Рабочая программа учебной дисциплины АСДУ, оптимизация режимов энергосистем (стр. 2 )

Для изучении дисциплины предусмотрены следующие формы организации учебного процесса: лекции, практические занятия, лабораторные работы, контрольное задание, самостоятельная работа студентов, индивидуальные и групповые консультации,

Специфика сочетания перечисленных методов и форм организации обучения отражена в матрице (табл. 2).

Таблица 2.

Методы и формы организации обучения (ФОО)

Формы ОО Методы	Лекц.	Пр. зан.	Лаб. зан.	СРС	Контр. з.
Опережающая самостоятельная работа
Методы IT
Междисциплинарное обучение
Проблемное обучение
Обучение на основе опыта
Исследовательский метод

6. Организация и учебно-методическое обеспечение СР студентов

Самостоятельная работа является наиболее продуктивной формой образовательной и познавательной деятельности студента в период обучения. Для реализации творческих способностей и более глубокого освоения дисциплины предусмотрены следующие виды самостоятельной работы: 1) текущая и 2) творческая проблемно-ориентированная.

6.1. Текущая самостоятельная работа, направленная на углубление и закрепление знаний студента, развитие практических умений включает:

– работу с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по индивидуальному заданию;

– опережающую самостоятельную работу;

– выполнение домашних заданий;

– изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;

– подготовку к лабораторным работам, к практическим занятиям;

– подготовку к контрольным работам, зачету, экзамену;

6.2. Творческая проблемно – ориентированная самостоятельная работа (ТСР) предусматривает:

–выполнение контрольного задания;

– исследовательскую работу и участие в научных студенческих конференциях, и олимпиадах;

– поиск, анализ, структурирование и презентацию информации;

– углубленное исследование вопросов по тематике лабораторных работ.

6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине

6.3.1. С целью развития творческих навыков у студентов при изучении настоящей дисциплины определен перечень тем научно-исследовательских работ и рефератов:

– оптимизационные расчеты и анализ технико-экономических показателей электрических сетей;

– планирование и прогнозирование режимов энергосистем;

– выбор оптимального состава работающего оборудования в энергосистеме;

– распределение нагрузки между электростанциями;

– оптимизация режима сети по уровням напряжения и реактивной мощности: математическая формулировка задачи, методы ее решения;

– оптимизация режима системы при наличии ГЭС: математическая формулировка задачи оптимального распределения нагрузок между станциями;

– задачи диспетчерской службы.

6.3.2. Тема контрольного задания – «Оптимизационные расчеты, выполняемые при управлении энергосистемами»

Тематика контрольного задания связана с выполнением оптимизационных расчетов при планировании режима энергосистемы на следующие сутки. Контрольное задание позволяет проявить творческие навыки, приобрести практический опыт решения инженерной задачи, закрепить и усвоить теоретический материал. Вопросы контрольного задания охватывают большую часть теоретического лекционного материала и практических занятий.

Таблица 3

Содержание и трудоемкость контрольного задания

Наименование разделов контрольного задания	Трудоемкость, час	часов кон­сультаций
самост. работы	%
В. Введение. В.1. Роль АСДУ в управлении режимами энергосистем. В.2. Общая характеристика оптимизационных задач, решаемых АСДУ. 1. Подготовка исходных данных для оптимизации режимов энергосистемы. 1.1. Характеристики и параметры элементов и режима энергосистемы. 1.2. Прогнозирование суточных графиков нагрузки энергосистемы для активной, реактивной и полной мощностей и определение их характеристик. 1.3. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях и электростанциях и числа агрегатов на электростанциях. 1.4. Расчет и построение расходных характеристик агрегатов и электростанций в целом. Определение параметров ВЛЭП и трансформаторов. 2. Определение коэффициентов формулы потерь активной и реактивной мощностей. Экономичное распределение активной мощности между электростанциями по критерию: ”Минимум потерь активной мощности”. 3. Экономичное распределение активной нагрузки между электростанциями по критерию равенства относительных приростов расхода условного топлива с учетом сетевого фактора. Построение суточных графиков активных мощностей для электростанций. 4. Оптимальное распределение активной мощности между электростанциями без учета сетевого фактора и между агрегатами на электростанции ЭС-2. 5. Экономичное распределение реактивной мощности между ее источниками. 6. Выбор регулирующей станции, коррекция оптимальных графиков нагрузки электростанций. 7. Расчет оптимальных установившихся режимов с использованием вычислительного комплекса “Мустанг” (или “Дакар”) для разных критериев оптимальности (п.2, п.3, п.4 ). 8. Анализ результатов проведенных оптимизационных расчетов. 9. Заключение. 10. Оформление контрольного задания Итого	1 1 9 2 2 2 3 5 5 5 5 2 5 2 2 6 48	2 2 18 4 4 4 6 10 10 10 10 4 10 4 4 16 100	1 1 1 1 1 1 1 1 0,5 0,5 0,5 0,5 10

