7M07155 Цифровые системы энергетики: генерация, распределение и потребление электроэнергии в ЮКГУ им. М. Ауезова

Позволяет развивать навыки устной коммуникации на иностраном языке, межкультурные компетенции, навыки обмена бизнес-корреспонденцией, овладеть основными видами чтения иноязычных оригинальных источников, подготовки письменных сообщений на научные темы по специальности: научный доклад, презентация, дискуссия, тезисы и статьи по теме научного исследования на иностранном языке, аннотирование научного текста, составление резюме.

Курс рассматривает деятельность руководителей и исполнителей как людей, входящими в формальные и неформальные объединения и строящие в них свои профессиональные и личностные отношения. У обучающегося формируются профессиональные знания о сущности, закономерностях и методах эффективного управления персоналом организации, умения и навыки психологической диагностики персонала, изучение его профессиональной, психологической пригодности к профессии.

Рассматриваются вопросы истории и философии естественных и технических наук, новоевропейскую науку в культуре и цивилизации, структуру научного познания, философские проблемы конкретных наук, коммуникативные технологииXXI века и их роль в современной науке. Формируется способность анализировать современные актуальные методологические и философские проблемы естественных и технических наук, развивается критическое мышление и логику.

Современные парадигмы высшего образования, система высшего профессионального образования в Казахстане. Позволяет овладеть кредитной системой обучения в подготовке будущих специалистов.Применять знания теоретико-методологических основ научных исследований в педагогике, в специальной области в практическую педагогическую деятельность. Формируются трудовые функции преподавателя вуза, колледжа (умения и навыки, и знания): обучающая, воспитывающая, методическая, исследовательская, социально-коммуникативная.

Знание режимов эксплуатации, диагностики и испытания электрооборудования энергетических систем, позволяют грамотно эксплуатировать силовое электрооборудование, проводить необходимые ремонтные работы по требованию и делать аналитические прогнозы по эффективности работы данных энергосистем. Магистрант получает теоретические знания и практический опыт в вопросах эксплуатации действующих энергосистем, систем мониторинга и самодиагностики силового электрооборудования локальных электроэнергетических систем.

Изучаются аналитические программы имитационного моделирования, проектирования современных гибридных локальных энергосистем, толерантным к отказам внешних факторов. Методы применения аддитивных технологий в энергетике. Магистрант получает знания, опыт в проектировании, эксплуатации, управления процессами, связанными с генерацией, распределением, потреблением электроэнергии, навыки применять на профессиональном уровне свои знания для решения проблем в более широком междисциплинарном контексте.

Изучаются методы статистического анализа временных рядов, методы математического прогнозирования на базе искусственного интеллекта и планирование эффективной работы энергосистем в локальном энергетическом районе. На базе полученных знаний магистрант может определять необходимые временные интервалы по эксплуатации данных энергосистем с наперед заданными техническими параметрами.

Рассматриваются тенденции развития современного инженерно-технического образования в техническом университете на примере преподавания дисциплин электротехнического профиля, особенности разработки методики обучения электротехническим дисциплинам с применением информационных технологий. Использовать дистанционные образовательные технологии в сфере послевузовского образования, повышающее качество университетского образования, формирования у магистрантов профессиональных компетенций (hardskills) и развития гибких навыков (softskills).

Изучаются вопросы разработки информационных, математических моделей: силового энергетического оборудования; коммутационного оборудования; систем распределённой генерации, ВИЭ; средств управления электростанции, устройств РЗА. Освоение методики построения математических моделей локального регулирования на базе методов планирования эксперимента. Магистрант может разрабатывать, моделировать новые локальные системы энергоснабжения энергетического района для обеспечения правильной эксплуатации, ремонта, модернизации энергетического оборудования.

Горение в задачах CFD-моделирования. Использование ANSYS Fluent в задачах горения углеводородных топлив. Модели горения и модуль speciestransport в решателе Fluent. PDF модель горения. Модель диссипации вихря (eddydissipationmodel) для моделирования осредненных по Рейнольдсу процессов горения. Кинетическое и диффузионное горение. Моделирование горения с использованием LES (метод крупных вихрей) подхода.

