Technische Universität Ilmenau

Elektrische Energiesysteme 4 - Netzdynamik, HVDC und FACTS - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.

Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).

Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modulbeschreibungen durch die Modulverantwortlichen finden Sie unter Modulpflege.

Hinweise zu fehlenden oder fehlerhaften Modulbeschreibungen senden Sie bitte direkt an modulkatalog@tu-ilmenau.de.

Modulinformationen zu Elektrische Energiesysteme 4 - Netzdynamik, HVDC und FACTS im Studiengang Diplom Elektrotechnik und Informationstechnik 2017
Modulnummer200522
Prüfungsnummer210490
FakultätFakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachgebietsnummer 2164 (Elektrische Energieversorgung)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Dirk Westermann
TurnusWintersemester
SpracheDeutsch
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungWahlmodul
AbschlussPrüfungsleistung mit mehreren Teilleistungen
Details zum AbschlussDas Modul Elektrische Energiesysteme 4 - Netzdynamik, HVDC und FACTS mit der Prüfungsnummer 210490 schließt mit folgenden Leistungen ab:
  • mündliche Prüfungsleistung über 20 Minuten mit einer Wichtung von 100% (Prüfungsnummer: 2100859)
  • alternativ semesterbegleitende Studienleistung mit einer Wichtung von 0% (Prüfungsnummer: 2100860)


Details zum Abschluss Teilleistung 2:

Verpflichtende Teilnahme an Software-Übungen, die jeweils im WIntersemester angeboten werden

Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Vorkenntnisse

Abschluss der Module "Elektrische Energiesysteme 1"; Elektrische Energietechnik; Grundlagen Energiesysteme und Geräte , Elektrische Energiesysteme 2, 

Teilnahme an den Software-Übungen vor dem Ablegen der Prüfung

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen

Nach dem Abschluss der Lehrveranstaltung können die Studierenden die Methoden der dynamischen Netzberechnung und die Verfahren zur Verbesserung der Systemdämpfung aufzählen.

Sie können die technologischen Grundlagen, den Anlagenaufbau und die Regelung von Thyristor- und VSC-basierten FACTS-Elemente sowie von HGÜ-Systemen erklären und selbstständig eine dynamische Systemanalyse durchführen.

Die Studierenden sind nach Besuch der Lehrveranstaltung in der Lage, Strategien für den Aufbau eines Netzmodells zur RMS-Simulation im Mittel- und Kurzzeitbereich mittels gängiger Simulationsmethoden zusammenzufassen.

Nach dem Besuch der Vorlesung können die Studierenden Systemspezifikationen für HGÜ- und FACTS-Anlagen validieren.

Nach Beendigung der Lehrveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, sich kompetent mit Fachkollegen über die Probleme und Lösungen der Netzdynamik, HVDC und FACTS auszutauschen.

Nach dem Besuch der Seminarveranstaltung können die Studierenden Sich selbständig neues Wissen und Können auf dem Gebiet der Netzdynamik aneignen.

Inhalt

1  Grundlagen

  • Zeitbereiche
  • Modellklassen
  • Phasordarstellung
  • RST-120-Clarke-Transformation
  • Struktur und Berechnung dynamisches Netzmodell

2  Mittelzeitmodell

  • Zeitbereich
  • Turbinenmodelle
  • Leistungs-Frequenz-Regelung

3  Kurzzeitmodell

  • Differentialgleichungssystem Synchrongenerator
  • Verknüpfung der Differentialgleichungssysteme mit dem Netz
  • Aufbau der Erregungsregelung
  • Reglertypisierung nach IEEE

4  Power System Stablizer

  • Phillip Heffron Modell
  • Ursachen Leistungspendelungen
  • Struktur und Parametrierung PSS
  • Anwendungsbeispiele

5  Erweiterte Systemanalyse

  • Grundlagen der Modalanalyse
  • Einführung von Modehshapes und Participation Faktoren
  • Anwendungsbeispiele

6  Thyristorbasierte FACTS-Elemente

  • Einführung in Thyristorventile, TCR 
  • Aufbau eines SVC - asymmetrisch / symmetrisch
  • Aufbau und Funktionsweise eines TCSC
  • Anwendungsbeispiele

7  VSC-basierte FACTS-Elemente

  • Aufbau und Funktionsweise eine VSC
  • Ausführungsformen VSC
  • Aufbau und Funktionsweise von STATCOM, ASC und UPFC
  • Anwendungsbeispiele

8  Thyristorbasierte HGÜ

  • Systemkomponenten
  • Kommutierungsvorgang und Spannungs- / Leistungsregelung
  • Stationsaufbau
  • Praxisbeispiele
  • HGÜ Leitungen

9 VSC basierte HGÜ

  • Umrichtertechnologien
  • Systemkomponenten
  • Spannungs- / Leistungsregelung
  • Stationsaufbau
  • Praxisbeispiele

10 HGÜ Netze

  • Aufbaumöglichkeiten HGÜ Netz
  • Evolution HGÜ-Netz
  • Technolieoptionen
  • Regelungsverfahren / Netzführungsverfahren
  • Wechselwirkungen AC / DC Netze
  • Netzsicherheit und -schutz

Medienformen

Tafelbilder, Powerpoint, Umdrucke, Fachartikel

Literatur

Fachbücher

  • Oswald B., Berechnung von Drehstromnetzen, Berechnung stationärer und nichtstationärer Vorgänge mit Symmetrischen Komponenten und Raumzeigern, 3. Auflage, Springer Verlag Berlin, ISBN 978-3-658-14404-3, eBook ISBN 978-3-658-14405-0, DOI 10.1007/978-3-658-14405-0,  2017
  • Machowski, J., Bialek, J. W., & Bumby, J. R., Power System Dynamics: Stability and Control, 2nd Edition, ISBN-13: 978-0470725580, Wiley, 2008
  • Kundur, P. (2006). Power System Stability and Control. System (Vol. 23). http://doi.org/10.1049/ep.1977.0418
  • Crastan V., Westermann D., Elektrische Energieversorgung 3, Dynamik, Regelung und Stabilität, Versorgungsqualität, Netzplanung, Betriebsplanung und -führung, Leit- und Informationstechnik, FACTS, HGÜ,  DOI: 10.1007/978-3-662-49021-1, ISBN 978-3-662-49020-4, Springer, 3. Auflage ab 2017
  • Sharifabadi K. Harnefors L., Nee H.P., Norrga St., Teodorescu R., Design, Control, and Application of Modular Multilevel Converters for HVDC Transmission Systems, John Wiley & Sons, ISBN-13: 978-1118851562, Oktober 2016

Youtube/Internet


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