Engelska
Svenska

Varje hösttermin

Elektrisk energi är sedan länge mycket viktig för vårt välstånd. Centralt i den pågående klimatomställningen är energiomställningen där fossil energi ersätts med elenergi från förnybara källor. Detta möjliggör ökad elanvändning för elektrifiering av vägtransporter och industriella processer. Vindkraft och solel skiljer sig från traditionell elproduktion genom att dels vara väderstyrd och därmed variabel, dels anslutas till elnätet med kraftelektroniska omvandlare. Elkraftsystemet utvecklas nu snabbt för att kunna möta dessa utmaningar vilket innebär förändring av planering och drift. Kapacitetsbegränsningar hanteras både med traditionell nätförstärkning och med automatisk styrning av flexibel produktion och flexibel förbrukning.

Kursen ger inblick i elkraftsystemets uppbyggnad och egenskaper vid normaldrift och vid felfall, samt inverkan av förnyelsebar produktion. Centralt är möjliga åtgärder vid drift och hur olika former av instabilitet begränsar överföringsförmågan. Kursinnehållet föreläses och studeras genom räkneövningar samt praktiska prov vid två laborationer med förberedande datorövningar. I industrin används datorberäkningar för analys av stora elkraftsystem. Dessa beräkningar ingår i kursen men parallellt görs även beräkningar för hand för att kunna tolka datorberäkningarna.

Komponenter: De viktigaste komponenterna i kraftsystemet, från kraftverket till konsumenten, beskrivs till uppbyggnad och funktion.

Systemrepresentation: Enlinjeschema och symmetriska komponenter används för att beskriva kraftsystemet. Normering med per unit-systemet införs för jämförelse av storheter mellan olika spänningsnivåer eller märkeffekter. Karakteristika som kortslutningseffekt och -impedans beskrivs.

Systemegenskaper: Både normal drift och onormala tillstånd såsom kortslutning och osymmetri studeras. Kraftsystemets egenskaper avseende vinkel- och spänningsstabilitet analyseras. Dator används för bland annat dynamiska simuleringar och lastfördelningsberäkningar. Reglering av spänning, frekvens, aktiv och reaktiv effekt visas. Reläskydd och selektivitet beskrivs.

Studiebesök: I kursen ingår studiebesök hos kraftbolag eller liknande.

kunna formulera enkla modeller av ett enkelt elkraftsystem för beräkning av lastflöde respektive symmetriska och osymmetriska felströmmar,
kunna beskriva beräkningsgången i datorprogram för beräkning av lastflöde,
kunna beräkna symmetriska och osymmetriska felströmmar utan dator för en enkel modell av ett elkraftsystem,
kunna formulera stabilitetskriterier för enkla kraftsystemmodeller,
kunna förklara begreppet selektivitet i samband med bortkoppling av fel.

kunna genomföra datorberäkningar av felström, stabilitet och lastflöde för flera icke-triviala kraftsystemmodeller;
kunna utvärdera datorberäkningar av felström, stabilitet och lastflöde genom överslagsräkning utan dator.

visa insikt i kraftsystemets möjligheter och begränsningar och dess roll i samhället.

Föreläsningar

Laborationer

övningar

Studiebesök

Skriftlig tentamen

Skriftlig tentamen (5 tim) av problemlösningstyp med insprängda teorifrågor.

Underkänd, godkänd

ESS060, ESSF15 Elenergiteknik (E), MIE012, EIEF35 Elektroteknikens grunder (M), ETE115, EITF990 Ellära och elektronik (F).

Glover, D, J. & Sarma: Power System Analysis and Design, (International Edition (4th)).. Cengage Learning, 2007. ISBN 9780495295969.

Senast tillgängliga upplaga rekommenderas: · J. D. Glover, T. Overbye, M. Sarma: Power System Analysis and Design, Cengage Learning, UK, 2016, 6th SI edition ISBN-13: 9781305636187. J. D. Glover, T. Overbye, M. Sarma, A. Birchfield: Power System Analysis and Design, Cengage Learning, UK, 2023, 7th SI edition ISBN-13: 9780357676196

EIEN15F

2022-08-08

Maria Sandsten