EI2452 Tillförlitlighetsanalys av elkraftsystem (7,5 hp)

Transkript

1 Kursprogram VT EI2452 Tillförlitlighetsanalys av elkraftsystem (7,5 hp) Mål Kursens mål är att deltagarna efter fullgjord kurs skall kunna använda tillförlitlighetsanalys som ett verktyg för beslutsstöd vid utveckling, drift och underhåll av elkraftsystem. Efter fullgjord kurs skall deltagarna kunna: Grundläggande definitioner och begrepp för tillförlitlighetsanalys Beskriva ett eldistributionsnät (inklusive skyddssystem) ur ett tillförlitlighetsperspektiv Analysera ett system med följande metoder och tekniker för tillförlitlighetsmodellering: o Nätverksmetod för analys av system av oberoende komponenter o Metoder för identifiering av komponentbetydelse o Markovmodellering o Livstidsmodeller Utföra tillförlitlighetsberäkningar med verktygen RADPOW och NEPLAN samt känna till bakomliggande modeller. Översiktligt beskriva hur lagar och regleringar kan ge incitament för eldistributionsnäts tillförlitlighet Utföra en Livscykelkostnadsanalys LCC (Life Cycle Cost) och kunna kunna göra enklare investerings- och riskanalyser baserat på resultat från tillförlitlighets- och LCCberäkningar. Formulera en tillförlitlighetsbaserad plan för underhållsstyrning enligt så kallad funktionssäkerhetsinriktat underhåll RCM (Reliability Centered Maintenance) samt ha kännedom om förfinad metod RCAM (Reliability Centered Asset Management). Kursupplägg och aktiviteter Kursen motsvarar fem veckors heltidsarbete (200 h 7,5 högskolepoäng) under läsperiod 4 (mars maj). Undervisningen är koncentrerad till tre kursdelar, om vardera tre heldagar, samt ett avslutande redovisningstillfälle. Följande aktiviteter ingår i kursen: Arbete med projektuppgift, individuellt eller i grupp om två. Problemställningen för uppgiften skall vara relaterad till en verklig situation och gärna relaterat till ditt eget arbete. För att få stort utbyte av denna kursdel rekommenderas att du väljer ett projekt du har nytta av i ditt nuvarande eller framtida arbete. I första kursdelen ingår arbete med att formulera problembeskrivning till projektuppgiften. Arbetet med att lösa projektuppgiften pågår kontinuerligt under kursens gång och avslutas med en muntlig och skriftlig redovisning samt opponering på annat projekt. Momentet är obligatoriskt. Föreläsningar där olika metoder för tillförlitlighetsanalys presenteras och exempel visas för tillämpning på elkraftsystem. Under föreläsningarna finns det inslag av övningar och mindre grupparbeten. 1 (6)

