Hoppa till huvudinnehållet
Till KTH:s startsida Till KTH:s startsida

FEG3215 Reglering av microgrids 6,0 hp

Ett mikronät är ett småskaligt kraftsystem som innehåller ett antal distribuerade generatorer t.ex. solceller, vindkraftverk, energilager, t.ex. batterier samt last av olika slag.  Mikronät kan vara antingen AC, DC eller hybrida AC/DC mikronät. Oavsett typ, kan de drivas antigen anslutna till ett kraftsystem, eller som ett isolerat system t.ex. på en ö. Genom att koordinera och kontrollera de krafteletroniska omvandlarna som generatorer och lasterna i mikronätet så kan man utföra funktioner som frekvensstyrning, spänningsreglering, kontroll av effektflöden och ekonomis optimering av driften. 

Efter genomgången kurs kommer studenterna att kunna genomföra modellering, analys och implementering av kontrollsystem i mikronät. Studenterna får lära sig hur olika typer av mikronät utvecklas och styrs för att uppnå stabil drift. Studenterna kommer också att lära sig distribuerad styrning, energioptimering och även utmaningar kring cybersäkerhet. Efter genomgången kurs kommer  studenterna att kunna bygga ett helt mikronätsystem med flera omvandlare i Matlab/Simulink, miljö för att uppnå olika styrfunktioner. Studenterna kommer också att få inblick i de senaste forskningsproblemen inom mikronät.

Kursomgångar saknas för aktuella eller kommande terminer.
Rubriker med innehåll från kursplan FEG3215 (HT 2022–) är markerade med en asterisk ( )

Innehåll och lärandemål

Kursupplägg

Föreläsning 1 Introduktion

Föreläsning 2 AC mikronät- Styrning av omriktare

Föreläsning 3 AC mikronät- Hierarkisk styrning

Föreläsning 4 AC mikronät- Distribuerad styrning

Föreläsning 5 Tillståndsrumsmodellering och stabilitetsanalys av mikronät

Föreläsning 6 Impedansmodellering och stabilitetsanalys av mikronät

Föreläsning 7 DC mikronätstyrning

Föreläsning 8 Hybrid AC/DC mikronätstyrning

Föreläsning 9 Mikronätcybersäkerhet

Föreläsning 10 Mikronätenergihantering

Individuellt projekt:

Studenterna kommer att välja ett av projekten nedan som kursprojekt:

Projekt 1 - kontroll och stabilitetsanalys av AC mikronät:

Hands on 1: Design av omriktare med ”grid-forming” styrning i Matlab/Simulink

Hands on 2: Design av AC-mikronät med P-kontroll i Matlab/Simulink

Hands on 3: Tillståndsrumsmodellering och stabilitetsanalys av AC-mikronät

Hands on 4: Implementera en utvald ny metod i det utvecklade mikronätsystemet. (Det kan vara hierarkisk styrning, distribuerad styrning, stabilisering, energihushållning etc. Du kan välja ett papper som presenteras i kursen, eller hitta ett papper i IEEE xplore. Du kan också utveckla något nytt utifrån ditt eget forskningsämne. Den valda metoden /papper måste diskuteras med examinator och få godkännande innan du påbörjar denna del.)

Skicka in rapport och Matlab-filer

Projekt 2: kontroll och stabilitetsanalys av DC mikronät:

Hands on 1: Design av DC/DC-omvandlare i spänningsreglering

Hands on 2: Design av DC-mikronät med P-kontroll

Hands on 3: Tillståndsrumsmodellering och stabilitetsanalys av DC-mikronät

Hands on 4: Implementera en utvald ny metod i det utvecklade mikronätsystemet. (Det kan vara hierarkisk styrning, distribuerad styrning, stabilisering, energihushållning etc. Du kan välja ett papper som presenteras i kursen, eller hitta ett papper i IEEE xplore. Du kan också utveckla något nytt utifrån ditt eget forskningsämne. Den valda metoden /papper måste diskuteras med examinator och få godkännande innan du påbörjar denna del.)

Skicka in rapport och Matlab-filer

Kursinnehåll

Mikronätkoncept, omriktarstyrning, AC mikronätstyrning, DC mikronätstyrning, modellering och stabilitetsanalys, distribuerad styrning, energihantering, cybersäkerhet

Lärandemål

Denna kurs syftar till att lära ut modellering, styrning, analys och implementering av mikronät. Efter avslutad kurs förväntas deltagarna uppnå kunskaper och färdigheter för att kunna:

  1. Beskriva mikronätkonceptet och hur mikronät används för att stödja integrering av förnybar energi och hållbar utveckling av smarta nät och samhället.
  2. Modellera, styra och simulera omriktare och DC/DC-omvandlare
  3. Styrs och simulera ett mikronät med flera omvandlare
  4. Utveckla tillståndsrumsmodellering av ett mikronät
  5. Analysera stabiliteten hos ett mikronät
  6. Identifiera ett specifikt forskningsproblem inom mikronätområdet och implementera en utvald metod i det utvecklade mikronätsystemet.

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet

Reglerteknik och kraftelektronik

Rekommenderade förkunskaper

Ingen information tillagd

Utrustning

Föreläsningsrum, Matlab, Mikronätlabb

Kurslitteratur

  1. J. M. Guerrero, J. C. Vasquez, J. Matas, L. G. de Vicuna and M. Castilla, "Hierarchical Control of Droop-Controlled AC and DC Microgrids—A General Approach Toward Standardization," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 58, no. 1, pp. 158-172, Jan. 2011
  2. Referenser I föreläsningsanteckningar

Examination och slutförande

När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.

Betygsskala

P, F

Examination

  • EXA1 - Examination, 6,0 hp, betygsskala: P, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Betyget är P/F.

För godkänt på kursen krävs deltagande av samtliga föreläsningar och godkänt på kursprojektet.

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Etiskt förhållningssätt

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Ytterligare information

Kursrum i Canvas

Registrerade studenter hittar information för genomförande av kursen i kursrummet i Canvas. En länk till kursrummet finns under fliken Studier i Personliga menyn vid kursstart.

Ges av

Huvudområde

Denna kurs tillhör inget huvudområde.

Utbildningsnivå

Forskarnivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Kontaktperson

Qianwen Xu (qianwenx@kth.se)

Forskarkurs

Forskarkurser på EES/Nätverk och systemteknik