۲۹ امرداد ۱۳۹۷

تحلیل سیستم های انرژی الکتریکی 2

دانشکده ریاضیات و علوم کامپیوتر/ گروه مهندسی برق وکامپیوتر دانشکده / گروه
کارشناسی مهندسی برق رشته تحصیلی

تحلیل سیستمهای انرژی الکتریکی 2 Electrical Energy System Analysis II                

(464206)

عنوان و کد درس
3 (تخصصی الزامی) تعداد واحد و نوع
تحلیل سیستمهای انرژی الکتریکی 1 پیش نیاز درس
نیمسال اول تحصیلی 96-97 ترم تحصیلی
G4GSP-RJRSW رمز  schoology درس

نام استاد: دکتر حسین زینل

شماره اتاق: دفتر برنامه ریزی، ساختمان شهید موافق

شماره تماس: 0283-3894407

آدرس ایمیل: hzeynal@gmail.com    و  hzeynal@bzte.ac.ir

دریافت نسخه  الکترونیکی طرح درس

 

خلاصه درس:

در این درس، آشنایی با مدل های مهم و روشهای مستقیم و غیر مستقیم طراحی شبکه های انرژی الکتریکی (Ybus  و  Zbus) از اولین گام های ورود به دنیای تحلیل سیستم های قدرت ( تحلیل های اقتصادی سیستم، امنیت ولتاژ، کیفیت و پایداری توان )  می باشد. محاسبه انواع خطا ها در سیستم قدرت ( متقارن و نامتقارن)  با استفاده از روشهای مولفه های متقارن و شبکه توالی بمنظور ارزیابی سطح امنیت شبکه از مباحث اصلی این درس می باشد.  در انتها به تحلیل پایداری سیستم قدرت با تکیه بر روشهای متداول معیارسطوح برابر و محنی نوسان پرداخته که دریچه ای به درک عمیق تر از مفهوم سیستم و محدودیتهای عملی محاسبات پایدار بودن و پایدار ماندن سیستم انرژی الکتریکی در این درس خواهد بود. در ضمن، این درس بر اساس استاندارد مساله-محور PBL در قالب سیستم مدیریت آموزشی پیامد-محورOBE  ارائه می گردد.

 

اهداف یادگیری درس:

:LO1      مدل سازی سیستمهای انرژی الکتریکی  توسط مدل ادمیتانس  [Ybus] و امپدانس [Zbus]

:LO2      محاسبه خطاهای متقارن با استفاده از ماتریس و مدارهای معادل Zbus  

   :LO3   یافتن مولفه های متقارن فازورهای نامتقارن

 :LO4 تحلیل انواع خطاهای نامتقارن با استفاده از توالی شبکه  

 : LO5  بررسی پایداری سیستمهای انرژی الکتریکی با استفاده از معیار سطوح برابر و معادله نوسان  

LO6            : طراحی کامپیوتری سیستم قدرت در یک نرم افزار تجاری مانند ®Digsilent (تحلیل امنیت، ارزیابی پایداری)

 

ماتریس همپوشانی اهداف یادگیری و حیطه یادگیری(LO->H3)

اهداف یادگیری درس

درکی ، شناختی

(Cognitive)

طراحانه و خلاقانه

(Psychomotor)

مدیریتی و عاطفی

(Affective)

LO1 2    
LO2 2 2  
LO3 2    
LO4 3 1  
LO5 3    
LO6 2 3 2

توضیح:  1=کم   2= نسیتا"   3= خیلی

 

روش تدریس و یادگیری درس:

مطالب این درس بصورت زیر ارائه می گردد:

 -ترکیب استفاده از اسلایدهای درس و تخته-ماژیک

-استفاده از LMS پایگاه مدیریت یادگیری  Schoology

-حل تمرین

- نرم افزار  MATLAB و Microsoft Visual studio و  Digsilent

 

برنامه هفتگی برگزاری کلاس:

چهارشنبه ها:17-15 اتاق 325 ساختمان شهید احمدی روشن

چهارشنبه ها(فرد) : 13-15 اتاق  321 ساختمان شهید احمدی روشن

ساعت مشاوره هفتگی و محل:  دو شنبه ها 10-12، دفتر برنامه ریزی، ساختمان شهید موافق

برنامه هفتگی :

تعداد ساعات تدریس موضوع جلسه هفته #
4

مدل ادمیتانس و محاسبات شبکه:

-شبکه ادمیتانس معادل

-ماتریس تلاقی شبکه

Ybus-

1

2

2

4

 

4

 

مدل امپدانس و محاسبات شبکه:

-ماتریس های ادمیتانس و امپدانس شبکه

-اصلاح ماتریس Zbus موجود

-پیدا کردن ماتریس امپدانس شینه به روش مستقیم

-دیاگرام تک خطی

2

3

3

4

6

خطاهای متقارن:

