Elektriske kraftsystemer

Kan tas som enkeltemne.

Emnet gir en innføring i elektriske kraftsystemer, med vekt på transmisjon og distribusjon av elektrisk energi.

Emnet innledes med en gjennomgang av grunnleggende begreper fra kretsanalyse, herunder trefasesystemer og begrepene aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt. Det gis også en kort introduksjon til omforming av elektrisk energi ved hjelp av halvlederkomponenter (kraftelektronikk).

Hoveddelen av emnet er organisert i tre moduler:

• Kraftsystemanalyse og overføring av elektrisk energi

Oppbyggingen av elektriske kraftsystemer og sentrale komponenter beskrives, sammen med deres generelle egenskaper. Modulen omfatter også grunnleggende kraftsystemanalyse med komplekse tall og viserplananalyse, samt kvantitativ beskrivelse av systemet og komponentene.

• Bruk av elektrisk energi og regulering av elektriske kraftsystemer

Energibruk kvantifiseres med vekt på elektrisk energi og forbruksmønstre. Dette danner grunnlag for å forstå og vurdere bærekraftperspektiver. Regulering av elektriske kraftsystemer behandles, og metoder for å håndtere ubalanser mellom produksjon og forbruk, samt spenningsavvik, beskrives kvalitativt og kvantitativt.

• Elektrisitetsmarkeder, fremtidens kraftsystemer og bærekraftdilemmaer

Grunnleggende prinsipper for elektrisitetsmarkeder behandles, herunder sammenkoblede kraftsystemer, markedskobling og flaskehalser. Den pågående energiomstillingen behandles også, inkludert smarte strømnett, energitrilemmaet og bærekraftutfordringer.

Generell studiekompetanse + Matematikk R1 (eller Matematikk S1 og S2), R2 og Fysikk 1.

Søknadskode 9391

Kunnskap

Studenten

• har kunnskap om prinsipper for transmisjon og distribusjon av elektrisk energi. oppbyggingen av elektriske kraftsystemer og regulering av spenning og effekt.
• kjenner til begrepene aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt.
• kjenner til virkemåten til sentrale elektriske komponenter i kraftsystemet.
• har kunnskap om forbruksmønstre for elektrisk energi.
• har grunnleggende kunnskap om elektrisitetsmarkeder.
• kjenner til sentrale elementer i energiomstillingen, smarte strømnett og energitrilemmaet.

Ferdigheter

Studenten

• kan utføre grunnleggende viserplananalyse ved bruk av komplekse tall for elektriske kretser og enkle kraftsystemer i stasjonær sinusformet driftstilstand.
• kan tolke kraftflyt og identifisere ubalanser mellom produksjon og forbruk, samt spenningsavvik.
• kan beskrive og gjøre enkle analyser av virkningen av grunnleggende tiltak for å redusere ubalanser og spenningsavvik i kraftsystemet.
• kan tolke tilbuds- og etterspørselskurver for elektrisk energi og beskrive virkningen av markedskobling og flaskehalser.
• kan beskrive sentrale elementer i energiomstillingen og vurdere relevante bærekraftperspektiver.

Generell kompetanse

Studenten

• kan arbeide selvstendig og samarbeide med andre om faglige problemstillinger.
• forstår den sentrale rollen elektrisk energi og elektriske kraftsystemer har i energiomstillingen og i arbeidet med å begrense klimaendringer.
• kan drøfte bærekraftperspektiver og dilemmaer knyttet til utviklingen av elektriske kraftsystemer.
• ser sammenhenger mellom teoretisk kunnskap om elektriske kraftsystemer og konkrete samfunnsendringer.

Emnet har totalt om lag 40 timer forelesninger, hvorav de fleste vil fordeles på tre-fire intensive undervisningsuker/samlinger. I tillegg kommer noen digitale sesjoner spredt utover i semesteret. Forelesningene har hovedvekt på teoretisk gjennomgang, men omfatter også regneeksempler.

Studentene skal arbeide selvstendig med om lag 10 øvingssett, med et forventet omfang på om lag 50 timer. En av øvingene kan være en laboratorieoppgave.

Øvingsoppgavene er knyttet til temaene som behandles i samlingene, med om lag tre øvingssett hørende til hver samling. Hvis det er behov, kan det tilbys en digital spørretime etter samlingene, der studentene kan få avklaringer og faglig veiledning.

For å oppnå læringsutbyttet forventes det at studentene arbeider jevnlig og selvstendig med pensumlitteratur, øvingsoppgaver og for- og etterarbeid knyttet til samlingene.

Undervisnings- og eksamensspråk

Timeplan

Mer info om arbeidskrav

Fem skriftlige innleveringer basert på øvingsoppgavene.

Hvis det arrangeres en laboratorieoppgave, vil laboratorieprotokoll inngå i de fem innleveringene. For øvrig kan studenten velge selv hvilke øvingssett som skal leveres.

Kontinuasjonseksamen