Рабочая программа учебной дисциплины "проектирование гэу" Цикл
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа учебной дисциплины «автоматизированное проектирование электромеханических, 129.91kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины " гидропривод и гидропневмоавтоматика в системах, 187.84kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "современные проблемы науки и производства в энергетическом, 157.72kb.
- Учебно-методического комплекса (умк) Учебной дисциплины «Финансы и кредит» Проектирование, 424.52kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины (место, цели и задачи учебной дисциплины в общей, 498.45kb.
- Рабочая программа дисциплины проектирование орудий рыболовства профессиональный цикл,, 199.73kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "тепломассообмен" Цикл, 224.46kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "перенапряжения и координация изоляции" Цикл, 232.54kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "автоматизация электроэнергетических систем" Цикл, 179.92kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «технологические энергоносители и энергосистемы, 188.29kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
институт Электроэнергетики (ИЭЭ)
___________________________________________________________________________________________________________
Направление подготовки: 140400 - Электроэнергетика и электротехника
Программа подготовки: Гидроэнергетические установки
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Форма обучения: очная
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЭУ"
| Цикл: | профессиональный | |
| Часть цикла: | Базовая | |
| № дисциплины по учебному плану: | ИЭЭ; М.2.1 | |
| Часов (всего) по учебному плану: | 216 | |
| Трудоемкость в зачетных единицах: | 6 | 1 семестр– 4 2 семестр – 2 |
| Лекции | 72 час | 1 семестр– 36 2 семестр – 36 |
| Практические занятия | 18час | 1 семестр |
| Лабораторные работы | 18час | 2 семестр |
| Расчетные задания | 17 час | 1 семестр |
| Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего) | 108 час | |
| Экзамен | 20 час | 1,2 семестры |
| Курсовой проект | 1 з.е. (36 час ) | 2 семестр |
Москва - 2011
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является изучение вопросов проектирования технологической части гидроэнергетических установок, работающих в энергетических и водохозяйственных системах.
По завершению освоения данной дисциплины студент должен обладать:
- способностью использовать на практике навыки и умения в организации научно-исследовательских и научно-производственных работ, в управлении коллективом , влиять на формирование целей команды, воздействовать на её социально-психологический климат в нужном для достижении целей направлении, оценивать качество результатов деятельности (ОК-4);
- способностью использовать углубленные теоретические и практические знания , которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности (ПК-2);
- готовностью применять методы создания и анализа вариантов, разработки и поиска компромиссных решений (ПК-11);
- готовностью применять основы инженерного проектирования технических объектов (ПК-12);
- готовностью выбирать серийное и проектировать новое энергетическое оборудование (ПК-15).
Задачами дисциплины являются:
- познакомить обучающихся с методикой проектирования технологической части гидроэнергетических установок;
- дать информацию о правилах использования водных ресурсов водохранилищ ГЭС;
- научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при последующем использовании ГЭС в электроэнергетических системах.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.2 магистерской программы «Гидроэнергетические установки» подготовки направления 1404000 Электроэнергетика и электротехника модуля подготовки «Электроэнергетика».
Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: Теоретические основы гидроэнергетики, «Инженерная гидрология», «Гидравлические машины».
Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при прохождении итоговой государственной аттестации.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:
Знать:
- теорию и методологию проектирования гидроэнергетических установок ((ПК-12);
- основы теории электромеханического преобразования энергии и физические основы работы гидравлических машин (ПК-2);
- теоретические основы и практические методы управления гидроэлектростанциями при работе в составе энергетических и водохозяйственных системах (ПК11).
Уметь:
- применять, эксплуатировать и производить выбор оборудования гидроэлектростанций (ПК-15);
- формировать законченное представление о принятых решениях и полученных результатов в виде научно-технического отчета с его публичной защитой (ПК-12);
- осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы (ОК-4);
- формулировать ограничения и обобщать требования водохозяйственного комплекса к режиму работы гидроэлектростанций в энергетических системах (ПК-11).