Программные средства решения задач тепломассообмена. Основы разработки геометрических и численных моделей для задач тепломассообмена. Конвективный теплообмен. Лучистый теплообмен. Сопряженный теплообмен. Решение задач теплообмена в стационарной и нестационарной постановках. Рейнольдсовые и вихревые модели турбулентности в задачах тепломассообмена.

Математическое моделирование теплоэнергетических процессов и аппаратов.Повышение энергетической эффективности процессов и аппаратов с учетом технологических, экологических и экономических факторов.

Пограничный слой во внутренних и внешних течениях. Влияние параметров среды, потока и стенки на пограничный слой. Динамика развития пограничного слоя. Параметры расчетной сетки в пограничном слое. Пристеночные функции. Расчет гидравлических сопротивлений. Теплообмен с поверхностью.

Изучение принципов и методик математического моделирования для компьютерного сопровождения и поддержки жизненного цикла сложных наукоемких и высокотехнологичных изделий и объектов. CALS-технологии. Методические вопросы использования математических моделей при сопровождении технических систем и технологических процессов теплоэнергетики на всех стадиях жизненного цикла с целью повышения эффективности их создания и функционирования.

Анализируется целесообразность использования когенерации и влияния ее на эффективность работы тепловой электростанции. Студенты будут обладать практическими навыками: расчета технико-экономических показателей станции; проектирования ТЭC с использованием современных программных продуктов; принятия компоновочных и схемных решений для конкретного оборудования ТЭС.

Обзор современных тепловых энергоустановок. Освоение программных модулей для проектирования установок. Способы решения основных проблем, возникающих при моделировании энергетических установок. Цель: изучение основных методов проектирования тепловых энергоустановок

Изучение основ работы с программным пакетом мультифизического моделирования SimulinkSimscape. Основные физические интерфейсы, библиотека структурных элементов соответствующих физических интерфейсов. Основные приемы работы в среде SimulinkSimscape, основные сведения об особенности физической симуляции в среде Simscape, способы графического отображения результатов симуляции. Анализ примеров моделирования теплотехнических и смежных систем.

Методы решения линейных оптимизационных задач Транспортные задачи электроэнергетики. Методы решения нелинейных оптимизационных задач Переход к безусловной оптимизации при решении нелинейных оптимизационных задач Численные методы в задачах оптимизации Вероятностное моделирование при решении оптимизационных задач. Задачи оптимального распределения активной мощности в энергосистеме.

Общая характеристика и свойства теплоэнергетических систем. Определения и показатели надежности, живучести и безопасности теплоэнергетических систем. Методические подходы и математические модели для анализа и синтеза надежности живучести и безопасности теплоэнергетических систем. Оценка технического состояния и прогнозирования. Целью освоения дисциплины является формирование знаний в области надежности, безопасности и живучести теплоэнергетических систем.

Теории и методы идентификации, адаптация и оптимизация термодиффузионных процессов технологической теплофизики в стационарном и установившемся режимах, основные критерии идентификации, адаптации и оптимизации объектов технологической теплофизики как объектов управления, основные особенности управления объектами технологической теплофизики в режимах пуска, останова и адаптивных систем управления, в энергетике промышленности и объектах ЖКХ.

Распространенные методы численного анализа физических процессов и систем. Теоретические основы методов численного моделирования физических процессов и систем. Метод конечных разностей, метод конечных элементов, метод конечных объемов. Исследование устойчивости схем, сходимости решений, оценке вычислительной погрешности. Вопросы обработки экспериментальных данных, различные методы их аппроксимации (полиномиальной, экспоненциальной, сплайнами и др.).

Моделирования процессов горения в объектах теплоэнергетики . Моделирования процессов смесеобразования в двигателях внутреннего сгорания, использования современных программных средств и высокопроизводительных вычислений, применения методов математического моделирования к решению практических задач энергомашиностроения. Решение конкретных инженерных и исследовательских задач в области моделирования рабочего процесса с помощью компьютерных технологий. Газодинамические и термодинамические расчеты процессов смесеобразования при помощи CAE-систем.

