Program studiów
 |
 |
|
Program studiów podyplomowych „URZĄDZENIA ENERGOELEKTRONICZNE W ENERGETYCE TRADYCYJNEJ I ODNAWIALNEJ”
1. Jakość energii elektrycznej, parametry jakości
Wykład: Parametry jakości energii elektrycznej. Zagadnienia dotyczące zakłóceń w sieciach AC (wahania napięcia, niesymetria napięć, przepięcia, odkształcenia prądu i napięcia itp.). Wskaźniki jakości energii elektrycznej. Pomiary energii elektrycznej przy odkształceniach prądu i napięcia. Źródła niekorzystnych zjawisk występujących w sieciach elektroenergetycznych oraz metody ograniczania tych zjawisk. Zagadnienia jakości energii elektrycznej w świetle interesów dostawcy i odbiorców energii oraz zagadnienia ważne z punktu widzenia zarządzania, jak: jakość usług, zarządzanie i sterowanie jakością, zarządzanie podejmowaniem decyzji, zarządzanie systemami energetycznymi, zarządzanie sieciami elektroenergetycznymi itp.
Laboratorium: Wizualizacja i badania laboratoryjne z wykorzystaniem specjalistycznego sprzętu pomiarowego i oprogramowania.
2. Negatywne oddziaływanie urządzeń elektrycznych na sieć zasilającą. Kompensacja mocy biernej i filtracja harmonicznych
Wykład: Zagadnienia dotyczące oddziaływania urządzeń elektrycznych na sieć zasilającą. Źródła negatywnego oddziaływania na sieć, przykłady, opis, modelowanie i wizualizacja. Sposoby eliminacji i ograniczania negatywnego oddziaływania odbiorników na sieć. Wykorzystanie technik komputerowych w procesie detekcji i ograniczania oraz modelowania i wizualizacji zagadnień dotyczących negatywnego oddziaływania odbiorników na sieć. Pojęcia prądu biernego i mocy biernej oraz współczynnika mocy. Wpływ zmiennego obciążenia biernego na wartość i odkształcenie napięcia. Statyczna i nadążna symetryzacja obciążeń sieci. Kompensacja podstawowej harmonicznej prądu. Statyczne nadążne kompensatory podstawowej harmonicznej prądu biernego. Kompensatory synchroniczne, kompensatory STATCOM, hybrydowe. Zasady biernej i czynnej filtracji harmonicznych (układy równoległe i szeregowe). Struktury układów sterowania filtrami aktywnymi (układy otwarte i zamknięte). Układy regulacji we współrzędnych dq. Przykłady realizacji filtracji aktywnej (jedno- i trójfazowej). Jedno- i trójfazowe przekształtniki ac/dc o podwyższonym współczynniku mocy.
Laboratorium: Układy energoelektroniczne o zmniejszonym negatywnym oddziaływaniu na sieć zasilającą. Badania symulacyjne i laboratoryjne wybranych układów energoelektronicznych do kompensacji mocy biernej. Dobór rodzaju układu kompensacji. Badania laboratoryjne oddziaływania na sieć odbiorników nieliniowych. Dobór rodzaju układu filtracji. Badanie laboratoryjne jednokierunkowego prostownika impulsowego o sinusoidalnym prądzie wejściowym. Badania symulacyjne jednofazowego filtru aktywnego oraz trójfazowego filtru aktywnego.
3. Energetyka odnawialna
Wykład: Źródła energii odnawialnej, rodzaje, generacja, przesył: energia wiatru, słoneczna, wody, energia geotermalna, pływów, pompy ciepła. Pozyskiwanie, przetwarzanie i magazynowanie energii ze źródeł odnawialnych. Użytkowanie biomasy w energetyce. Historia i prognoza rozwoju na świecie i w Polsce. Koszty inwestycyjne, eksploatacyjne i opłacalność.
Laboratorium: Aspekty ekonomiczne, techniczne i ekologiczne. Analiza opłacalności wykorzystania źródeł odnawialnych.
4. Nowoczesne przyrządy i systemy pomiarowe
Wykład: Przegląd metod, urządzeń i systemów kontrolno-pomiarowych. Sondy pomiarowe, metody przetwarzania sygnałów, analiza, wizualizacja oraz archiwizacja wyników pomiarów. Analiza dokładności wyników pomiarów. Rodzaje i problemy pomiarów parametrów sygnałów elektrycznych. Komputerowe systemy kontrolno-pomiarowe wyposażone w niezbędne oprogramowanie, umożliwiające realizację określonych zadań takich jak: sterowania, zbierania danych, ich analizę, przetwarzanie oraz archiwizację, a także ich wizualizację.