6.4. Контроль самостоятельной работы студентов

Контроль самостоятельной работы студентов и качество освоения отдельных модулей дисциплины осуществляется посредством:

– защиты лабораторных работ в соответствии графиком выполнения;

– представления выполненного материала по контрольному заданию;

– ответов на контрольные вопросы;

– опроса студентов на практических занятиях.

Оценка текущей успеваемости студентов определяется в баллах в соответствии рейтинг – планом, предусматривающем все виды учебной деятельности.

6.5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

При выполнении самостоятельной работы студенты имеют возможность пользоваться специализированными источниками, приведенными в разделе 9. «Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины» и Internet-ресурсами: http://portal. *****/SHARED/n/NATALIAFIX.

7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины

Для текущей оценки качества освоения дисциплины и её отдельных модулей разработаны и используются следующие средства:

– список контрольных вопросов по отдельным темам и разделам;

– контрольное задание;

– перечень тем научно-исследовательских работ и рефератов;

– методические указания к лабораторным работам.

Для промежуточной аттестации подготовлен комплект билетов – 25 шт.; билеты содержат три теоретических вопроса. Для защиты контрольного задания имеется перечень вопросов; защита осуществляется в форме собеседования.

8. Рейтинг качества освоения дисциплины

Текущий контроль качества освоения отдельных тем и модулей дисциплины осуществляется на основе рейтинговой системы. Этот контроль осуществляется ежемесячно в течение семестра и качество усвоения материала (выполнения задания) оценивается в баллах, в соответствии с рейтинг-планом.

Промежуточная аттестация (экзамен, дифференцированный зачет) производится в конце семестра и также оценивается в баллах. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей оценки в течение семестра и баллов, полученных на промежуточной аттестации в конце семестра по результатам экзамена (зачета). Максимальный балл текущего контроля составляет 60, промежуточной аттестации (экзамен или зачет) с учетом индивидуальных заданий – 40; максимальный итоговый рейтинг – 100 баллов.

Оценке «отлично» соответствует 85…100 баллов; «хорошо» – 70…84; «удовлетворительно» – 55…69; менее 55 – «неудовлетворительно»; «зачет» – 55…100.

Таблица 3

Рейтинг-план освоения дисциплины «АСДУ, ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ЭНЕРГОСИСТЕМ» в течение семестра

