7M07153 Цифровые технологии электроэнергетики в ЮКГУ им. М. Ауезова

Дисциплины

• История и философия науки

  Цель: Изучение проблематики феномена науки как предмета специального философского анализа, закономерностей и тенденций развития особой деятельности по производству научных знаний, взятых в социокультурном контексте. Содержание: Выявление специфики и взаимосвязи основных проблем истории и философии науки. Изучение закономерностей развития науки и структуры научного знания, методов научных исследований. Знание основных концепций и направлений неклассического и постнеклассического этапа развития науки. Анализ реалий современной теории и практики на основе осмысления методологии естественнонаучного, социо-гуманитарного и технического знаний. Критическое мышление как предпосылка развития и функционирования современного общества. Технологии развития критического мышления: рассмотрение и изучение логики аргументов. Формирование критического рефлексивного мышления и метакогнитивных способностей.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Иностранный язык (профессиональный)

  Цель: Системное углубление коммуникативной компетенции в рамках международных стандартов иноязычного образования на основе дальнейшего развития навыков и умений активного владения языком в профессиональной деятельности. Содержание: Уровни В2, С1 представлены в виде прагма-профессиональной направленности для профессиональных и академических целей на продвинутом уровне: научно-информационная база, интерпретация научной информации, аргументация, убеждения, научная полемика, академическое письмо. Использование инновационных методов и технологий, привлечение современных средств, Интернет-ресурсов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Планирование режимов работы электроэнергетических систем

  Цель: Формирование комплекса знаний, умений и навыков в области исследования имитационной модели для решения прикладных задач анализа и планирования режимов ЭЭС, позволяющей исследовать свойства энергосистемы с учетом фактора времени и повысить эффективность ее функционирования Содержание: Управление электроэнергетическими режимами энергосистемы, роль прогнозирования в задачах управления режимами ЭЭС, роль оптимизации в задачах управления режимами ЭЭС, требования к режимам работы ЭЭС, имитационное моделирование основных режимов электроэнергетических систем, описание программы с использованием метода динамического программирования в управлении основными режимами электроэнергетических систем, математическое моделирование графиков нагрузки режимов электроэнергетических систем

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Современные энергосберегающие технологии в электроэнергетике

  Цель: Формирование теоретических знаний и практических навыков в области энергосбережения, развитие у магистрантов навыков анализа экспериментальных и производственных данных с формулированием обоснованных выводов и рекомендаций по усовершенствованию анализируемых процессов, техники и технологий с точки зрения энергосбережения. Содержание: Тенденции развития вопросов экономии энергоресурсов и повышения 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. Расчеты с необходимыми обоснованиями мероприятий по экономии энергоресурсов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Цифровое управление энергетическими потоками в энергосистеме

  Цель: Формирование комплекса знаний, умений и навыков в области исследования оптимизационных моделей и методов для цифровизации электрических сетей, включающих альтернативные источники энергии с возможностью ее аккумулирования Содержание: Роль цифровизации в управлении электроэнергетическими потоками на базе локальных и глобальных сетях, построение инфраструктуры интеллектуальных сетей с учетом двустороннего потока энергии, математическая модель и оптимизация энергетического баланса генерирующего потребителя, алгоритм и программная реализация предложенного метода оптимизации в управлении электроэнергетическими потоками

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Цифровые технологии управления объектами электроэнергетики

  Цель: Изучение принципов проектирования автоматизированных систем управления объектов электроэнергетики на базе цифровых технологий Содержание: Тренды развития электроэнергетики. Цифровизация в области электроэнергетики. Интеллектуальная энергетика: модели и механизмы развития. Трансформация и цифровизация электроэнергетики. Технологии цифровых подстанций. ИИ в Smart Grid: интеллектуальные сети, цифровые двойники.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Педагогика и психология высшей школы

