İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı Elektrik Sistemlerinde Harmonikler Course Name Power System Harmonics Kodu (Code) ELK 607E Lisansüstü Program (Graduate Program) Yarıyılı (Semester) Güz (Fall) Kredisi (Local Credits) AKTS Kredisi (ECTS Credits) Ders Seviyesi (Course Level) 3.0 7,5 Doktora (Ph.D.) Elektrik Mühendisliği (Electrical Engineering) Dersin Türü (Course Type) Seçmeli (Elective) Dersin Dili (Course Language) İngilizce (English) Dersin İçeriği (Course Description) 30-60 kelime arası Güç kalitesi ve harmonikler, harmonik analizi (Fourier Dönüşümleri), harmoniklerin temelleri, elektrik enerji sistemlerinde harmonikler, harmonik bozulmaların elektrik enerji sistemlerindeki etkileri, harmonik ve harmonik etkilerini azaltma yöntemler, harmonikleri sınırlanması ve kontrolü ile ilgili standartlar, enerji sistem bileşenlerinin harmonik analizi için modellenmesi, enerji sistemlerinde harmonik analizi çalışmaları (harmonik güç akışı) Power quality and harmonics, harmonic analysis (Fourier Transformations), fundamentals of harmonics, harmonics in power systems, effects of harmonic distortion on power systems, mitigation of power system harmonics, standards for the limitation and control of power system harmonics, modeling of power system components for harmonic analysis, power system harmonic studies (Harmonik power flow) Dersin Amacı (Course Objectives) Maddeler halinde 2-5 adet Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Maddeler halinde 4-9 adet Yazdığınız çıktıların ölçülebilir olmasına dikkat ediniz. 1- Elektrik enerji sistemlerinde, saf sinuzoidal olmayan dalga şekilleri için davranışlarını incelemek, 2- Harmoniklerin oluşum nedenlerini, şebekedeki dağılımlarını ve sistem bileşenlerine olan etkilerini açıklamak, 3- Harmonik düzeylerinin azaltılması için gerekli düzeltici ve önleyici çözümler geliştirmek, 4- Bir elektrik enerji sisteminde harmonik güç akışı ile bara gerilim ve dal akımları harmonik düzeylerini saptamak ve gerekli olan baralarda harmonik azaltılması için çözüm geliştirmektir. 1- To analyze power system behavior for the signals including harmonic components, 2- To understand the harmonic sources, harmonic propagation and harmonic effects upon system components, 3- To develop several corrective and preventive solutions in order to mitigate the power system harmonic effects. 4- To determine power system harmonic levels of the bus voltages and the branch currents and to mitigate the effects of harmonics by means of harmonic power flows in a system. Bu dersi başarıyla tamamlayan doktora öğrencileri aşağıdaki konularda bilgi, beceri ve yetkinlik kazanırlar; I. Elektrik enerji kalite problemleri ve kalitenin önemini öğrenme, II. Harmonik analizi için gerekli matematiksel araçları öğrenme, III. Harmonik işaret üreten elemanları ve üretecekleri harmonik düzeylerini kavrama, IV. Harmonikli akım ve gerilimlerin, elektrik tesislerinde yol açacağı sorunları öğrenme, V. Harmonik etkilerini azaltma yöntemlerini öğrenme ve en uygun yöntemi belirleme, VI. Elektrik enerji sistemi bileşenlerinin harmonik analize uygun modellemesini öğrenme, VII. Profesyonel yazılımlar veya hesaplama araçları kullanarak, küçük, orta ve büyük boyutlu sistemlerde harmonikli işaret düzeylerini belirleme ve sınırları aşan değerlerin azaltılması için çözüm geliştirme, Ph.D. students who successfully pass this course gain knowledge, skills and competency in the following subjects; I. To learn the power quality problems and their importance, II. To learn the required mathematical tools for harmonic analysis. III. To identify the components those creating harmonic signals and the level of their harmonics, IV. To learn the impact of harmonic signals on the power system components, V. To understand how to eliminate/minimize the level of harmonics as well as to identify the best alternative for harmonic level minimization. VI. To model the power system components for harmonic power flows. VII. To learn power system modeling and computation of harmonic levels for small, medium and largesize power systems by using Professional software and/or other computational tools. In addition, to provide solutions for harmonic minimization, if required.
