Dinamični pojavi v elektroenergetskih sistemih

Pri predmetu raziskujemo, kako se elektroenergetski sistemi (EES) odzivajo na nepredvidene motnje in okvare. Spoznavamo stabilnost EES ter ključne dinamične pojave, ki lahko ogrozijo zanesljivo obratovanje EES in posledično oskrbo z električno energijo. Osredotočamo se na različne kategorije stabilnosti – kotno, frekvenčno in napetostno – ter analiziramo vzroke in posledice pojavov, kot so potujoči valovi (elektromagnetni, elektromehanski), izklop kapacitivnosti, subsinhronska resonanca, feroresonanca, vklopni tokovi transformatorjev in drugo. 

Pri predmetu bodo študenti opremljeni z znanjem za razumevanje temeljnih principov teh pojavov, njihovih vzrokov – predvsem okvar in kratkih stikov – ter možnosti za njihovo obvladovanje s sodobnimi pristopi in tehnologijami. Ker se EES v zadnjih letih zaradi trajnostnih vzgibov hitro in drastično spreminja, so študenti seznanjeni tudi z aktualnimi izzivi. 

Poudarek je tudi na modeliranju EES za analizo posamičnih dinamičnih pojavov, simulacije in prikaze. Študenti spoznajo omejitve modeliranja za različne opazovane časovne okvire, postopke analiz nelinearnih ter linearnih/lineariziranih sistemov in metode, ki temeljijo na prostoru stanj, lastnih vrednostih, vodljivosti in spoznavnosti. Obravnavamo tudi numerične izzive pri reševanju diferencialnih enačb ter osnove tako konvencionalnih (RMS, EMT) kot tudi naprednih digitalnih simulacij v realnem času v zaprti zanki. 

Predmet združuje teoretične osnove z metodami analize, ki jih študenti rabijo za reševanje konkretnih inženirskih izzivov v elektroenergetiki.

Cilj predmeta je omogočiti razumevanje fizikalnega ozadja nastanka dinamičnih pojavov v elektroenergetskih sistemih (EES) ter okoliščin njihovega obratovanja, ki vodijo do teh pojavov. Dinamični pojavi lahko povzročajo obratovalne težave in so pogosto eden glavnih vzrokov za delne ali popolne razpade elektroenergetskih sistemov. Ti lahko privedejo do obsežnih in dolgotrajnih električnih mrkov, ki imajo resne posledice za delovanje družbe. 

Študenti se bodo seznanili s konkretnimi primeri nestabilnosti v EES ter razvili intuitivno razumevanje njihovih posledic. Pri matematični obravnavi bo poudarek na praktični uporabi diferencialnega računa ter razumevanju matematičnega ozadja fizikalnih pojavov in njihove simulacije. To znanje je ključno za kompetentno uporabo sodobnih simulacijskih programskih orodij.

Poučevanje poteka skozi predavanja in laboratorijske vaje, kjer študenti pridobijo tako teoretična kot praktična znanja. Pri vajah se uporablja digitalna simulacijska orodja, vključno s konvencionalnimi programi ter simulatorji za izračune v realnem času in zaprti zanki, ki vključujejo konkretne elemente sekundarne opreme EES. 

Poseben poudarek je na izdelavi modelov v čim bolj odprtokodnih (open-source) programskih okoljih. To omogoča študentom, da tudi izven fakultetnih prostorov raziskujejo dinamične pojave v elektroenergetskih sistemih. 

Del pedagoškega procesa je podprt z informacijsko-komunikacijskimi tehnologijami (IKT), ki omogočajo interaktivno in sodobno obliko poučevanja.