Недели	Текущий контроль
Теоретический материал	Практическая деятельность	Итого
Название модуля	Темы лекций	Контролир. матер.*	Баллы*	Название лабораторных работ*	Баллы*	Темы практических занятий (решаемые задачи)*	Баллы*	Индивидуальные задания (рубежные контрольные работы, рефераты и т. п.)*	Баллы*	Проблемно-ориентированные задания (НИРС в рамках дисциплины и др.)*	Баллы*
1	Введение. Основные сведения об электроэнергетических системах. Исходная информация для решения задачи оптимизации. Задача оптимального распределения активной мощности между тепловыми электростанциями	Введение. Основные сведения об электроэнергетических системах		1									1
2	Исходная информация для решения задачи оптимизации		1			Применение метода Лагранжа в расчетах оптимального распределения нагрузки между агрегатами тепловой электростанции	1					2
3	Оптимизация режимов тепловых электрических станций. Пример оптимального распределения активной мощности в энергосистеме из двух электростанций без учета потерь активной мощности в ней		1									1
4	Практические методы оперативного экономического распределения активных мощностей на тепловых электростанциях		1			Применение метода Лагранжа в расчетах оптимального распределения нагрузки между 1электростанциями с учетом потерь активной мощности в энергосистеме	1	Аттестация № 1 выполнения контрольного задания	2			4
Всего по контрольной точке (аттестации) № 1													8
5	Метод неопределенных множителей Лагранжа. Распределение активной мощности между электростанциями с учетом потерь активной мощности в энергосистеме Оптимизация режима по активной и реактивной мощности	Метод неопределенных множителей Лагранжа		1									1
6	Составляющие формулы потерь. Методы расчета составляющих формулы потерь. Удельные приросты потерь в сетях		1			Построение характеристик относительных приростов и удельных расходов топлива по расходным характеристикам энергоблока	1					2
7	Распределение активных нагрузок между электростанциями с учетом потерь активной мощности в энергосистеме		1									1
8	Оптимизация режима по активной и реактивной мощности		1			Графоаналитический метод распределения нагрузки между агрегатами электростанции	1	Аттестация № 2 выполнения контрольного задания	2			4
Всего по контрольной точке (аттестации) № 2													8
9	Оптимизация режима по активной и реактивной мощности Экономические характеристики элементов энергосистем Оптимизация режима сети по уровням напряжения и реактивной мощности	Оптимизация режима по активной и реактивной мощности	1		Прогнозирование суточных графиков нагрузки энергосистемы для активной, реактивной и полной мощностей и определение их характеристик	2							3
10	Эксплуатационные экономические показатели. Энергетические характеристики котельных агрегатов, турбогенераторов, энергетических блоков. Точка экономичной работы агрегата. Экономические характеристики тепловых электростанций. Характеристики гидроэлектростанций	1		Выбор числа и мощности трансформаторов в энергосистеме и числа агрегатов на электростанциях	2							3
11	Удельные расходы затрат. Удельные приросты затрат. Потери мощности в электрических сетях. Распределение активных нагрузок между электростанциями с учетом потерь активной мощности в энергосистеме и учетом расходных характеристик энергетических агрегатов	1		Расчет и построение расходных характеристик агрегатов и электростанций в целом	2							3
12	Технологические особенности работы электроэнергетических систем. Устройства для управления режимом сети по уровням напряжения Классификация электроэнергетических систем. Объединение энергосистем. Единая энергетическая система страны	1		Определение коэффициентов формулы потерь активной и реактивной мощностей. Распределение активной мощности между электростанциями по критерию минимума потерь активной мощности	2			Аттестация № 3 выполнения контрольного задания	2			5
Всего по контрольной точке (аттестации) № 3													14				Всего по контрольной точке (аттестации) № 1
13	Оптимизация режима сети по уровням напряжения и реактивной мощности Оптимизация режима энергосистемы при наличии ГЭС Выбор состава работающего оборудования Задачи диспетчерской службы Оснащение диспетчерского пункта вычислительной техникой Состав задач реального времени Математический аппарат для оценивания состояния энергосистемы	Режимы работы электроэнергетических систем. Экономическая эффективность объединения энергосистем	1		Построение суточных диспетчерских графиков для электростанций по критерию равенства относительных приростов расхода топлива с учетом сетевого фактора	2							3
14	Оптимизация режимов ГЭС и гидротепловых систем. Понятие режима ГЭС. Коэффициент энергетической эффективности ГЭС	1		Оптимальное распределение нагрузки электростанции между ее агрегатами и между электростанциями энергосистемы без учета сетевого фактора	2							3
15	Выбор оптимального состава агрегатов	1		Экономичное распределение реактивной мощности между ее источниками	2							3
16	Задачи диспетчерской службы. Оснащение диспетчерского пункта вычислительной техникой Состав задач реального времени. Математический аппарат для оценивания состояния энергосистемы	1		Расчет оптимальных установившихся режимов с использованием вычислительного комплекса «Дакар»	2			Защита контрольного задания	4	Реферат	14	19
Всего по контрольной точке (аттестации) № 4													30				Всего по контрольной точке (аттестации) № 1
Итоговая текущая аттестация													60
Экзамен													40
Итого баллов по дисциплине													100

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Основная литература

1. , , Филиппова режимов электростанций и энергосистем: Учеб. для вузов – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 352 c.

2. , , АСУ и оптимизация режимов энергосистем: Учебное пособие для студентов вузов / Под ред. . – М.: Высшая школа, 1983. – 208 с.

3. , и др. Автоматизация диспетчерского управления в электроэнергетике /Под общей ред. и . – М.: Изд-во МЭИ, 2000. – 648 с.

4. , Паздерин системы диспетчерского управления и оптимизация режимов электроэнергетических систем: Учебное пособие. – Екатеринбург: Изд. УГТУ, 1999. – 42 с.

Дополнительная литература

1. Оптимизация энергетических систем /Под ред. . – М.: Высшая школа, 1991. – 302 с.