Kaynaklar (References) En önemli 5 adedini belirtiniz Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) Laboratuar Uygulamaları (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) Diğer Uygulamalar (Other Activities) 1. G.J.Wakileh, Power system harmonics: fundamentals, analysis, and filter design, springer verlag press, 2001 2. E.F.Fuchs, M.A.Masoum, Power quality in electrical machines and power systems,, Elsevier Academic Press, 2008 3. A.Kusko, M.T.Thompson Power quality in electrical systems, McGraw Hill P.C., 2007 4. F.De La Rosa, Harmonics and power systems, CRC press, 2006. 5. R.C.Dugan, M.F. McGranagham, Electrical power systems quality, McGraw Hill P.C., 2002 Öğrencilerin dersi daha iyi öğrenmelerine yardım etmesi amacıyla dönem boyunca 4-5 adet bireysel haftalık ödev ve 1 adet gurupsal dönem projesi verilecektir. To help students learning and comprehending the course material better, 4-5 individual homeworks and a group term project will be assigned. Yok None Ödevler yapılırken bilgisayarda hesaplama yapılacak ve dönem projesinde muhakkak bir harmonik analizi yazılımı kullanılacaktır. The students should use the computer for the solution of the homework questions. In addition, they have to use harmonic power flow software for their term Project. Kısa Sınavlar : Yok Quizzes : None Başarı Değerlendirme Sistemi Faaliyetler (Activities) Adedi* (Quantity) Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) Yıl İçi Sınavları - - (Assessment Criteria) (Midterm Exams) Kısa Sınavlar - - Başarı değerlendirme sisteminde (Quizzes) dersin çıktılarının olabildiğince Ödevler 4 30 kantitatif ölçülmesine olanak (Homework) sağlayan ölçme yöntemleri Projeler kullanılmalıdır. (Projects) Dönem Ödevi/Projesi 1 30 (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı 1 40 (Final Exam) *Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur.
DERS PLANI Hafta Konular Dersin Çıktıları 1 Giriş, Güç kalitesi ve harmonikler I 2 Güç kalitesi ve harmonikler I,II 3 Harmonik analizi (Fourier Dönüşümleri) II 4 Harmoniklerin temelleri II,VII 5 Harmoniklerin temelleri II 6 Elektrik enerji sistemlerinde harmonikler (Harmonik kaynakları) III 7 Harmonik bozulmaların elektrik enerji sistemlerindeki etkileri IV 8 Harmonik ve harmonik etkilerini azaltma yöntemleri V 9 Harmonikleri sınırlanması ve kontrolü ile ilgili standartlar V 10 Enerji sistem bileşenlerinin harmonik analizi için modellenmesi VI 11 Enerji sistem bileşenlerinin harmonik analizi için modellenmesi VI 12 Enerji sistemlerinde harmonik analizi çalışmaları (harmonik güç akışı) VII 13 Enerji sistemlerinde harmonik analizi çalışmaları (harmonik güç akışı) VII 14 Dönem projesi sunumu III-VII COURSE PLAN Weeks Topics Course Outcomes 1 Introduction, Power Quality and harmonics I 2 Power Quality and harmonics I,II 3 Harmonic analysis (Fourier Transformations) II 4 Fundamentals of harmonics II,VII 5 Fundamentals of harmonics II 6 Harmonics in power systems (Harmonic sources) III 7 Effects of harmonic distortion on power systems IV 8 Mitigation of power system harmonics V 9 Standards for the limitation and control of power system harmonics V 10 Modeling of power system components for harmonic analysis VI 11 Modeling of power system components for harmonic analysis VI 12 Power system harmonic studies VII 13 Power system harmonic studies VII 14 Term project presentation III-VII
Dersin Elektrik Mühendisliği Doktora Programıyla İlişkisi Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) 1 Yüksek Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, Elektrik Mühendisliği alanında güncel ve ileri düzeydeki bilgileri özgün düşünce ve/veya araştırma ile uzmanlık düzeyinde geliştirebilme, derinleştirebilme (bilgi), alanındaki yeni bilgileri sistematik bir yaklaşımla değerlendirebilme ve araştırma yöntemlerini kullanabilmede üst düzey beceriler (beceri) 2 Elektrik Mühendisliği alanının ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme (bilgi); yeni ve karmaşık fikirleri analiz, sentez ve değerlendirmesini yapabilme ve uzmanlık gerektiren bilgileri kullanarak özgün sonuçlara ulaşabilme (beceri) 3 Elektrik