単位数: 2. 担当教員: 津田 理. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TEI-ELE334J.
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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
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クラスコードは、「 eejboyg 」です。
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１．目的
電力は現代社会を支える重要なエネルギー形態である。この授業では，このような役割を持つ電力を安定かつ高信頼度で輸送するための現在の電力輸送技術と大規模電力系統について，機器や設備というハード面と，それらの制御・運用するソフト面の両面から理解を深める。
２．概要
電力系統の基本構成と電力産業の特徴を概観した後，交流送電の基礎と送変電設備およびその電気的特性，周波数・電圧と有効・無効電力の関係に代表される電力ネットワークの特性を理解する。さらにその特性に基づいた電力系統の安定度，制御・運用，信頼度について学ぶ。
３．達成目標等
この授業では，主に以下の能力を習得することを目標とする。
・送変電設備の動作原理，およびその電気的特性を理解し，基本的な電力システムモデルを作成・解析することができる。
・有効電力と無効電力の違いとそれぞれの制御原理を理解し，説明することができる。
・電力システムの全体像を理解し，それらの社会における役割を説明することができる。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Object
Electric power is an important form of energy for sustaining the modern society. The purpose of this class is to deepen the understanding of large‐scale electric power system and current power transmission technology for high-reliability and highly stable power transmission from both aspects of the hardware part such as equipment and facility and the softare part such as operation and control.
2. Summary
First, this class starts with an overview of the basic configuration of electric power system and the characteristics of power generation industry. Next, students understand the basic theory of AC power transmission, the electric characteristics of power transmission and distribution equipments, and the characteristics of electric power network such as the relationship among frequency, voltage, active power, and reactive power. Then, students learn the reliability, stability, control, and operation of the electric power system based on their characteristics.
3. Goal
This class is targeting to learn the following abilities:
・To understand the operation principle of power transmission and distribution equipments and its electric characteristics, and analyze a basic model of electric power system
・To understand and describe the difference between active power and reactive power and its control principle
・To understand a whole image of electric power system and describe the role of electric power system in society
本科目の内容は，電気回路や電磁気，制御工学を中心に多岐の基礎科目に基づいているので，線形回路論，電磁気学，電気回路学，電磁エネルギー変換A及びB，システム制御工学A，電気エネルギー発生工学(電力発生工学)の履修，さらに本科目の理解を深めるための，解析力学，過渡現象論，数値コンピューティング(数値解析)，システム制御工学B，高電圧工学，パワーエレクトロニクス基礎の履修が望ましい。
It is desirable for students to take "Linear Circuit Theory", "Electromagnetics", "Electric Circuit Theory", "Electromagnetic Energy Conversion A", "Electromagnetic Energy Conversion B", "System Control Engineering A", and "Generation of Electrical Energy", because the contents of this class are based on the various fundamental subjects such as electric circuit theory, electromagnetics, and system control engineering. Taking the subjects such as "Analytical Mechanics", "Transient Phenomena in Electric Circuit", "Numerical Analysis", "System Control Engineering B", "High Voltage Engineering", "Introduction to Power Electronics" is desirable for deepening the understanding of this class.
第１回 電気エネルギーシステムの基本構成概要と特徴
第２回 三相交流
第３回 電気エネルギー輸送設備
第４回 送電線の等価回路
第５回 電気エネルギー輸送特性
第６回 電力潮流，経済運用，周波数制御
第７回 電力システムの故障計算
第８回 中性点接地と誘導障害
第９回 電力システムの安定性I（定態安定度）
第10回 電力システムの安定性II（過渡安定度，電圧安定性）
第11回 保護リレーシステム
第12回 過電圧現象と進行波
第13回 直流送電システム
第14回 将来展望
第15回 まとめ
1：Outlines and characteristics of basic configuration of electric energy system
2：Three-phase alternating current
3：Electric energy transmission facilities
4：Equivalent circuit of transmission line
5：Transmission characteristics of electric energy
6：Power flow, optimal economic power system operation, frequency control
7：Fault analysis of electric power system
8：Neutral earthing and inductive interference
9：Stability of electric power system I (static stability)
10：Stability of electric power system II (transient stability, voltage stability)
11：System protection relay system
12：Overvoltage phenomena and traveling wave
13：Direct current power transmission system
14：Future outlook
15：Summary
授業時間は限られているので、自主学習が重要になる。予習・復習を必ず行うようにすること。
The session time is limited and therefore self-directed learning is important. Students are required to prepare and review for each class.
定期試験およびレポートで評価する。
Evaluation is performed based on submitted report and final-term examination.
質問は講義終了後に講義室で受け付ける。それ以外は事前にメール等で予約すること。
Questions are accepted after class in lecture room. Otherwise, make an appointment in advance via e-mail or other means.