Владеть:
- методами анализа работы электроэнергетических систем (ПК-2);
- навыками исследовательской работы (ОК-4);
- методами расчета параметров гидроэлектростанций, работающих в электроэнергетических системах (ПК-12);
- информацией о технических параметрах оборудования для использования при выборе основного и вспомогательного оборудования ГЭС (ПК-2);
- навыками применения полученной информации при проектировании ГЭС (ОК-4).
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единицы, 216 часов.
| № п/п | Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | Всего часов на раздел | Семестр | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по разделам) | |||
| лк | пр | лаб | сам. | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | Этапы и стадии проектирования | 6 | 1 | 2 | - | - | 4 | Тест этапы проектирования |
| 2 | Балансы мощности и энергии энергосистем | 9 | 1 | 4 | 2 | - | 3 | Тест: балансы мощности и энергии |
| 3 | Обоснование расчетных условий для проектирования ГЭУ | 7 | 1 | 4 | - | - | 3 | Тест: оценка гидрологических параметров |
| 4 | Водохозяйственные расчеты водохранилищ ГЭС | 9 | 1 | 4 | 2 | - | 3 | Расчетное задание |
| 5 | Водноэнергетические расчеты ГЭУ | 12 | 1 | 4 | 4 | - | 4 | Тест: энергетические режимы ГЭУ |
| 6 | Многолетнее регулирование стока 6водохранилищами ГЭС | 14 | 1 | 4 | 4 | - | 6 | Расчетное задание |
| 7 | Обобщенные методы расчета параметров водохранилищ. Метод Монте-Карло и его особенности | 18 | 1 | 6 | 4 | - | 8 | Расчетное задание |
| 8 | Расчетная обеспеченность энегоотдачи ГЭУ и особенности ее определения | 10 | 1 | 4 | - | - | 6 | Подготовка к контрольной работе |
| 9 | Правила использования водных ресурсов водохранилищ ГЭС | 12 | 1 | 4 | 2 | - | 6 | Контрольная работа |
| | Зачет | 2 | 1 | | | | 2 | устный |
| | Экзамен | 10 | 1 | | | | 10 | устный |
| 10 | Технико.экономическое обоснование параметров ГЭУ | 4 | 2 | 2 | - | - | 2 | Тест методы обоснования ГЭУ |
| 11 | Выбор отметки НПУ и полезного объема водохранилища, | 11 | 2 | 4 | - | 4 | 3 | Тест: обоснование параметров водохранилищ ГЭУ |
| 12 | Особенности обоснования мощности ГЭУ | 15 | 2 | 6 | - | 6 | 3 | Тест: показателей работы ГЭУ |
| 13 | Обоснование параметров энергетического оборудования ГЭУ. | 13 | 2 | 6 | - | 4 | 3 | Тест параметрв силового оборудования ГЭУ |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 14 | Резервы мощности в энергосистеме: нагрузочный, аварийный и ремонтный резервы | 10 | 2 | 4 | - | - | 6 | Тест: резервы мощности на ГЭУ |
| 15 | Особенности обоснования параметров ГЭС при комплексном использовании водных ресурсов | 14 | 2 | 4 | - | 4 | 6 | Тест: правила управления режимом водохранилищ ГЭС |
| 16 | Особенности выбора оборудования ГАЭС | 8 | 2 | 2 | - | - | 6 | Тест: оборудование ГАЭС |
| 17 | Вопросы охраны окружающей среды при разработке проектов ГЭС | 10 | 2 | 4 | - | - | 6 | Подготовка к контрольной работе |
| 18 | Особенности проектирования малых ГЭС, работающих на автономного потребителя | 10 | 2 | 4 | -- | - | 6 | Контрольная работа |
| | Зачет | 2 | 2 | | | | 2 | устный |
| | Экзамен | 10 | 2 | | | | 10 | устный |
| | Итого | 216 | | 72 | 18 | 18 | 108 | |
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения
4.2.1. Лекции
1семестр
1.Этапы и стадии проектирования
Энергетическая стратегия России и место гидроэлектростанции в балансах мощности и энергии ЕЭС России. Схема комплексного использования и охраны водных объектов (СКИОВО). Этапы и стадии проектирования гидроэлектростанции
2. Балансы мощности и энергии энергосистемы
Структура генерирующих мощностей энергосистемы. Технические характеристики генерирующих источников. Баланс мощности энергосистемы. Резервы мощности и особенности их обоснования. Балансы энергии энергосистемы. Особенности балансов мощности и энергии изолированных энергосистем. Роль ГЭС в балансах мощности и энергии энергосистем.