2 Gästföreläsningar där inbjudna talare från branschen visar på resultat där tillförlitlighetsanalys använts vid planering, drift och underhåll av elkraftsystem. Bonuspoäng 0-12p a) Hemuppgifter vilka ger övning på de metoder vilka presenterats i kursdel 1. Inlämning av hemuppgifter är inte obligatorisk, men kan ge 0-10 bonuspoäng till tentamen (dock maximalt 12 poäng inklusive b+c). b) Konstruera övningstal: Varje deltagare har möjlighet att vid ETT tillfälle lämna in övningstal senaste den 27:e april. Beroende på kvalitet (kvalitet går före kvantitet) utdelas 0-3 bonuspoäng till tentamen (dock maximalt 12 poäng inklusive a+c). c) Hitta beräkningsfel i föreläsningsanteckningar och/eller exempelsamlingen: Ett upptäckt räknefel ger möjlighet till 1 extra bonuspoäng (två elever har möjlighet att dela på poängen) förutsatt att eleven skriver en korrekt version av formeln/talet. Maximalt uttdelas 2 bonuspoäng per elev till tentamen (dock maximalt 12 poäng inklusive a+b). Laborationer vilka ger övning på att tillämpa de metoder och verktyg vilka presenterats i kursen för analys av elnät. Laborationerna är obligatoriska och en laborationsrapport skall lämnas in efter varje laborationstillfället. Dessa utförs i grupper om två. Tentamen vilken ger en skriftlig test av kunskap i de metoder vilka ingår i kursmålen. Se mer information om tentamen under avsnittet examination. Seminarium vid vilket muntlig redovisning görs av eget projekt samt opponering på annans projekt. Deltagande vid seminariet är obligatoriskt. Se mer information under avsnittet examination. Kursmaterial Kursmaterialet presenteras i en kurspärm. Materialet utgörs av: allmän kursinformation, instruktioner, föreläsningsnoter, kompletterande material med t.ex. artiklar, exempelsamling, tidigare tentamina, material från matematisk statistik, och lista över rekommenderat bredvidläsningsmaterial. Föreläsningsnoter och visst övrigt material kommer att delas ut vid respektive kurstillfälle. Avslutningsvis kommer kurskompendiet inklusive deltagarnas projektrapporter att presenteras i ett kurskompendium. Total kostnad för kursmaterialet är 300 kronor. Undervisningssalar All undervisning kommer att ske på KTH, Teknikringen 33. Föreläsningar, övningar och redovisningar kommer att hållas i: Seminarierummet, 1tr. Datorövning kommer att utföras i datorsalen, 1tr. Examination För godkänt på kursen krävs: Betyget godkänt för projektarbete, kursmoment (PRO2), om 4,5 hp, vilket innefattar: o Att projektuppgiften är godkänd; vilket innebär godkänd skriftlig och muntlig presentation av arbetet. o Att laborationsmomentet är godkänt vilket innebär deltagande vid laborationstillfällen och inlämnande av laborationsrapporter. o Aktivt deltagande vid seminarium, vilket inkluderar opponering för en annan projektuppgift, vilken presenteras som frågor vid seminariet samt ca en halv A4 sida med skrivna kommentarer (vilka lämnas ut vid seminariet). Godkänt resultat på skriftlig tentamen (TEN2) om 3 hp. Tillåtna hjälpmedel vid tentamen är fickkalkylator. Nödvändiga formler anges i tentamen som lösningshjälp. Anmälan till tentamen är obligatorisk och görs genom 2 (6)

3 att sända ett e-brev med anmälan till kursansvarig på Resultat från tentamen kommer att meddelas senast tre veckor efter Totalbetyg för kursen ges enligt resultat på tentamen (förutsatt att samtliga kursmoment är godkända). Betyg ges i enlighet med det 7-gradiga ECTS systemet (A-E, godkänt; Fx underkänt med möjlighet att komlettera utan omtentamina; F underkänt). Inlämning av material och datum Inlämning av material görs direkt till eller via e-post till kursansvarig eller kursassistent. För inlämning av material gäller följande tider: Problembeskrivning för projektuppgift skall formuleras under kursdel 1 och lämnas in inför kursdel 2 senast den 27:e april. Lösta hemuppgifter skall lämnas in mellan kursdel 1 och kursdel 2. Vid inlämning av uppgifter senast den 27:e april (kl 10.00) kan 10 bonuspoäng erhållas till tentamen. I kursdel 2 kommer lösningar för hemuppgifter att gås igenom. Laborationsrapporter skall lämnas in enligt; laboration del 1 senast 18 maj och laboration del 2 senast 27 maj. Projektrapporten skall lämnas in senast 23 maj (för att opponenten skall kunna förbereda sitt arbete inför redovisningsseminarium den 27 maj). Final version av projektrapporten skall lämnas in senast 22 juni (innan kurskompendiet för projektuppgifter sammanställs). Studentexpedition STEX Osquldas väg 10 i entrén Öppettider: måndag-fredag kl Tel , 87 stex@s3.kth.se Kontaktinformation KTH, Skolan för Elektro- och systemteknik, Teknikringen 33, Stockholm. Examinator och lärare: Patrik Hilber (Projektuppgifter), telefon , e-post patrik.hilber@ee.kth.se Kursansvarig: Carl Johan Wallnerström, telefon , e-post cjw@kth.se Kursassistenter: Johan Setréus (Laborationer), telefon , e-post johan.setreus@ee.kth.se Johanna Rosenlind (Hemuppgifter), telefon , e-post rosenli@kth.se Kursinformation Kursens hemsida: 3 (6)

4 4 (6)