Основы математического моделирования процессов переноса тепла, массы и импульса применительно к энергетическим процессам и системам. Математические модели тепломассопереноса, гидродинамики, колебательных процессов. Исследование сложного теплообмена, процессов горения топлив, теплового воспламенения и взрыва, различных видов течения в каналах. Вопросы термической обработки материалов, в том числе при воздействии сверхмощными потоками теплового излучения.

Формируется знание вопросов стратегии управления энергетическим районом в плоскости узлов генерации (ВЭС и т.д.), а также вопросы сетевой зависимости потребителей электроэнергии от рынка энергоуслуг. На базе полученных знаний магистрант может определять необходимые данные для планирования стратегии функционирования всего энергетического района

Расположение потребителей промышленной электрической энергии, системы ее генерации, затраты на линии электропередач. Факторы, стимулирующие развитие распределенной генерации: адаптация потребителей к рыночной неопределенности в развитии электроэнергетики, мобильность распределенных систем генерации электроэнергии. Магистрант может анализировать повышение экологических требований, стимулирующих использование ВИЭ, получает опыт по эксплуатации автоматизированных контрольно-измерительных систем электротехнической и теплотехнической специализации.

Освоение основ работы с программным продуктом ZuluGis. Создание и структура слоев, ввод и редактирование объектов. Работа с рельефом: создание рельефа, вычисление площади и объема, использование модели рельефа SRTM3 в качестве слоя. Построение инженерных сетей: отрисовка тепловой сети, сети газоснабжения, создание слоя инженерной сети. Расчетысетей: конструкторский, наладочный, поверочныйрасчеты.

Методы создания цифровых двойников энергетического оборудования с помощью современного специализированного оборудования Место цифровых двойников энергического оборудования в современной энергетике. Виды цифровых двойников энергетического оборудования. Этапы создания цифровых двойников с помощью компьютерного моделирования физико-химических процессов. Работа с программным продуктом ANSYS Fluent. Расчетные геометирии и сетки. CFD-моделирование.. Постобработка результатов компьютерного моделирования.

Приобретение навыков проведения вычислительного эксперимента с помощью современных CFD-программ для расчета процессов тепломассообмена и гидродинамики и решения практических задач проектирования элементов теплоэнергетического оборудования. Цели и задачи моделирования. Методы исследования теплообмена и гидродинамики. Численные методы. Понятие вычислительного эксперимента. Современные CFD-программы.

Инструменты для цифрового прототипирования для стадии обсуждения новых идей и концепт-дизайна. CAD/CAM/CAE-модели.Представление в цифровом виде сложных объектов, создание все более подробных расчетных сеток, построение сложных мультидисциплинарных моделей. Методы моделирования физических процессов применительно к разным масштабам исследуемой области. Использование цифровых двойников, для задания оптимального запаса прочности.

Освоение современных программных продуктов для моделирования тепломассообменных процессов. Программные продуктыChemSep и СОСО для диагностики процессов дистилляции, абсорбции и экстракции. Выбор компонентов, выбор термодинамических моделей, изображение потоков на технологической схеме. Моделирование технологической схемы, анализ результатов

Математические модели теплоэнергетических, теплотехнических объектов и теплофизических процессов, исследование их на основе математических моделей, создавать на основе этого образцы новой техники и выбирать оптимальные режимы работы теплоэнергетического оборудования. Общая характеристика пакета прикладных программ (ППП) FlowVision.

Изучить современные методы решения оптимизационных задач применительно к объектам энергетики. Роль математических методов в решении оптимизационных задач. Показатели эффективности работы объектов энергетики (ТЭЦ, котельные, тепловые сети). Использование современных программных средств для решения оптимизационных задач по поиcку наиболее эффективных режимов работы энергетических объектов. Способы решения оптимизационных задач в Excel, Python, Mathcad, ANSYS.

Формирование знаний о современном состоянии науки в области инновационных технологий и оборудования систем ТГиВ о технически возможном потенциале, закономерностях и принципах работы систем и оборудования о способах реализации энергоэффективных технологий для теплоснабжения и создания микроклимата зданий на базе инноваций и современного оборудования.