Mühendisliği alanına yenilik getiren yeni bir düşünce, yöntem, tasarı ve/veya uygulama geliştirebilme ya da bilinen bir düşünce, yöntem, tasarı ve/veya uygulamayı farklı bir alana uygulayabilme (beceri), bu amaçla özgün bir çalışmayı bağımsız olarak gerçekleştirerek alanındaki ilerlemeye katkıda bulunabilme (bağımsız çalışabilme ve sorumluluk alabilme yetkinliği) ve üst düzey zihinsel süreçleri kullanarak alanı ile ilgili yeni düşünce ve yöntemler geliştirebilme (öğrenme yetkinliği) 4 Elektrik Mühendisliği alanı ile ilgili en az birer adet bilimsel makaleyi ulusal ve uluslararası hakemli dergilerde yayınlayarak veya özgün bir yapıt üreterek ya da yorumlayarak alanındaki bilginin sınırlarını genişletebilme (bağımsız çalışabilme ve sorumluluk alabilme yetkinliği), uluslararası platformlarda alanındaki konuların tartışılmasında özgün görüşlerini savunabilme ve alanındaki yetkinliğini gösteren etkili bir iletişim kurabilme (iletişim ve sosyal yetkinlik) 5 Elektrik Mühendisliği alanındaki bilimsel, teknolojik, sosyal veya kültürel ilerlemeleri tanıtarak, yaşadığı toplumun bilgi toplumu olma ve bunu sürdürebilme sürecine katkıda bulunabilme, sorunların çözümünde stratejik karar verme süreçlerini de kullanıp işlevsel etkinlik kurarak, toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik sorunların çözümüne katkıda bulunabilme ve bu değerlerin gelişimini destekleyebilme (alana özgü yetkinlik) Katkı Seviyesi 1 2 3 1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam
Relationship between the Course and Electrical Engineering Curriculum Program Outcomes 1 Developing and intensifying the current and high-level knowledge in the area of Electrical Engineering with the use of original thinking and/or research processes and in a specialist level, based upon the competency in M.S. level (knowledge), acquiring the most developed skills about evaluating new information in the area with a systematical approach and using the research methods in studies in the related area (skill). 2 Grasping the inter-disciplinary interaction related to area of Electrical Engineering (knowledge); the ability to critically analyze, synthesize and evaluate the new and complex ideas and reaching original results by using the specialist knowledge (skill). 3 Developing a new idea, method, design and/or application which brings about innovation in the area of Electrical Engineering; or, applying a conventional idea, method, design and/or application to a different environment (skill), contributing to the progress in the area of Electrical Engineering by independently carrying out an original study (competence to work independently and take responsibility), developing new ideas and methods relation to Electrical Engineering area by making use of high level intellectual processes such as creative and critical thinking, problem solving and decision making (learning competence). 4 Expanding the limits of knowledge in the area of Electrical Engineering by publishing at least one scientific article in an international peer reviewed journal and/or creating or interpreting an original work (competence to work independently and take responsibility), the ability to establish effective communication with experts in the international environments to discuss subjects of Electrical Engineering and to defend original opinions, showing one s competency in the area (communication and social competency). 5 Contributing to the society s state and progress towards being an information society by announcing and promoting the technological, scientific and social developments in the area of Electrical Engineering, by establishing effective communication in the solving of the problems faced in the area of Electrical Engineering, by using the strategic decision making processes, contributing to the solution of area-related social, scientific, cultural and ethical problems and promoting the development of these values (area specific competency). Level of Contribution 1 2 3 1: Little, 2. Partial, 3. Full Düzenleyen (Prepared by) Prof.Dr.Aydoğan ÖZDEMİR Tarih (Date) March 27, 2011 İmza (Signature)