Drift af elektriske energisystemer
Overordnede kursusmål
Formålet med kurset er at lære studerende om drift, styring og automatisering af el-systemer.
Kurset er opdelt i to dele. Del 1 handler hovedsagelig om elsystemdrift inklusive vedvarende energi og de forskellige styresystemer til styring af el-systemer, som er nødvendige for at styre aktiv effekt, reaktiv effekt, spænding og frekvens, samtidig med at el-systemet bliver stabilt med vedvarende energikilder. I denne del vil studerende blive vist hvordan man simulerer disse forskellige styresystemer ved hjælp af PowerFactory, samt hvordan man bruger forskellige værktøjer i PowerFactory til at tjekke for systemstabilitet.
Del 2 handler om el-system automatisering med fokus på de forskellige SCADA-kommunikationsprotokoller, fx IEC 608705-101 & 104, IEC 61850, GOOSE osv., Automationssystemer til el-system, fx SICAM PAS og SCADA-systemer, fx SICAM SCC. De studerende vil opnå viden om SCADA principper og deres forhold til el-systemer.
Denne baggrund gør det muligt for eleverne at analysere eksisterende energisystemer og evaluere tendenser mod intelligente systemer og komponenter, dvs. Digital Grid, Grid 4.0 og Smart Grid-systemer.
See course description in English
Læringsmål
- Forstå princippet og brugen af regulator-, AVR- og PSS-controllere i et elsystem og hvordan man modellerer dem ved hjælp af PowerFactory
- Forstå, hvordan man tester for transiet stabilitet under fejltilstand på et elsystem ved hjælp af PowerFactory
- Forstå oscillatorisk stabilitet, hvordan man bestemmer egenværdierne ved hjælp af PowerFactory og hvordan en PSS controller kan løse oscillatoriske problemer i et elsystem
- Forstå frekvensstabilitet i et elsystem og hvordan man simulerer dette ved hjælp af PowerFactory
- Forstå konventionel og vedvarende energiproduktion inklusive PV, vind- og energilagring og deres modeller i PowerFactory
- Forstå stabiliteten af elsystemet med integration af vedvarende energi og virkningen af den lave inerti, og hvordan den kan afbødes ved brug af virtuel inerti og virtuelle synkrone maskiner
- Forstå spændingsstabilitet i et elsystem og hvordan man bruger PV og QV-kurver i PowerFactory til at bestemme niveauet for spændingsstabilitet og de reaktive effect påkrævet i et elsystem
- Forstå de grundlæggende principper for beredskabsanalyse og hvordan man simulerer dette i et elsystem ved hjælp af PowerFactory
- Forstå principperne om økonomisk forsendelse, enhedsforpligtelse, optimalt effect flow og energimarkedet
- Forstå forskellen mellem de forskellige SCADA-protokoller, fx IEC 60870-5-101 / 104, IEC 61850, Modbus osv.
- Forstå de grundlæggende principper for transformatorstationautomatisering ved hjælp af GOOSE og et strømautomatiseringssystem, fx. SICAM PAS og kunne implementere grundlæggende automatisering ved hjælp af GOOSE messaging og CFC programmering
- Forstå de grundlæggende principper for SCADA konfiguration (“programmering”), hændelsesoptagelse og alarmhåndtering
Kursusindhold
Del 1:
– Elproduktion ved hjælp af fossilt brændstof og vedvarende energikilder og energilagring
– Elsystemers styringssystemer til styring af aktiv effekt, reaktiv effekt, spænding og frekvens – regulatorstyring, automatisk spændingsregulator (AVR), elsystemstabilisator (PSS) og “station controllers”
– Elsystemers stabilitet med hensyn til frekvens og spænding
– Stabilitet i elsystemet med integration af vedvarende energi
– Transient stabilitet og oscillerende stabilitet
– Beredskabsanalyse, PV & QV-kurver og PTDF
– Økonomisk forsendelse, enhedsforpligtelse og optimal strømstyrke
– Markedsbaseret drift af strømforsyningssystemer
Del 2:
– SCADA-kommunikationsprotokoller, fx IEC 60870-5-101/104, IEC 61850, osv.
– Substationsautomatiseringssystemer og GOOSE-protokollen
– SCADA systemprogrammering
Anbefalede forudsætninger
62761/62784
Undervisningsform
Forelæsninger, øvelser, projektarbejde i grupper
Fakultet
Bemærkninger
Sektion for Elektrisk energi
Elektrisk Energiteknologi: 5. semester (specialisering)
PowerFactory 2020 er tilgængeligt for studerende via VPN