3. Обоснование расчетных условий для проектирования ГЭУ
Гидроэнергетические изыскания. Гидрологическая информация необходимая для проектирования ГЭУ и ее особенности. Обоснование расчетных гидрологических условий для проектирования ГЭС, работающих изолированно или в составе энергосистем. Учет развития энергосистем.
Обоснование расчетных условий пропуска максимальных расходов через гидроузел.
4. Водохозяйственные расчеты водохранилищ ГЭУ
Водохозяйственный баланс водохранилища. Потери воды из водохранилища на испарение, фильтрацию и шлюзование. Зимний режим и особенности его учета. Потери воды на льдообразование.
5. Водноэнергетические расчеты ГЭУ
Методы водноэнергетических расчетов для одиночных ГЭС. Учет энергетических характеристик гидроагрегатов и ГЭС в целом. Календарный метод расчета работы ГЭС. Особенности учета требования участников водохозяйственного комплекса к режиму речного стока.
6. Многолетнее регулирование стока водохранилищами ГЭС
Методы многолетнего регулирования стока водохранилищами ГЭС.
Графические методы расчета с использованием интегральной кривой стока (ИКС). Табличный метод расчета.
7. Обобщенные методы расчета параметров водохранилищ. Метод Монте-Карло и его особенности
Обобщенные методы расчета параметров водохранилищ ГЭС Расчетные номограммы и порядок их использования.Определение годовой состовляющей полезного объема. Метод Монте-Карло и особенности его применения.
8. Расчетная обеспеченность энергоотдачи ГЭУ и особенности ее определения.
Обеспеченность водоотдачи водопользователей и водопотребителей. Требования энергосистемы к надежности энергоотдачи ГЭУ. Пути повышения надежности энергоотдачи ГЭУ.
9. Правила использования водных ресурсов водохранилищ ГЭС.
Требования водного законодательства Российской Федерации к условиям эксплуатации водохранилищ ГЭУ. Правила использования водных ресурсов водохранилищ ГЭС. Диспетчерские рграфики работы ГЭС.
2 семестр
10.Технико-экономическое обоснование параметров ГЭУ
Методы технико-экономического обоснования параметров ГЭС. Методы сравнительной эффективности. Показатели сравнительной эффективности. Критерии эффективности. Метод финансовой эффективности. Чистый дисконтированный доход.
11. Выбор отметки НПУ и полезного объема водохранилища,
Факторы, влияющие на выбор отметки НПУ водохранилища. Структура капиталовложений. Методы, используемые при определении отметки НПУ.
Зависимости гарантированной мощности и среднемноголетней годовой выработки от глубины сработки водохранилища. Факторы, влияющие на величину оптимального значения полезного объема водохранилища ГЭС.
12. Особенности обоснования мощности ГЭУ
Установленная, гарантированная, сезонная дублирующая мощности. Вытесняющая, частично вытесняющая и дублирующая мощность ГЭС. Особенности экономического обоснования установленной мощности ГЭУ.
13. Обоснование параметров энергетического оборудования ГЭУ.
Выбор параметров турбинного оборудования. Обоснование единичной мощности и числа агрегатов. Обоснование частоты вращения и диаметра рабочего колеса гидротурбины. Расчет энергетических и кавитационной характеристики гидроагрегата и ГЭС в целом.
14. Резервы мощности в энергосистеме: нагрузочный, аварийный и ремонтный резервы
Назначение и методы определения резервов мощности в энергосистеме. Нагрузочный, аварийный и ремонтный резервы. Обоснование величины резервов отнесенных на гидроэлектростанции.