-حالتهای گذرا در مدارهای RL سری

-محاسبه خطا با استفاده از ماتریس  Zbus

-محاسبات اتصال کوتاه با استفاده از مدارهای معادل Zbus

5

5

6

4

2

4

مولفه های متقارن و شبکه های توالی:

-بررسی فازوهای نامتقارن از طریق مولفه های متقارن

-مولفه های متقارن فازورهای نامتقارن

-مدارهای ستاره مثلث متقارن

-توان برحسب مولفه های متقارن

-مدارهای متوالی

-شبکه های متوالی

7

8

9

9

10

11

4

 

 

4

خطاهای نامتقارن:

-خطای یک خط به زمین

-خطای خط به خط

-خطای دو خط به زمین

-خطای مدارباز

12

12

13

13

2

4

4

پایداری سیستم قدرت:

-مساله پایداری

-دینامیک روتور و معادله نوسان

-معادله توان-زاویه

-معیار سطح های برابر

-حل گام به گام منحنی نوسان

14

15

15

16

16

سیستم ارزشیابی درس:

هفته برگزاری وزن المان ارزشیابی (%) متد ارزشیابی

هفته# 3 شروع

هفته# 6 تحویل

5% تکلیف فردی( ساخت مدل کامپیوتری ماتریس ادمیتانس و امپدانس و تحلیل کیفیت توان تحت خطای متقارن با استفاده ازcell programming® Excel)
هفته#   1-15 5% کوئیزهای شفاهی (تمام فصل ها با /بدون اعلام قبلی)
هفته# 12 (8 آذر 96- ساعت 16-17 اتاق 321) 10% امتحان میان ترم(تا پایان فصل خطاهای متقارن)

هفته#12 شروع

هفته# 15 تحویل و ارائه

20% پروژه گروهی(تحلیل و شبیه سازی کامپیوتری امنیت شبکه قدرت تحت خطاهای نامتقارن توسط نرم افزار تجاریPower Factory  Digsilent® )
هفته# 17- 19 60% امتحان پایان ترم(تمام فصل ها)

 

ماتریس همپوشانی ارزشیابی و اهداف یادگیری درس:

LO6 LO5 LO4 LO3 LO2 LO1

متد ارزشیابی

        * * تکلیف فردی
  * * * * * کوئیزها
        * *

امتحان میان ترم

*   * *     پروژه گروهی
* * * * * * امتحان پایان ترم

 

مراجع و منابع اصلی:

1- W. D. Stevenson, Elements of Power Systems Analysis, 4th ed. McGraw-Hill, 1982

2- Hadi Saadat, Power System Analysis, PSA Publishing, 3rd Edition, 2010

3-Denny and D. E. Dismukes, Power System Operation and Electricity Markets

 

مراجع و منابع فرعی:

1-T. Gonen, Modern Power System Analysis, CRC Press, 2nd edition, 2013

2- O. L. Elgerd, Electric energy systems theory: An Introduction, McGraw-HilI, 1972

3-M. E. El-Hawary, Electrical Energy Systems, CRC Press

 

محدودیت ها و شرایط تکالیف تحویلی و ضوابط اعطاء وقت اضافه:

تکالیف تحویلی و گزارش ها باید دارای قالب استاندارد ( سه صفحه Cover Pages ابتدای هر گزارش که از وب سایت دانشگاه قابل دانلود می باشد)بهمراه  تاریخ قید شده و امضاء تمام اعضای گروه باشد.

دانشجویان می بایست تکالیف و گزارش ها را در زمان مقرر بصورت فایل نرم softcopy  در پایگاه Schoology درس بفرستد و گزارش پرنیت شده hardcopy را مستقیما" به استاد درس تحویل دهد.

هرگونه دیرکرد در تحویل گزارش و یا پروژه چه softcopy  ویا  hardcopy مشمول خسارت خواهد شد و به ازای هر روز دیرکرد 10% از نمره احتسابی شما برای آن المان ارزشیابی کسر خواهد شد.

 

قوانین برخورد با تقلب و سرقت علمی :

1-درصورت مشاهده هر یک از مصادیق تقلب در آیتم های ارزشیابی، نمره شما صفر منظور گردیده و از شرکت شما در امتحان پایان ترم ممانعت خواهد شد.
2-سرقت علمی باعث مخدوش شدن چهره علمی و نابودی حیثیت دانشگاه  می شود و خسارتی جبران ناپذیر را برای جامعه علمی کشور در پی خواهد داشت. لذا مرکز آموزش عالی فنی و مهندسی بوئین زهرا با هر گونه مصادیق سرقت علمی  ( در سایت دانشگاه اعلام شده است)  به شدت برخورد خواهد کرد. در صورت کشف چنین جرایمی نمره دانشجو در هر مرحله از تحصیل  به صفر تغییر یافته و پرونده آموزشی دانشجو معلق و جهت اتخاذ تصمیماتی شدیدتر به شورای انضباطی دانشگاه ارجاع می گردد.