Программа подготовки: Оптимизация структур, параметров и режимов систем электроснабжения и повышение эффективности их функционирования Квалификация (степень) выпускника: магистр
| скачать МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ электроэнергетики (ИЭЭ) ___________________________________________________________________________________________________________ Направление подготовки: 140400 - Электроэнергетика и электротехника Программа подготовки: Оптимизация структур, параметров и режимов систем электроснабжения и повышение эффективности их функционирования Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная ^ "Основы расчета установившихся режимов систем электроснабжения"
Москва - 2011 ^ Целью дисциплины является получение необходимых знаний о современных методах математического моделирования и алгоритмах расчета установившихся режимов работы сложных систем электроснабжения. По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
Задачами дисциплины являются:
^ Дисциплина относится к части профессионального цикла М.2 по выбору основной образовательной программы подготовки магистров по программе «Оптимизация структур, параметров и режимов систем электроснабжения и повышение эффективности их функционирования» направления 140400 – Электроэнергетика и электротехника. Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Специальная математика", "Системы электроснабжения городов и промышленных предприятий" и учебно-производственной практике. Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплины "Оптимизация структур и параметров систем электроснабжения". ^ В результате освоения учебной дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования: Знать:
Уметь:
Владеть:
^ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.
^ 4.2.1. Лекции: 2 семестр 1. Задачи расчетов установившихся режимов сложных систем электроснабжения. Классификация элементов схем замещения. Задачи расчетов установившихся режимов сложных систем электроснабжения. Факторы, определяющие эффективность решения инженерных задач на ПЭВМ. Классификация элементов схемы замещения системы электроснабжения (активные, пассивные, узловые, линейные). Классификация узлов. Модель ветви, модель узла. Исходная информация для расчета установившихся режимов. Информационно-вычислительная система – банк данных, СУБД и ее функции. Модели данных. 2. Основные уравнения, описывающие установившиеся режимы сложных систем электроснабжения. Основные уравнения, описывающие установившиеся режимы систем электроснабжения Узловое уравнение состояния системы электроснабжения (в форме баланса токов, мощностей). Базисный и балансирующий узлы. Требования к выбору балансирующего узла. Эффективность расчета режима на этапе формирования уравнений и на этапе их решения итерационными методами. Формирование матрицы узловых проводимостей (матрицы Y) – исходные данные, алгоритм, программная реализация формирования матрицы Y. Учет трансформаторных связей в расчетах УР. Методы решения систем линейных алгебраических уравнений – прямые, итерационные. Метод Гаусса с обратным ходом. Вычислительная схема прямого и обратного хода, основные формулы. Программная реализация метода Гаусса с обратным ходом. Преимущества, недостатки метода. Принципы учета слабой заполненности сетевых матриц при использовании метода Гаусса. Алгоритмы упорядочения, их классификация. Хранение слабо заполненных матриц: требования к схемам хранения (упаковки) матриц, различные схемы упаковки, схема связанного списка. Формирование матрицы Y в компактной форме. Алгоритм формирования матрицы, основные массивы, представляющие матрицу Y в компактной форме. Программная реализация формирования матрицы Y в компактной форме.
узловых уравнений в форме баланса токов, коэффициенты которых представлены в комплексной форме. Итерационные методы расчета установившихся режимов. Поузловые методы, методы одновременного решения уравнений. Области сходимости, вычислительная эффективность. Алгоритм и подпрограмма расчета установившегося режима методом Зейделя. Свойства метода Зейделя, коэффициент ускорения. Достоинства, недостатки метода. Вычислительная схема метода Зейделя при задании опорных генераторных узлов (узлов в форме Pг-Uг). Метод Гаусса применительно к решению нелинейного узлового уравнения в форме баланса токов. Блок-схема решения уравнения на основе метода Гаусса. Недостаток метода. Решение нелинейного узлового уравнения в форме баланса токов на основе обращения матрицы Y, блок-схема решения, недостаток метода. L-H факторизация матриц. Алгоритм вычисления элементов факторизованной матрицы, программная реализация L-H факторизации матриц. Решение нелинейного узлового уравнения в форме баланса токов на основе L-H факторизации матрицы Y. Вычислительная схема прямой и обратной подстановки. Блок-схема решения, достоинства метода. Метод расчета режимов, основанный на сочетании методов Зейделя и Гаусса при решении нелинейного узлового уравнения в форме баланса токов. Достоинства и недостатки метода.