15.Особенности обоснования параметров ГЭС при комплексном использовании водных ресурсов
Комплексное использование водных ресурсов водохранилищ ГЭС. Водный кодекс Российской Федерации. Методы обоснования параметров ГЭС при комплексном использовании водных ресурсов водохранилищ ГЭС. Обоснование экономической эффективности ГЭС при комплексном использовании водных ресурсов.
16. Особенности выбора оборудования ГАЭС
Использование ГАЭС в суточном графике нагрузке. Энергетические характеристики ГАЭС в насосном и генераторном режимах работы. Кавитационная характеристика ГАЭС. Обоснование параметров ГАЭС : установленной мощности, полезного объема верхнего и нижнего бассейнов, единичной мощности и числа агрегатов.
17. Вопросы охраны окружающей среды при разработке проектов ГЭС
Оценка влияния водохранилищ ГЭС на окружающую среду. Влияние регулирования стока водохранилищем ГЭС на экологию в верхнем и нижнем бъефах водохранилищ. Изменения климата на прилегающих к водохранилищу территориях.
18.Особенности проектирования малых ГЭС, работающих на автономного потребителя
Классификация малых ГЭС. Особенности использования малых ГЭС при их работе на автономного потребителя. Обоснование параметров и показателей работы малой ГЭС.
4.2.2. Практические занятия
Расчет баланса мощности энергосистемы с ГЭС
Расчет баланса электроэнергии энергосистемы с ГЭС
Водохозяйственные и водноэнергетические расчеты для лет разной водности.
Расчет пропуска паводка через сооружения гидроузла.
Правила использования водных ресурсов водохранилищ.
Оценка каскадного эффекта работы ГЭС.
4.3. Лабораторные работы .
№1 Расчет режима работы ГЭС энергетического назначения с водохранилищем годового регулирования стока;
№2 Расчет режима работы ГЭС комплексного назначения с водохранилищем годового регулирования стока;
№3 Разработка диспетчерского графика работы ГЭС с водохранилищем годового регулирования стока.
№4 Оценка влияния каскадного эффекта на показатели работы ГЭС.
4.4. Расчетные задания
Расчет многолетнего регулирования стока;
Расчет баланса мощности энергосистемы с гидроэлектростанциями;
Обоснование величины аварийного резерва мощности энергосистемы.
4.5. Курсовой проект
Обоснование параметров гидроэлектростанций
.
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видео роликов.
Лабораторные занятия проводятся с использованием современных программных средств.
Практические занятия проводятся в виде дискуссии по обсуждаемой теме, в ходе которой вырабатываются умения применения полученных знаний на практике при разборе конкретных ситуаций.
Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольной работе, выполнения расчетных заданий и курсового проекта, подготовку к экзамену.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос,
Аттестация по дисциплине – экзамены в 1 и 2 семестрах.
Оценка за освоение дисциплины, определяется как экзаменационная во 2 семестре
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Литература:
а) основная литература:
Александровский А.Ю., Силаев Б.И. Гидроэнергетические установки Учебное пособие – М.: Из-во МЭИ, 2004.
б) дополнительная литература:
1.Гидроэнергетика: Учебник для вузов /А.Ю.Александровский, М.И. Кнеллер и др.: Под ред. Обрезкова. 2-у изд., перераб. И доп. – М.: Энергоатом издат, 1990.
2. Александровский А.Ю., Силаев Б.И.Обоснование параметров проектируемой ГЭС Методическое пособие по курсу Издательский дом МЭИ, 2006
7.2. Электронные образовательные ресурсы:,
используется Программный комплекс «Каскад»(находится в стадии лицензирования);
Электронные системы нормативно-технической информации.
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов. Для проведения лабораторных работ необходим учебный класс ЭВМ
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и магистерской программы «Гидроэнергетические установки»
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:
д.т.н.,профессор А.Ю.Александровский
"УТВЕРЖДАЮ":
Зав. кафедрой «Нетрадиционные и возобновляемые
источники энергии»
д.т.н. профессор М.Ш. Мисриханов