Автоматическое управление в электроэнергетике

Beschreibung: 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.

Betrag der Credits: 5

Пререквизиты:

• Электрические сети и системы

Arbeitsintensität der Disziplin:

Komponente: Вузовский компонент

Zyklus: 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

Lehrmethoden

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.

Bewertung des Wissens der Studierenden

Die Bewertungspolitik der Lernergebnisse nach Arbeitstyp

Bewertungsbogen

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:

 

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:

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, 2009 - 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., 2010 - 336 с. 3 Андреев, Василий Андреевич. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: учеб. : рек. Мин. обр. РФ / В. А. Андреев, 2008 - 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, 2007 - 157 с. 5. Автоматизация диспетчерского управления в электроэнергетике/ Под общей ред. Ю.Н.Руденко и В.А. Семенова. - М.: Издательство МЭИ, 2000. 6. Amirouche, Farid. Principles of Computer-Aided Design and Manufacturing : учебник / F. Amirouche. - 2nd ed. - New Jersey : Pearson Prentice Hall, 2004. 7. Chang Tien-Chien. Computer-Aided Manufacturing : к изучению дисциплины / Chang Tien-Chien, Wysk Richard A., Wang Hsu-Pin. - New Delhi : Pearson, 2009.

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.