5 Schema Preliminärt detaljschema för de tre kursdelarna presenteras i tabeller nedan. Tabellen presenterar innehåll för olika kursmoment: föreläsningar, gästföreläsningar, övningar och laborationer samt avslutande tentamen och seminarium. Lärare/assistenter anges med förkortningar: Patrik Hilber (PH), Carl Johan Wallnerström (CJW), Johan Setréus (JS) och Johanna Rosenlind (JR). Föreläsningar och övningar ges i Seminarierummet. Laborationer ges i Datorsalen. Kursdel 1: Modeller: grundläggande metoder och tekniker Moment Innehåll Lärare Tid Dag F1a Introduktion till kursen och Alla Ti 13 april Projektuppgiften samt grundläggande begrepp F1b Aktuella problemställningar relaterade PH Ti 13 april till elkraftsystemet F2 Felmodeller PH Ti 13 april F3 Metoder för systemanalys JS Ti 13 april F4 Metoder för systemanalys forts. JS 8-10 On 14 april F5 Introduktion till markovmodeller JR On 14 april F6 Studiebesök Alla On 14 april F7 Metoder för analys av elnät och CJW 8-10 To 15 april stationer Ö1 Övning CJW To 15 april F8 Summering av kursdel 1 och arbete Alla To 15 april med projektuppgift och hemuppgifter Eget arbete mellan kursdel 1 och 2: lösa hemmuppgifter och ta fram en problembeskrivning för projektuppgift. Kursdel 2: Analys: indata, approximativa metoder och verktyg Moment Innehåll Lärare Tid Dag F9 Genomgång av problemeskrivningar PH Ti 27 april för projektuppgifter F10 Gästföreläsning: Driftsäkerhetsstatistik Alla Ti 27 april för distribution och regionnät - uppföljningsystem och erfarenhetsdata - Matz Tapper Svensk Energi F11 Markovmodeller, fortsättning JR Ti 27 april inklusive övning i mån av tid F12 Metoder för komponentbetydel-se PH 8-10 On 28 april F13 Tillförlitlighetsverktyg JS On 28 april Lab1 Laboration del 1: Tillförlitlighets-analys JS On 28 april av elnät Lab2 Laboration del 1, forts. JS On 28 april F14 Livslängdsanalys JR 8-10 To 29 april F15 Gästföreläsning: -Reglering av kvalitet i Alla To 29 april elnätsverksamheten, -Kvalitetsbegreppet -Styrmedel och dess tillämpning -Företagsperspektivet, Olle Hansson F16 Arbete med projektuppgifter Alla To 29 april Ö2 Lösning av hemuppgifter JR To 29 april 5 (6)

6 Eget arbete mellan kursdel 2 och 3: arbete med projektrapport. Kursdel 3: Resultat: kostnadseffektiva strategier och ekonomiska styrmedel Moment Innehåll Lärare Tid Dag F17a Introduktion till kursdel 3 och genomgång av status för projektuppgifter Alla Ti 18 maj F17b Gästföreläsning: Underhållsoptimering, Alla Ti 18 maj Francois Besnard 12 F19 Kostnads- och LCC-analys CJW Ti 18 maj F20a Metoder för underhållsstyrning JR Ti 18 maj och speciellt planering enligt RCM teori F20b Metoder för underhållsstyrning PH Ti 18 maj och speciellt planering enligt RCM exempel Ö4 Genomgång av äldre tentamina CJW On 19 maj Ö5 Övning, arbete med projektuppgift Alla On 19 maj F21 Gästföreläsare: Harald Alla On 19 maj Thomassen Fortum Distribution Ö6 Extra tid i datorsal för arbete Alla On 19 maj med projektuppgift Lab3 Laboration del 2: LCC-analys för CJW 8-10 To 20 maj elnät och exempel från pågående studie inom RCAM Lab4 Laboration del 2: LCC-analys för CJW To 20 maj elnät och exempel från pågående studie inom RCAM F22a Risk- och sårbarhetsanalys CJW To 20 maj F22b Summering av kursdel 3 Alla To 20 maj Eget arbete inför slutseminariet: slutförandet av projektrapport och förberedelse av redovisning samt opponering. Redovisningstillfälle: Tentamen och presentation av eget projekt Moment Innehåll Tid Dag TEN Tentamen 8-12 To 27 maj SEM Seminarium med muntlig presentation och opponering på projektrapporter To 27 maj 6 (6)