Изучаются современные технологии нетрадиционных источников энергии, атомные энергетические и радиационные составляющие. Магистрант приобретает навыки постановки задач и проблем, их системного решения с применением инновационных подходов; может решать, подготовить предложения по оптимизации режимов работы, модернизации конструкции, выполнению организационных и технических мероприятий, направленных на повышение уровня технической эксплуатации оборудования.

Основное понятие о больших данных. Методы сбора больших данных. Основные сведение о датчиках для фиксации характерных параметров (температура, давление, расход) на объектах энергетики. Технологии передачи данных. Алгоритмы сортировки и классификации данных. Методы статистической обработки данных. Способы хранения больших объемов данных. Применение Excel, Python, Mathcad, ANSYS при работе с BigData.

Использование технологии искусственного интеллекта и анализа данных для минимизации количества аварий в тепловых сетях на основании данных паспортизации и оперативных данных с устройств мониторинга тепловых сетей. Сбор и обработка оперативных данных со всех средств мониторинга за счет комбинации всех возможных технологий подключения: прямое подключение к драйверамустройств, modbus, ОРС-сервера, интеграция с другими системами сбора данных.

Вопросы экономии энергоресурсов и повышение эффективности использования различных видов энергии на энергетических объектах, энергетические обследования объектов, мероприятия по энергосбережению, методы нормирования, прогнозирования и планирования энергопотребления, системы контроля, учета и управления энергопотреблением. Магистрант может выполнять расчеты с необходимыми обоснованиями мероприятий по экономии энергоресурсов, разработку перспективных, текущих планов электрификации производства в целом.

анализировать философские психологические, педагогические, проблемы развития цивилизации, используя источники, в том числе: свободно использовать иностранные языки для межличностного и профессионального общения, самостоятельно приобретать, развивать навыки применения знаний междисциплинарного и профессионального характера для решения нестандартныхзадач, владеть социально-психологическими технологиями управления.

формировать профессионально-педагогические умения и культуру научно-педагогического мышления в высшей школе; развивать профессиональную компетентность преподавателя; иметь навыки работы с методами и формами обучения в подготовке будущих специалистов; применения современныхобразовательных технологий, в том числе ДОТ.

сравнивать основные методы проектирования тепловых энергоустановок, методы идентификации, адаптации и оптимизация термодиффузионных процессов технологической теплофизики;

управлять и эксплуатировать действующие энергосистемы через системы мониторинга и самодиагностики силового электрооборудования локальных электроэнергетических систем; использовать технологии нетрадиционных источников энергии (атомные энергетические и радиационные составляющие);

практически работать с программными продуктами моделирования тепломассообменных процессов; иметь навыки разработки цифровых двойников энергетического оборудования; владеть современными методами решения оптимизационных задач и численного анализа физических процессов и систем, применительно к объектам энергетики

иметь навыки использования математического (в том числе численного) моделирования процессов переноса тепла, массы и импульса; методов сбора, хранения и обработки больших объемов данных применительно к энергетическим процессам и системам.

практически применять методы компьютерного моделирования горения углеводородных топлив; программные продукты для моделирования сетей газо-, теплоснабжения; прикладные инструменты моделирования динамических систем, применительно к задачам теплотехники и теплоэнергетики.

сравнивать информационные, математические модели: силового энергетического оборудования; коммутационного оборудования; систем распределённой генерации, ВИЭ; средств управления электростанции, устройств РЗА.

практически эксплуатировать автоматизированные контрольно-измерительные системы электротехнической и теплотехнической специализации; осуществлять моделирование в физико-химическом анализе; применять термический анализ и калориметрию на производстве.

иметь навыки моделирования пограничного слоя в теплотехническом оборудовании; сравнивать технические способы сжигания газа.

выбирать необходимые методы исследования; осуществлять научные исследования и экспериментальные работы; обрабатывать полученные результаты, анализировать и представлять их в виде законченных научно-исследовательских разработок; уметь самоорганизовываться в своем профессиональном развитии, владея современной проблематикой в сфере энергетики.