разделения узлового уравнения, представленного в комплексной форме, на два уравнения с действительными коэффициентами. Методы расчета установившихся режимов, требующие разделения узлового уравнения в комплексной форме на два уравнения с действительными коэффициентами. Прямоугольная и полярная системы координат. Узловое уравнение состояния электрической системы в форме баланса мощностей, записанное в прямоугольной и полярной системах координат. Сущность метода Ньютона, Формы записи уравнений в прямоугольной и полярной системах координат. Решение узловых уравнений в форме баланса мощностей, записанных в прямоугольной и полярной системах координат, методом Ньютона. Зависимость размерности задачи расчета установившегося режима методом Ньютона, размерности матрицы Якоби от формы записи уравнений (в прямоугольной или полярной системах координат) и формы представления генераторных узлов. Свойства матрицы Якоби. Свойства метода Ньютона, проявляющиеся при решении нелинейных узловых уравнений с целью расчета установившегося режима сложных систем электроснабжения. Модификации метода Ньютона. Сущность градиентного метода. Понятие градиента и антиградиента. Алгоритм расчета установившегося режима сложной системы электроснабжения методом градиентного спуска. Выбор шага t движения в направлении антиградиента. Достоинства и недостатки метода.
комплексов в части расчета установившихся режимов сложных систем электроснабжения. Обзор современных российских и зарубежных ПВК, возможности которых включают расчет установившихся режимов сложных систем электроснабжения. ^ 2 семестр Выдача расчетных заданий и схемы для расчета режима по программе RastrWin. Методические указания по выполнению расчетного задания. Расчет установившегося режима сложной системы электроснабжения методом в два этапа и решением узлового уравнения в форме баланса токов. Сопоставительный анализ результатов расчета режима двумя методами. Формирование матрицы узловых проводимостей Y с учетом трансформаторных связей. Формирование узловых уравнений в форме баланса токов для сложной системы электроснабжения. Решение комплексных уравнений в форме баланса токов методом Зейделя при представлении генераторного узла опорным и не опорным. Решение уравнений в форме баланса токов, записанных в прямоугольной системе координат, методом Зейделя. Решение нелинейного узлового уравнения в форме баланса мощности для сложной электроэнергетической системы, записанного в прямоугольной и полярной системах координат, методом Ньютона. Решение узлового уравнения, записанного в форме баланса мощности в прямоугольной системе координат, методом градиентного спуска. Сопоставление результатов расчета, полученного различными методами. ^ : Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены. 4.4. Расчетные задания: 2 семестр Расчет режима сложной системы электроснабжения, используя современный программно-вычислительный комплекс RastrWin. 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы. Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен. ^ Лекционные занятия проводятся как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием компьютерных презентаций. Презентации лекций содержат большое количество схем и фотоматериалов. ^ проводятся в традиционной форме в виде рассмотрения и обсуждения решения типовых задач. Самостоятельная работа включает подготовку к тестам, выполнение расчетного задания и подготовка к его защите, подготовку к зачету и экзамену. ^ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов и защита расчетного задания. Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен. Оценка за освоение дисциплины определяется как оценка на экзамене. В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр. ^ 7.1. Литература: а) основная литература: 1. Электрические системы. Электрические сети./ Под ред. В.А. Веникова, В.А. Строева М.: Высшая школа, 1998. 2. Электрические системы и сети в примерах и иллюстрациях./ Под ред. В.А. Строева М.: Высшая школа, 1999. б) дополнительная литература: 1. Т.И. Шелухина. Расчет нормальных и предельных по мощности установившихся режимов сложных энергосистем. Учебное пособие. М.: Издательство МЭИ, 2005. 2. В.А. Строев, Н.Г. Филиппова, Т.И. Шелухина, С.В. Шульженко. Изучение методов расчета установившихся режимов сложных энергосистем. Лабораторный практикум по курсу “Алгоритмы задач электроэнергетики”. Учебное пособие. М.: Издательство МЭИ, 2005. ^ а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: http//www.RastrWin.ru б) другие: набор слайдов по тематике лекций. ^ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и компьютерные классы для проведения практических занятий. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 – Электроэнергетика и электротехника. ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ: к.т.н., доцент Шведов Г.В. "УТВЕРЖДАЮ": Зав. кафедрой электроэнергетических систем к.т.н., доцент Шаров Ю.В.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: 