Simulering av elkraftsystem
Electric Power System Simulation

EIEN95, 7.5 högskolepoäng, A (Avancerad nivå)

Gäller för: 2025/26
Fakultet: Lunds tekniska högskola
Beslutad av: Programledning E
Beslutsdatum: 2025-03-27
Ikraftträdande: 2025-05-05

Allmänna uppgifter

Fördjupning: Avancerad nivå, kurs/er som inte kan klassificeras
Valfri för: E4-el, F4, M4, MHET2, N4, W5
Undervisningsspråk: Kursen ges på begäran på engelska

Syfte

I den pågående energiomställningen ersätts fossil energi med elenergi från förnybara källor såsom vindkraft och solceller. Detta möjliggör ökad elanvändning för elektrifiering av vägtransporter och industriella processer, men innebär flera utmaningar för elkraftsystemet: Vindkraft och solel skiljer sig från vattenkraft och kärnkraft genom att vara väderstyrd och därmed variabel, vilket kraftigt ökar behovet av balansering. Vidare ansluts vindkraft och solel till elnätet med kraftelektroniska omvandlare vilket påverkar både rotationsenergi och felströmmar. För att snabbast möjligt kunna genomföra energiomställningen förändras nu både planering och drift av elkraftsystemet snabbt. Detta arbete bygger i hög grad på simuleringar av verkliga elkraftsystem typiskt omfattande en stad, ett elområde, ett land eller en världsdel.

I kursen övas studenterna i kraftsystemanalys med datorsimuleringar på professionell nivå. Grunderna i kraftsystemanalys, som typiskt introduceras med enkla läroboksexempel, antas kända i förväg. Studenterna arbetar i en kommersiell kraftsystemsimulator med en förenklad modell av det nordiska elkraftsystemet. Ett antal simuleringsuppgifter om lastflödesberäkning, felströmsberäkning eller en form av instabilitet ger fördjupade insikter i själva temat, men också i vilka egenskaper det nordiska elkraftsystemet har i detta avseende. Särskild vikt läggs vid att behålla kopplingen mellan datorberäkningar på detaljerade modeller och handräkning med förenklade modeller. Kursen är projektbaserad och en mycket lämplig förberedelse för såväl examensarbete som för yrkesliv inom området.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• förstå fysikaliska fenomen i elkraftsystem centrala för lastflöde, felströmmar och olika former av instabilitet
• förstå relationen mellan förenklade beräkningar och datorsimuleringar av lastflöde felströmmar och olika former av instabilitet,
• ha kunskap om vad som är karaktäristiskt för det nordiska transmissionssystemet vad gäller lastflöde och olika former av instabilitet.

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• kunna skapa och hantera en datormodell av ett icke-trivialt elkraftsystem,
• kunna genomföra datorberäkningar av lastflöde felströmmar och olika former av instabilitet utgående från modell av ett icke-trivialt elkraftsystem,
• kunna utvärdera datorberäkningar av lastflöde felströmmar och olika former av instabilitet genom beräkningar utan dator.

Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten

• visa insikt i kraftsystemets roll i samhället samt dess möjligheter och begränsningar,
• visa insikt i utmaningarna med att bygga och underhålla en detaljerad kraftsystemmodell.

Kursinnehåll

·      Simuleringsprogrammet PowerFactory

·      Simuleringsmodellen NORDIC44

·      Tidssimulering och felbortkoppling

·      Urfasfall vid stora störningar

·      Dämpning av elektromekaniska pendlingar

·      Frekvensreglering

·      Spänningskollaps

·      Projekt

·      Muntlig och skriftlig redovisning

Kursens examination

Betygsskala: UG - (U, G) - (Underkänd, Godkänd)
Prestationsbedömning:

För godkänd kurs krävs skriftlig och muntlig redovisning av projektarbetet.

Om så krävs för att en student med varaktig funktionsnedsättning ska ges ett likvärdigt examinationsalternativ jämfört med en student utan funktionsnedsättning, så kan examinator efter samråd med universitetets avdelning för pedagogiskt stöd fatta beslut om alternativ examinationsform för berörd student.

Moduler
Kod: 0125. Benämning: Simulering av elkraftsystem.
Antal högskolepoäng: 7.5. Betygsskala: UG - (U, G). Prestationsbedömning: För godkänd kurs krävs skriftlig och muntlig redovisning av projektarbetet.

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: EIEN15 Elkraftsystem
Begränsat antal platser: Nej

Kurslitteratur

• All kurslitteratur delas ut under kursen och material publiceras även i Canvas.

Kontaktinfo

Kursansvarig: Olof Samuelsson, olof.samuelsson@iea.lth.se
Hemsida: https://www.lth.se/iea/utbildning/