Математические задачи и компьютерное моделирование в электроэнергетике
Описание: Дисциплина развивает у студентов способность понимать и применять математические методы и компьютерные технологии для моделирования процессов в электроэнергетике, анализировать их поведение и оценивать эффективность решений. Курс охватывает основы математического моделирования, методы численного анализа и применения специализированного программного обеспечения для решения задач проектирования, оптимизации и управления в энергетических системах. В результате обучения студент будет способен: знать основные методы моделирования в электроэнергетике; понимать принципы работы математических моделей энергетических процессов; применять численные методы для решения прикладных задач; анализировать результаты моделирования; оценивать эффективность предложенных решений; разрабатывать и реализовывать модели для оптимизации работы энергетических систем.
Количество кредитов: 5
Пререквизиты:
- Введение в инженерное образование
Трудоемкость дисциплины:
| Виды работ | часы |
|---|---|
| Лекции | 15 |
| Практические работы | |
| Лабораторные работы | 30 |
| СРОП | 30 |
| СРО | 75 |
| Форма итогового контроля | экзамен |
| Форма проведения итогового контроля |
Компонент: Вузовский компонент
Цикл: Базовые дисциплины
Цель
- связать общетеоретический курс математики с её конкретным применением при решении различных задач электроэнергетики, дать математический и методологически аппарат для прикладных исследований.
Задача
- подготовить студентов к восприятию теоретических вопросов в специальных курсах и сознательному применению при решении прикладных задач методов и приёмов, приводящих наиболее быстро к достоверным результатам. Студенты специальности 050718 - Электроэнергетика должны иметь представление о ряде основных задач, решаемых в области электроэнергетики: расчеты нормальных режимов энергосистем, исследование статистической и динамической устойчивости, оптимизация режимов энергосистем, исследование переходных процессов в электрических цепях и ряд других.
Результат обучения: знание и понимание
- Знать основные математические уравнения для решения электроэнергетических задач, уметь проводить проводить расчеты для получения результатов
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Обладать навыками постановки математических задач электроэнергетических процессов, применять методы программирования для решения поставленных задач, анализировать результаты в соответствии с граничными и начальными условиями и физической целесообразности
Результат обучения: формирование суждений
- Иметь способности обосновывать математическое решение и моделировать технологические процессы электроэнергетики для решения производственных, практических и лабораторных проблем
Результат обучения: коммуникативные способности
- Быть способным анализировать режимы работы энергосистем на основе математических методов, исследовать статическую, динамическую устойчивость энергосистем, обрабатывать полученные результаты и анализировать режимы работы электроэнергетических процессов в команде
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- Владеть навыками определения целесообразности исследований и обработки полученных результатов, использовать современные вычислительные средства при проведении исследований на основе математического и компьютерного моделирования электроэнергетических процессов.
Методы преподавания
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.
Оценка знаний обучающегося
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.
| Период | Вид задания | Итого |
|---|---|---|
| 1 рейтинг | Лабораторная работа 1 | 0-100 |
| Лабораторная работа 2 | ||
| Лабораторная работа 3 | ||
| Лабораторная работа 4 | ||
| Индивидуальное задание 1 | ||
| Рубежный контроль | ||
| Конспект лекции | ||
| 2 рейтинг | Лабораторная работа 5 | 0-100 |
| Лабораторная работа 6 | ||
| Лабораторная работа 7 | ||
| Лабораторная работа 8 | ||
| Индивидуальное задание 2 | ||
| Рубежный контроль | ||
| Конспект лекции | ||
| Итоговый контроль | экзамен | 0-100 |
Политика оценивания результатов обучения по видам работ
| Вид задания | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Отлично | Хорошо | Удовлетворительно | Неудовлетворительно |
Форма оценки
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
- Введение
- Общие сведения об электроэнергетике
- Применение методов математического программирования в электроэнергетике
- Теория направленных и ненаправленных графов
- Нелинейное программирование
- Динамическое программирование
- Критериальное программирование
- Применение теории вероятностей и математической статистики в электроэнергетических задачах
Основная литература
- 1. Гордиевский И.Г. Критериальный анализ некоторых технико- экономических задач энергетики. Изд.: «Высшая школа (Москва)», 2002. 2. Волков Л.Т. Математические задачи энергетики. Типовые задачи: Учеб.пос. / Энергия, 2003. 3. Электрические системы. Математические задачи электроэнергетики: Учебник для студентов вузов / Под ред. В.А. Веникова. - М.: Высшая школа, 1986.-288 с. 4. Астраханов Ю.А., Веников В.А., Ежков В.В. Электроэнергетические системы в примерах и иллюстрациях. - М.: Высшая школа, 1989. 5. Электрические системы и сети, Ежков В.В. и др.: Учебное пособие для электроэнергетических спец. / Учебная литература / Технические науки. - Изд.: «Высшая школа (Москва)», 2005. 6. Электрические системы и сети в примерах и иллюстрациях: Учебное пособие для электроэнергетических спец. Ежков В.В. и др. - Изд.: «Высшая школа (Москва)», 2002. - 352 с. 7. Арион В.Д., Журавлев В.Г, Применение динамического программирования к задачам электроэнергетики / Ответ. Ред. В.А. Веников.- Кишинев, 1989.- 135 с. 8. Введение в математическое моделирование Трусов П.В., ред. Издательство: «Логос», 2004. 9. Уравнения в частных производных для инженеров: Перевод с английского. Шарма Дж.Н., Сингх К. - Изд.: «Техносфера», 2002. 10. Оптимальные решения: Лекции по методам обработки измерений. Саврасов Ю.С. - Изд.: «Радио и связь», 2000. - 151 с.
