессом производства и передачи электро- энергии как взаимодействующая совокупность автоматических управляющих устройств. Осуществление автоматической системы управления электроэнергетикой на основе цифровой вычислительной техники.
- Основы теории автоматического управления. Теория информации как теоретическая основа автоматического управления. Основные ее положения. Непрерывное автоматическое управление нормальным режимом работы электроэнергетической системы – автоматическое регулирование и дискретное автоматическое управление в аварийных ситуациях – противоаварийное управление.
- Основные положения теории автоматического регулирования. Структурные звенья автоматической системы регулирования, различаемые по их динамическим свойствам. Устойчивость функционирования замкнутой автоматической системы регулирования. Критерии устойчивости ее функционирования.
- Показатели качества автоматического регулирования и способы их улучшения. Алгоритмы автоматического регулирования. Основные положения теории дискретного управления.
- Автоматическое управление технологическими процессами на ГЭС, ТЭС и автоматическое управление изменением состояний гидро- и турбогенераторов. Типовые алгоритмы автоматического управления пуском и остановом гидрогенераторов ГЭС.
- Сложность технологических процессов пуска и останова турбогенераторов ТЭС. Комплекс автоматических устройств дискретного и непрерывного действия управления пуском и остановом турбогенераторов.
- Особенности автоматического управления пуском и остановом турбогенераторов АЭС.
- Автоматическое управление подготовкой к включению и включением синхронных генераторов на параллельную работу. Автоматические синхронизаторы. Автоматическое регулирование частоты вращения и активной мощности синхронных генераторов. Реализация оптимального распределения мощности электростанции между параллельно работающими синхронными генераторами.
- Автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности синхронных генераторов. Автоматизированная система управления (АСУ) частоторегулирующей ГЭС. Ее функциональная схема и реализация на основе цифровой вычислительной техники. Автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) тепловых и атомных электростанций.
- Автоматическое регулирование параметров режима электроэнергетических систем. Основные задачи и особенности автоматического регулирования частоты и активной мощности, напряжения и реактивной мощности в электроэнергетической системе (ЭЭС). Автоматическое регулирование частоты и оптимальное управление активной мощностью как основная задача АСУ ЭЭС. Автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности в ЭЭС.
- Особенности автоматического регулирования реактивной мощности реверсивных статических компенсаторов (СТК). Значение автоматического регулирования коэффициентов трансформации трансформаторов и автотрансформаторов (АРКТ). Микропроцессорная автоматическая система управления напряжением и реактивной мощностью ЭЭС, ОЭС и ЕЭС в целом.
- Основные принципы построения противоаварийной автоматики. Пирамидальное построение противоаварийной автоматики: - автоматика ликвидации возмущающих воздействий; – автоматика повторного включения (АПВ) отключенных релейной защитой электроэнергетических объектов и включения резервных источников питания )АВР); - автоматика предотвращения нарушения динамической или статической устойчивости автоматика ликвидации асинхронного режима (АЛАР); - делительная автоматика (ДА); - автоматика предотвращения недопустимых изменений параметров режима ЭЭС – ограничений снижений или повышений частоты (АОСЧ, АОПЧ) и напряжения (АОСН, Техническая реализация АПНУ и АЛАР на интегральной микроэлектронной и микропроцессорной элементной базе.
- Основные виды современных и перспективных автоматических устройств и систем управления в нормальных и аварийных режимах энергосистемы. Аналоговый и микропроцессорные автоматические синхронизаторы синхронных ге- нераторов с вычисляемым углом опережения. Микропроцессорная электрическая часть автоматической системы регулирования (ЭЧСР) частотой вращения и активной мощностью турбогенераторов. Аналого-цифровой и микропроцессорный автоматические регуляторы возбуждения «сильного действия» синхронных генераторов с безщеточным и тиристорным возбуждением. Аналоговый и цифровой автоматические регуляторы возбуждения асинхронизированного генератора. Микропроцессорная автоматическая система управления и защиты СТК (САУЗ).
- Цифровой автоматический регулятор напряжения трансформаторов и автотрансформаторов с УРПН. Интегральные микропроцессорные устройства противоаварийной автоматики, программно выполняющие функции АПВ, АВР, АЧР основного вида АОСЧ и частотного АПВ. Программная функция однофазного АПВ (ОАПВ) линий сверхвысокого напряжения. Программно-технический комплекс автоматического дозирования (АДВ) и запоминания (АЗД) противоаварийных управляющих воздействий АПНУ. Микропроцессорная реализация АЛАР.
Основная литература
- 1. Овчаренко, Николай Ильич. Автоматика энергосистем: учеб. : рек. Мин. обр. РФ / Н. И. Овчаренко ; под ред. А. Ф. Дьякова, 2019 - 476 с. 2. Дьяков, Анатолий Федорович. Микропроцессорная автоматика и релейная защита электроэнергетических систем: Учеб. пособие: рек. УМО / А. Ф. Дьяков, Н. И. Овчаренко, изд 2-е, стереотип., 2020 - 336 с. 3. Андреев, Василий Андреевич. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: учеб. : рек. Мин. обр. РФ / В. А. Андреев, 2018 - 640 с. 4. Беляков, Юрий Павлович. Релейная защита и автоматика электрических систем: Учеб. пособие: рек. ДВ РУМЦ / Ю. П. Беляков, А. Н. Козлов, Ю. В. Мясоедов, 2017 - 157 с. 5. Автоматизация диспетчерского управления в электроэнергетике/ Под общей ред. Ю.Н.Руденко и В.А. Семенова. - М.: Издательство МЭИ, 2020. 6. Amirouche, Farid. Principles of Computer-Aided Design and Manufacturing : учебник / F. Amirouche. - 2nd ed. - New Jersey : Pearson Prentice Hall, 2014. 7. Chang Tien-Chien. Computer-Aided Manufacturing : к изучению дисциплины / Chang Tien-Chien, Wysk Richard A., Wang Hsu-Pin. - New Delhi : Pearson, 2019.
Дополнительная литература
- 1. Овчаренко Н.И. Автоматика электрических станций и электроэнергетических систем. - М.: Издательство МЭИ, 2000 – 504 с. 2. Дьяков А.Ф., Овчаренко Н.И. Микропроцессорная релейная защита и автоматика электроэнергетических систем. - М.: Издательство МЭИ, 2000 – 199с 3. Козлов А.Н., Ротачева А.Г. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем. Часть 1 Электромеханические реле защиты: Учебное пособие. – Благовещенск: Изд-во Амур- ского гос. ун-та, 2002 – 88 с. 4. Беляков Ю.П., Козлов А.Н., Мясоедов Ю.В. Релейная защита и автоматика электрических систем: Учебное пособие. – Благовещенск: Изд-во Амурского гос. ун-та, 2004 – 136 с. 5. Козлов, Александр Николаевич. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем: лаб. практикум. Ч. 3 : Электроавтоматика / А. Г. Ротачева, 2006 - 92 с. 6. Козлов А.Н., Ротачев Ю.А. Релейная защита и автоматика. Учебное пособие. – Благовещенск: Изд-во Амурского гос. ун-та, 2006 – 120 с. 7. Гуревич, Юрий Ефимович. Расчеты устойчивости и противоаварийной автоматики в энергосистемах/ Ю. Е. Гуревич, Л. Е. Либова, А. А. Окин, 1990 - 390 с. 8. Дудченко, Леонид Николаевич. Управление частотой и активной мощностью в энергообъединении: учеб. пособие: рек. ДВ. РУМЦ / Л. Н. Дудченко, 1999 - 116 с.
