Villamosenergia-rendszer számítógépes analízise

Computer Based Analysis of Electrical Power Systems

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Villamosenergia-rendszer számítógépes analízise

Computer Based Analysis of Electrical Power Systems

Tantárgykód

BMEVIVEA007

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	4	0	0
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	—	—

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

félévközi érdemjegy

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

DR. Raisz Dávid Márk

beosztás: egyetemi docens

elérhetőség: raisz.david@vik.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

Villamos Energetika Tanszék

Kar

Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Tantárgy weboldala

—

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

· A villamos energia hálózatok rövid áttekintése:

o felépítés, főbb szereplői (termelés, fogyasztás, tárolás, átvitel)

o elosztott termelés és megújuló energia integrációjának kérdései

o a szolgáltatás-minőség és a fogyasztói befolyásolás kérdései

· A VER üzemével szemben támasztott követelmények, biztonság, minőség és gazdaságosság.
A folyamatok időtartam szerinti csoportosítása. Rendszerállapotok, átmenetek. A rendszer terhelésének idő szerinti változása.

· A rendszerszintű P–f szabályozás hierarchiája. Kooperációs rendszerek frekvencia csereteljesítmény szabályozása. Dinamikus P – f egyensúly rendszer modell. A fogyasztói teljesítmény befolyásolása, korlátozása. Feszültség– és statikus szinkron stabilitás.

· A rendszerszintű Q – U szabályozás struktúrája, eszköztára. Erőművi feszültség szabályozás, aktív feszültségszabályozási eszközök az elosztóhálózaton.

· Számítási modellek szimmetrikus, állandósult állapotbeli vizsgálatokhoz: források, transzformátor, fogyasztó, távvezeték paraméterek. Háromfázisú kéttekercselésű transzformátorok adatai, számítási modellje. Autotranszformátorok, szabályozós transzformátorok leképzése.

· Többfeszültségű hálózatok számítása, relatív paraméter megadás, alapmennyiségek megválasztásának szokásos módszerei. Rendszermátrix struktúrája, alapegyenletek megoldási módszerei. Feszültségesés és teljesítményáramlás számítás.

· Rendszerelemek modellezése aszimmetrikus állapotban: távvezeték, kábel, forgógépek, 2-3 tekercselésű háromfázisú transzformátor, auto-transzformátor leképzése. Szimmetrikus összetevők módszerének alkalmazása: földzárlat, fázisok és rendszerek közötti zárlat, szimultán zárlatok számítása. Kompenzált középfeszültségű hálózat zárlatos állapotainak vizsgálata.

· Elektromechanikai tranziens folyamatok, tranziens stabilitás. Modellek tranzens stabilitás vizsgálatokhoz.

· Aszimmetrikus zárlatok számítása fazorokkal, illetve időtartományban. Zárlatszámítás az IEC/VDE és az ANSI/IEEE szabványok előírásai szerint. Az Yd és Dy kapcsolású transzformátorok szerepe a zárlati áramok eloszlásában. A zárlati áram befolyásolása, a csillagpont földelés megválasztásának hatása.

· Hálózatelemek modellezése elektromágneses tranziens vizsgálatokhoz Egy és többfázisú, koncentrált paraméterű RL, RC és RLC áramkörök be és kikapcsolási tranziensei. A távvezetékek elosztott paraméterű modellje.

· A hullámfolyamatokat leíró egyenletek numerikus megoldása. Hullámjelenségek, reflexiók egyfázisú ideális veszteségmentes rendszerben. Nemlineáris és frekvenciafüggő paraméterek kezelése. Konstans paraméterű és frekvenciafüggő távvezeték reprezentációk.

Egyes előadások keretében számítógép-laboratóriumi foglalkozásokra kerül sor, ahol rövid bemutató előadás után a hallgatók önállóan megoldják az alábbi feladatokat:

A PowerWorld szimulációs szoftver ismertetése. Esettanulmányok bemutatása egyszerű 2-3 csomópontos hálózatokon: teljesítmény-áramlás, feszültség-meddő szabályozás nagyfeszültségű kooperációs hálózaton. Feszültségviszonyok elemzése kiserőművek közcélú elosztóhálózatra történő csatlakoztatásakor.
A Digsilent Power Factory szoftver ismertetése. Feszültségviszonyok és hálózati veszteség számítása kisfeszültségű hálózaton.
Az ATP-EMTP szimulációs programrendszer ismertetése. A villamosenergia hálózat tipikus tranziens folyamatainak vizsgálata: távvezeték be- és kikapcsolása, zárlatok megszakítása, soros és sönt kondenzátorok, fojtótekercsek be- és kikapcsolása, transzformátorok bekapcsolása.

(A laboratóriumi foglalkozásokon a részvétel nem kötelező, de megkönnyíti a házi feladatok elkészítését.)

A villamosenergia-rendszer állandósult állapotának és tranziens folyamatainak vizsgálatára alkalmas számítógépi szimulációs technikák megismerése és alkalmazása. A feladatmegoldási- és dokumentálási készség fejlesztése, a szimulációs feladatok megfogalmazása, a modellezések, a paraméterezések, a vizsgálatok és az eredményértékelés területén. A különféle számítási modellek érvényességi határainak tisztázása, ismeretek szerzése a tématerületen használatos modern szoftver eszközök által nyújtott szolgáltatásokkal kapcsolatban.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

Heti 2x2 óra előadás, irányított laboratóriumi gyakorlatok, önállóan elvégzendő laboratóriumi gyakorlat

Tanulástámogató anyagok

Online források

W.D. Stevenson: Elements of power system analysis, McGraw-Hill ; R. N. Dhar: Computer Aided Power System Operation and Analysis. McGraw-Hill ; ATPDraw version user manual, ISBN 82-594-2344-8, Aug 2002 ; Power World Simulator Tutorial ; Digsilent Power Factory Tutorial

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

Elektrotechnikai alapismeretek, a villamosenergia-hálózatok felépítése, energiatermelés és elosztás alapismeretei, a villamosenergia-rendszer működésének alapjai, háromfázisú váltakozó áramú rendszerek számításának alapismeretei.

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

Általános szabályok

Követelmények: · Szorgalmi időszakban 2 zárthelyi dolgozat sikeres teljesítése · Önálló házi feladat kidolgozása és beadási a szorgalmi időszak végéig. Pótlási lehetőségek: Sikertelen zárthelyi a szorgalmi időszakban a pótzárthelyin pótolható. A sikertelen (pót)zárthelyi a pótlási héten különeljárási díj ellenében egy további alkalommal pótolható. A házi feladat különeljárási díj ellenében a pótlási héten is leadható.

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Nincs megadva.

Ajánlott tantárgyak

Villamos energia rendszerek (BMEVIVEA005), Villamos laboratórium 2 (BMEVIVEA043).

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.