2. , и др. Методы оптимизации режимов энергосистем /Под ред. . – М.: Энергия, 1981. – 336 с.

Программное обеспечение и Internet –ресурсы

УМКД, лекции, методические указания по дисциплине: http://portal. *****/SHARED/n/NATALIAFIX.

10. Материально – техническое обеспечение дисциплины

Лабораторные работы проводятся в специализированных учебных лабораториях; компьютеры подключены к сети учебного корпуса ЭНИН с выходом в Internet; используется электронный вариант лабораторных работ, разработанный на кафедре и профессиональный программный комплекс «Дакар».

Практические занятия проводятся в компьютерных классах.

Лекции читаются в учебных аудиториях с использованием технических средств; материалы лекций представлен в виде презентаций в Power Point.

Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника» подготовки бакалавров; профиль – «Электроэнергетические системы и сети».

Программа одобрена на заседании кафедры «Электрические сети и системы»

(протокол от 17 июня 2010 г.).

Автор

Рецензент: д. т. н. проф. каф. ЭСиС

Приложение 1

Вопросы текущего контроля знаний по дисциплине «АСДУ, оптимизация режимов энергосистем»

1.  Общие сведения об электроэнергетических системах (ЭЭС) и их режимах. Графики нагрузки ЭЭС, балансы мощности и энергии, резервы мощности, диспетчерское управление.

2.  АСДУ в энергетике, ее структура и структура ее подсистем.

3.  Информационное обеспечение АСДУ. Сбор, передача, ввод и первичная обработка информации в АСДУ.

4.  Телеобработка информации и ведение суточной ведомости.

5.  Организация АСДУ ЭЭС и комплекс технических средств в АСДУ: оперативно-информационный комплекс.

6.  АСДУ - автоматизированная система диспетчерского управления ЭЭС.

7.  Оптимальное распределение нагрузки в энергосистемах. Рациональное управление энергосистемой. Распределение нагрузки между ТЭС.

8.  Распределение нагрузки в гидротепловой энергосистеме.

9.  Распределение реактивных нагрузок.

10.  Упрощенный алгоритм комплексной оптимизации режима энергосистемы.

11.  Комплексная оптимизация режимов ЭЭС.

12.  Распределение нагрузки между агрегатами электростанций.

13.  Оценивание состояния электрической сети. Учет сетевого фактора.

14.  Реализация распределения нагрузки при эксплуатации ЭЭС.

15.  Характеристики электростанций и их агрегатов. Расходные характеристики.

16.  Построение эквивалентных характеристик станций при заданном составе работающих агрегатов.

17.  Эквивалентные расходные характеристики с учетом потерь мощности.

18.  Оптимизация долгосрочных режимов энергосистемы. Текущие планирование режимов системы.

19.  Долгосрочное планирование балансов мощности и энергии в ЭЭС.

20.  Прогнозирование электропотребления и графиков нагрузки ЭЭС.

Приложение 2

Примеры экзаменационных билетов для итогового контроля знаний по дисциплине «АСДУ, оптимизация режимов энергосистем»

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Направление 140200 «Электроэнергетика»

Профиль: Электроэнергетика

Дисциплина «АСДУ, оптимизация режимов энергосистем»

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1

Курс четвёртый

1.  Энергетические системы как объекты управления, режимы их работы, экономическая эффективность объединения энергосистем.

2.  Оптимизация балансов условного и натурального топлива.

3.  Пример оптимального распределения активной мощности в энергосистеме без учета потерь активной мощности в ней.

«Утверждаю»	«Согласовано»
Зав. кафедрой ЭСиС	Директор ЭНИН
_____________	_____________
«17» мая 2010 г	«17» мая 2010 г

Составитель

Доцент кафедры ЭСиС ____________

«17» мая 2010 г

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Направление 140200 «Электроэнергетика»

Профиль: Электроэнергетика

Дисциплина «АСДУ, оптимизация режимов энергосистем»

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 2

Курс четвёртый

1.  Технологические особенности работы электроэнергетических систем.

2.  Математическая модель оптимизации, ее составляющие.

3.  Задача оптимального распределения реактивной мощности в энергосистеме.

«Утверждаю»	«Согласовано»
Зав. кафедрой ЭСиС	Директор ЭНИН
_____________	_____________
«17» мая 2010 г	«17» мая 2010 г

Составитель

Доцент кафедры ЭСиС ____________

«17» мая 2010 г