Рабочая программа учебной дисциплины «надежность систем энергоснабжения» Цикл

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ (ИПЭЭф)
___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника

Магистерская программа: Энергообеспечение предприятий. Тепломассообменные процессы и установки.

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ»

Цикл:	М.1 Общеобразовательный
Часть цикла:	по выбору
№ дисциплины по учебному плану:	11.1
Часов (всего) по учебному плану:	144
Трудоемкость в зачетных единицах:	4	2 семестр
Лекции	36 часов	2 семестр
Практические занятия	18 часов	2 семестр
Лабораторные работы	нет
Расчетные задания, рефераты	нет
Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)	90 часов
Экзамены		2 семестр
Курсовые проекты (работы)	36 часов	2 семестр

Москва - 2011

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Интенсивное развитие тепловой и атомной энергетики, повышение сложности и производительности энергосистем, их социального и экономического значения требует от разработчиков технических систем принятия решений, повышающих их надежность. В связи с этим становится актуальным решение следующих задач:

- Выбор схемных решений и параметров элементов энергосистем при работе в различных режимных условиях.

- Расчет характеристик надежности технических систем.

- Сравнительный анализ моделей и методов расчета надежности.

- Анализ условий, приводящих к возникновению неустойчивостей в энергосистемах.

Целью дисциплины является ознакомление студентов с путями решения вышеперечисленных и других актуальных задач обеспечения необходимых надежностных характеристик энергосистем.

По завершению освоения данной дисциплины студент должен обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);
способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК-6);
готовностью вести библиографическую работу с привлечением современных информационных технологий, способностью анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию (ОК-9);
способностью использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности (ПК-2);
способностью находить творческие решения профессиональных задач, готовностью принимать нестандартные решения (ПК-4);
способностью анализировать естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-5);
способностью оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-8);
готовностью использовать современные и перспективные компьютерные и информационные технологии (ПК-9);
способностью планировать и ставить задачи исследования, выбирать методы экспериментальной работы, интерпретировать и представлять результаты научных исследований, давать практические рекомендации по их внедрению в производство (ПК-23)

Задачами дисциплины являются

ознакомление с основными проблемами в области надежности энергосистем;
ознакомление с основными проблемами в области моделирования технических систем;
изучение основных методов расчета надежности энергосистем;
умение анализировать работу энергосистем с точки зрения надежности.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части общенаучного цикла М.3 и является дисциплиной по выбору студента основной образовательной программы подготовки магистров по программе "Энергообеспечение предприятий. Тепломассообменные процессы и установки" направления 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Математика", «Тепломассообменное оборудование предприятий», «Основы системного анализа». «Энерготехнологический комплекс промышленных предприятий», «Математическое моделирование».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы выпускникам для принятия грамотных и ответственных решений при проектировании сложных систем энергоснабжения в промышленной и атомной тепловой энергетике, радиоэлектронике, транспорте и т.д.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

методы анализа энергосистем с точки зрения надежности (ОК-1, ОК-4, ПК-9);
методы расчета характеристик надежности (ОК-1, ОК-4, ПК-9);
условия, влияющие на устойчивость и надежность систем (ОК-1, ОК-4, ПК-9);
математические модели для оценки надежности систем (ОК-1, ОК-4, ОК-6, ПК-9).

Уметь:

рассчитывать характеристики и показатели надежности (ПК-2, ПК-4);
анализировать энергосистемы с точки зрения надежности (ПК-2, ПК-4);
строить математические модели систем для оценки надежности (ПК-2, ПК-4);

Владеть:

навыками анализа литературы по рассматриваемой тематике (ОК-1);
терминологией в области теории надежности (ОК-1);
методами построения моделей для оценки надежности (ОК-1, ОК-6, ПК-2);
методами расчета характеристик надежности (ПК-2).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

№ 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)
№ п/п		Всего часов на раздел	Семестр	лк	пр	лаб	сам.	Формы текущего контроля успеваемости (по разделам)
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Основные понятия надежности сложных систем.	6	2	2	2		2	Тест
2	Понятия и методы теории вероятностей и математической статистики, используемые при моделировании и расчете надежности.	38	2	12	4		22	Контрольная работа
3	Методы расчета характе ристик и показателей надежности восстанав ливаемых и невосстна вливаемых элементов и систем.	22	2	4	2		16	Тест
4	Методы повышения надежности и эффектив ности сложных систем.	18	2	6	2		10	Тест
5	Графоаналитические методы оценки надежности.	12	2	2	2		8	Тест
6	Методы теории случайных функций и процессов в расчете надежности систем.	30	2	6	4		20	Контрольная работа
7	Моделирование сложных систем для оценки их устойчиво сти и надежности.	16	2	4	2		10	Тест
	Зачет	2	2	--	--	--	2	Положительные тесты и результаты контрольных работ по изучаемым разделам
	Экзамен		2	-	-	-
	Итого:	144		36	18		90

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции:

1. Основные понятия теории надежности сложных систем.

Основные понятия теории надежности. Связи между показателями надежности.

Структура систем, внутриструктурные связи. Требования предъявляемые к надежности сложных систем.

2. Понятия теории вероятностей и математической статистики, используемые при расчете надёжностных характеристик.

