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Berechnung elektrischer Energienetze
Typ: Vorlesung Links:
Ort:

Hochspannungstechnik-Hörsaal (HSI), Geb. 30.35

Zeit:

Fr. 11.30 - 13.00

Dozent: Prof. Dr.-Ing. T. Leibfried
SWS: 2
Prüfung:

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Einführung und Überblick

Die Vorlesungen Berechnung Elektrischer Energienetze (BEE) und Energieübertragung und Netzregelung ist als 2-semestrige Vorlesung angelegt und behandelt weite Teile der Technik zur elektrischen Energieversorgung. Sie bildet dadurch ein Kernstück der beiden Studienmodelle „Elektroenergiesysteme“ und „Regenerative Energien“ und bereitet optimal auf die Ingenieurtätigkeit in der Industrie (Siemens, ABB, Alstom als Großunternehmen sowie zahlreiche mittelständische Unternehmen) und bei Energieversorgungsunternehmen (EnBW, RWE, E.ON, Vattenfall sowie zahlreichen Stadtwerken) vor.

Im ersten Teil der Vorlesung (BEE) werden die Energieerzeugung, die Betriebsmittel elektrischer Energienetze und die Charakteristik der Drehstromübertragung behandelt. In den Kapiteln 1 und 2 werden alle Verfahren zur großtechnischen Erzeugung elektrischer Energie diskutiert, wobei die regenerative Energieerzeugung ein besonderer Schwerpunkt darstellt (Kapitel 2). Im Kapitel 3 werden die mathematischen Grundlagen des Drehstromsystems einschließlich der verschiedenen Komponentensysteme (Koordinatensysteme) behandelt, die in späteren Kapiteln zur Systemanalyse benötigt werden. Das Kapitel 4 „Elektrische Betriebsmittel“ behandelt das Systemverhalten aller wichtigen Betriebsmittel elektrischer Energienetze und deren Auslegungsregeln. Im Kapitel 5 geht es um die Charakteristik und die technischen Grenzen der Drehstromübertragung.

Der wesentliche Inhalt des zweiten Teils der Vorlesung (Energieübertragung und Netzregelung) sind die Berechnung elektrischer Energienetze sowie moderne Technologien zur Energieübertragung auf der Basis von Leistungshalbleitern. Kapitels 6 beinhaltet Verfahren zur Netzanalyse und Lastflussberechnung, insbesondere Verfahren, die auch in der kommerziellen Netzanalysesoftware so realisiert werden und die Berechnung auch von sehr ausgedehnten Netzen ermöglichen. In den Kapiteln 7 und 8 werden Kurzschlussstromberechnungen behandelt, zunächst am einfacheren Fall des 3-poligen Kurzschlusses (Kapitel 7) und in Kapitel 8 auch bei unsymmetrischen Kurzschlüssen. Die Kapitel 9 und 10 tragen dem zunehmenden Einsatz moderner leistungselektronischer Komponenten zur gezielten Steuerung der Lastflüsse in Energieübertragungsnetzen durch FACTS (Flexible AC Transmission Systems) und Systeme zur Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) Rechnung. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Topologie, Funktionsweise und Berechnung der Schaltungen. Das letzte Kapitel beschreibt schließlich die Systemdynamik von Elektroenergiesystemen – angefangen von der regelungstechnischen Modellierung des Energieübertragungsnetzes bis hin zur Frequenz- und Spannungsregelung in ausgedehnten Verbundnetzen.

Termine

Vorlesung Prof. Dr.-Ing. Thomas Leibfried Übung M. Eng. Michael Jaya
Fr. 21.10.2011, 1130 – 1300 Uhr  Mi. 26.10.2011, 0945 – 1115 Uhr
Fr. 28.10.2011, 1130 – 1300 Uhr Mi. 02.11.2011, 0945 – 1115 Uhr
Fr. 04.11.2011, 1130 – 1300 Uhr Mi. 09.11.2011, 0945 – 1115 Uhr
  Mi. 16.11.2011, 0945 – 1115 Uhr
Fr. 18.11.2011, 1130 – 1300 Uhr Mi. 23.11.2011, 0945 – 1115 Uhr
Fr. 25.11.2011, 1130 – 1300 Uhr Mi. 30.11.2011, 0945 – 1115 Uhr
Fr. 02.12.2011, 1130 – 1300 Uhr Mi. 07.12.2011, 0945 – 1115 Uhr
Fr. 09.12.2011, 1130 – 1300 Uhr Mi. 14.12.2011, 0945 – 1115 Uhr
Fr. 16.12.2011, 1130 – 1300 Uhr  
  Mi. 11.01.2012, 0945 – 1115 Uhr
Fr. 13.01.2012, 1130 – 1300 Uhr Mi. 18.01.2012, 0945 – 1115 Uhr
Fr. 20.01.2012, 1130 – 1300 Uhr Mi. 25.01.2012, 0945 – 1115 Uhr
Fr. 27.01.2012, 1130 – 1300 Uhr Mi. 01.02.2012, 0945 – 1115 Uhr
Fr. 03.02.2012, 1130 – 1300 Uhr Mi. 08.02.2012, 0945 – 1115 Uhr
Fr. 10.02.2012, 1130 – 1300 Uhr  

Inhaltsverzeichnis

BEE (WS):

  1. Konventionelle Erzeugung elektrischer Energie
    • Arten und Nutzung von Kraftwerken
    • Thermodynamische Grundbegriffe
    • Dampfkraftwerke
    • Gasturbinen- und GuD-Kraftwerke
    • Kraft-Wärme-Kopplung
    • Beispiel: Kraftwerk Schwarze Pumpe in Sachsen
    • Kernkraftwerke
  2. Regenerative Erzeugung elektrischer Energie
    • Bedeutung der regenerativen Energieerzeugung
    • Wasserkraftwerke
    • Windenergieanlagen (WEA)
    • Solarenergieanlagen
    • Brennstoffzellen
  3. Das Drehstromsystem (Dreiphasensystem)
    • Mathematische Darstellung des Drehstromsystems
    • Mathematische Behandlung von Drehstromsystemen
    • Komponentensysteme und ihre Transformationen
  4. Elektrische Betriebsmittel
    • Synchroneneratoren
    • Transformatoren
    • Drosselspulen
    • Kondensatoren
    • Leitungen
    • Schaltanlagen
  5. Energieübertragung und -verteilung
    • Energieübertragung über Leitungen
    • Stabilität von Elektroenergiesystemen
    • Steigerung der Kapazität der Energieübertragung
    • Energieübertragung im Mittel- und Niederspannungsnetz

Vorlesungsskript

Download

BEE-Skript (PDF)

BEE 1 (PDF)

BEE 2 (PDF)

BEE 3 (PDF)

BEE 4 (PDF)

BEE 5 (PDF)

MATLAB-Dateien der Beispiele im Skript:

Prüfungen
Vorlesung Ort Datum Zeit
wird noch bekannt gegeben! 16.02.2012 08:00 - 10:00