Laboratorium: Zajęcia z wykorzystaniem najnowocześniejszych przyrządów pomiarowych umożliwiających pomiar wybranych parametrów sygnałów elektrycznych. W ramach zajęć przewiduje się realizację przykładowego komputerowego systemu pomiarowego z wykorzystaniem środowiska LabVIEW.
5. Elementy półprzewodnikowe – parametry, sterowanie, dobór
Wykład: Budowa i właściwości podstawowych elementów półprzewodnikowych stosowanych w energoelektronice. Charakterystyki statyczne i dynamiczne. Przegląd i parametry nowoczesnych elementów półprzewodnikowych. Dobór elementów półprzewodnikowych oraz ich chłodzenie. Sterowanie oraz zabezpieczenia przyrządów półprzewodnikowych.
Laboratorium: Badania laboratoryjne wybranych przyrządów półprzewodnikowych. Pomiar strat mocy oraz dobór układów chłodzenia.
6. Nowoczesne urządzenia energoelektroniczne
Wykład: Przegląd nowoczesnych układów przekształtnikowych (topologia, zasada działania, złożoność struktury układu sterowania, zastosowanie). Jednofazowe i trójfazowe prostowniki z jednostkowym współczynnikiem mocy, przekształtniki impulsowe DC/DC, falowniki jedno i wielofazowe, przekształtniki wielopoziomowe, przekształtniki wielokomórkowe. Tendencje rozwoju przekształtników energoelektronicznych (unifikacja układów przekształtnikowych).
Laboratorium: Badania laboratoryjne prostownika o jednostkowym współczynniku mocy, dwupoziomowego falownika trójfazowego, przekształtnika wielokomórkowego.
7. Sterowanie układów energoelektronicznych
Wykład: Zagadnienia teoretyczne dotyczące modelowania i symulacji w układach sterowania opisanych w różnych układach współrzędnych. Przegląd struktur i parametrów mikrokontrolerów jednoukładowych. Przetwarzanie sygnałów analogowych wolno i szybko zmiennych na postać binarną (parametry i wybór przetwornika ADC). Implementacja algorytmów sterowania i regulacji oraz realizacja sygnałów sterujących (generowanie i modulowanie sygnałów, synchronizacja). Elementy programowania mikrokontrolerów w języku C, narzędzia programowe. Sprzęganie mikroprocesorowych układów sterowania z elementami wykonawczymi przekształtnika energoelektronicznego. Podstawowe właściwości układów programowalnych FPGA. Realizacja sieci logicznych w strukturach programowalnych. Zastosowanie FPGA w sterowaniu i regulacji układów energoelektronicznych, w tym zadania: sterowania łączników regulatorów, układów zabezpieczeń. Zagadnienia modelowania w czasie rzeczywistym podstawowych przekształtników energoelektronicznych w strukturach układów programowalnych.
Laboratorium: Modelowanie i symulacja struktur układów sterowania w oparciu o oprogramowanie: IsSPICE i PSIM. Implementacja i weryfikacja modułów układów sterowania z wykorzystaniem oprogramowania Quartus II. W ramach zajęć przewiduje się zaprojektowanie, uruchomienie oraz przetestowanie wybranych rzeczywistych struktur sterowania układów energoelektronicznych.
8. Energetyka odnawialna – współpraca z systemem energetycznym
Wykład: Współpraca źródeł energii odnawialnej z systemem elektroenergetycznym. Przekształtniki energoelektroniczne do dołączania odnawialnych źródeł energii do systemów energetycznych. Fotowoltaika, przekształtniki dla systemów sieciowych 1 i 3 fazowych oraz do instalacji autonomicznych, układy sterowania, śledzenie punktu mocy maksymalnej, praca wyspowa. Energetyka wiatrowa: generacja, przekształcanie, przesył, praca wyspowa, wymagania dotyczące podłączenia farmy wiatrowej, elektrownie autonomiczne.
Laboratorium: Modelowanie i symulacja przepływu energii elektrycznej ze źródeł tradycyjnych i odnawialnych w systemie elektroenergetycznym.
9. Wykłady monograficzne – tematyka do uzgodnienia
Propozycje wykładów:
|