Понятия теории вероятностей и математической статистики, используемые при оценке характеристик надежности. События, вероятности событий. Симметрия событий, частота событий. Алгебра событий и вероятностей событий. Условные вероятности. Апостериорные и априорные вероятности. Понятие полной вероятности. Дискретные, непрерывные и смешанные случайные величины. Законы распределения, моменты случайных величин. Статистическая оценка параметров случайных величин. Проверка статистических гипотез для законов распределения.

3.Расчет показателей и параметров надежности элементов и систем.

Законы распределения вероятностей работоспособности и отказа, времени отказа и восстановления. Мгновенные и постепенные отказы. Частота отказов, средняя частота отказов. Среднее время работоспособности и восстановления. Коэффициенты надежности. Функции готовности работы элементов и систем.

4.Методы повышения надежности.

Расчет надежности при основном соединении элементов. Анализ параметров надежности при общем и поэлементном резервировании. Анализ надежности при резервировании с дробной кратностью. Выигрыш показателей надежности при различных способах резервирования. Системы длительного действия, оценка эффективности.

5.Анализ технических и технологических систем с помощью структурных схем.

Построение структурных схем для элементов и систем энергетики. Параллельные, последовательные и мостиковые структуры. Структуры типа «m» из «n». Графоаналитические методы расчета параметров надежности.

6.Методы теории случайных функций и процессов при расчете характеристик надежности.

Системы случайных величин, законы распределения системы случайных величин. Условные законы распределения. Моменты систем случайных величин. Связанные случайные величины, коэффициенты связи. Случайные функции, характеристики случайных функций. Потоки отказов, параметры потоков, классификация потоков. Понятие случайного процесса. Марковские случайные процессы, классификация. Расчет надежности систем с помощью марковских процессов.

7.Моделирование систем для оценки надежности и устойчивости.

Модели систем без восстановления и с восстановлением. Модели систем с сетевой структурой. Модели систем длительного действия. Влияние переключающих устройств на характеристики надежности систем.

4.2.2. Практические занятия

2 семестр

Определение сложных событий, вероятностей событий. Определение условных вероятностей. Определение априорных вероятностей по формуле полной вероятности и апостериорных вероятностей по формуле Байеса. Определение законов распределения случайных величин, характеристик дискретных и непрерывных случайных величин. Определение статистических гипотез о законах распределения случайных величин.

Контрольная работа.

Расчет вероятностей работоспособности и отказа, времени отказа и восстановления. Расчет показателей надежности при постепенных отказах. Частота отказов, средняя частота отказов. Расчет коэффициентов надежности. Расчет функций готовности работы элементов и систем.

Расчет показателей надежности при различных типах резервирования. Оценка выигрыша показателей надежности при различных способах резервирования. Оценка эффективности систем длительного действия.

Построение структурных схем для элементов и технических систем. Расчет надежности для параллельных, последовательных и мостиковых структур. Построение деревьев отказа и работоспособности.

Построение законов распределения систем случайных величин, условных законов распределения. Расчет моментов систем случайных величин. Расчет коэффициентов связи случайных величин, случайных функций, характеристик случайных функций. Определение параметров потоков отказов. Расчет надежности систем с помощью марковских процессов.

Контрольная работа.

Построение математических моделей систем без восстановления и с восстановлением. Оценка влияния переключающих устройств на характеристики надежности систем.

Зачет.

4.3. Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены

4.4. Расчетные задания учебным планом не предусмотрены

4.5. Курсовые проекты.

Вариант курсового проекта: разработка технической или энергетической системы и расчет надежности разработанной системы.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в аудитории с примерами и задачами, отражающими материал лекций.

Практические занятия проводятся в активной форме в аудитории. Выдаются задания для самостоятельного решения. Освоение материала поверяется при помощи тестов, устного опроса и контрольных работ.

Самостоятельная работа включает подготовку к лекциям, тестам, контрольным работам, подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются тестовые задания, контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – защита курсового проекта, зачет, экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как среднее арифметическое оценок за контрольные работы и оценок выполнения индивидуальных заданий.

В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр обучения в магистратуре.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

Е.С.Венцель, Л.А.Овчаров. Прикладные задачи теории вероятностей. М.,Радио и связь, 1983.
Практические занятия по основам теории надежности: учебное пособие / И.А.Антышев, Г.П. Шаповалова. – М.: МЭИ, 2010.
А.М. Половко. Основы теории надежности. М., Наука,1964.

б) дополнительная литература:

Козлов Б.А., Ушаков И.А. Справочник по расчету надежности. М., Советское радио,1975.
Ионин А.А. Надежность систем тепловых сетей. М., Стройиздат,1989.
А.М. Половко, И.М.Маликов и др. Сборник задач по теории надежности. М., Советское радио,1972.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Среда программирования: Visual Basic 6.0.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки магистров 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» при реализации программы подготовки магистров кафедры ТМПУ «Энергообеспечение предприятий. Тепломассообменные процессы и установки».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

Старший преподаватель Антышев И.А.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ТМПУ

к.т.н., профессор Гаряев А.Б.

Кафедра тепло- и массообменных процессов и установок. страница из

Blog

Рабочая программа учебной дисциплины «надежность систем энергоснабжения» Цикл

Содержание

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