  Цель: Формирование у магистрантов навыков планирования и организации образовательно-научного процесса на основе принципов студентоориентированного обучения и оценивания, экстраполирования в учебный процесс инновационных (в т.ч. цифровых) и практикоориентированных методов и технологий обучения, подготовка их к академической и научно-методической деятельности в ОВПО. Содержание: Педагогика высшей школы как наука и учебная дисциплина. Методология педагогики высшей школы. Современные мировые тенденции развития высшего образования. История, современное состояние и перспективы развития высшего образования в Казахстане. Дидактика высшей школы. Студентоориентированное обучение и оценивание в ОВПО, его закономерности и принципы. Содержание образования в ОВПО. Инновационные педагогические технологии, формы и методы обучения в ОВПО. Концепции, стратегии, механизмы продвижения глобальных и национальных ценностей в студенческой среде и в социуме. Управление ОВПО. Поддержка и развитие образовательной среды и организационную культуру в соответствии с политиками и процедурами ОВПО.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Психология управления

  Цель: Овладение знаниями в области психологического менеджмента и развитие навыков управления человеческими ресурсами организации. Содержание: Развитие психологических теорий управления. Психологическая характеристика персонала. Психология мотивации работников. Технологии управления человеческими ресурсами организации. Психологическое обеспечение кадровой политики организации. Психология конфликта в организации. Технологии предупреждения профессиональной деформации личности. Практическая реализация в форме создания диагностического инструментария, разработки цифровых методов подготовки руководителей, управленческого консультирования.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• Методика преподавания профильных дисциплин

  Цель: Формирование у магистрантов методических навыков преподавания дисциплин, соответствующих профилю подготовки, по ОП и направлениям образования в условиях реализации компетентностного подхода к подготовке по основным образовательным программам. Содержание: Тенденции развития современного инженерно-технического образования в техническом университете на примере преподавания дисциплин электротехнического профиля, особенности разработки методики обучения электротехническим дисциплинам с применением цифровых технологий. Инновационные образовательные технологии в сфере послевузовского образования, повышающее качество университетского образования, формирования у магистрантов профессиональных компетенций (hard skills) и ценностей с совершенствованием гибких навыков (soft skills).

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Противоаварийное оперативное и автоматическое управление электроэнергетических систем

  Цель: Формирование фундаментальных знаний в области теории и практики оперативного управления энергосистемами Содержание: Технические средства противоаварийного управления электроэнергетическими системами противоаварийной автоматики и способов предотвращения системных аварий с нарушением электроснабжения на длительное время и на значительной территории. Общие закономерности передачи, переработки информации в системах оперативного и противоаварийного управления, алгоритмы и схемы основных устройств противоаварийной автоматики.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Управление гибридными сетями распределенной генерации в АПК

  Цель: Формирование знаний и практических навыков по управлению технологическими процессами выработки, распределения и потребления электроэнергии в современных системах электроснабжения, построенных на основе концепции интеллектуальных электрических сетей с использованием установок распределенной генерации в сельскохозяйственном производстве Содержание: Распределённая генерация и управление распределительными сетями. Оценка влияния РГ на уровень напряжения и распределение потерь. Анализ колебаний напряжения распределительных сетей с распределённой генерацией. Влияние РГ на защиту распределительной сети. Применение прогностических алгоритмов для управления установками распределенной генерации. Линейные и нелинейные прогнозирующие модели. Цифровые регуляторы установок распределенной генерации. Моделирование динамических режимов в системах электроснабжения с установками распределенной генерации. Снижение провалов напряжения на основе накопителей энергии и установок распределенной генерации. Моделирование процессов синхронизации и параллельной работы установок распределенной генерации с мощной промышленной сетью.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Методы построения диспетчерского и технологического управления в электроэнергетических системах

  Цель: Формирование у магистрантов представления о функционировании и развитии электроэнергетики в целом и отдельных объектов электроэнергетики, изучение автоматизированных систем управления в электроэнергетике. При этом основное внимание уделяется вопросам сбора, передачи, обработки и отображения оперативно-диспетчерской информации. Содержание: Структура автоматизированной системы диспетчерского управления. Формирование модели управляемой сети и оценивание состояния. Идентификация и контроль режима. Формирование и выдача управляющих команд на объекты. Прогнозирование нагрузки. Формирование модели сети. Контроль и идентификация режимов. Оперативное прогнозирование нагрузки. Оперативная оценка. Оперативная коррекция режима ЭЭС. Оптимальные алгоритмы противоаварийного управления. Автоматизированные системы диспетчерского управления.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Формирование экосистемы для работы ВИЭ

  Цель: Подготовка магистра, способного решать на основе полученных теоретических знаний и практических навыков технические и научные задачи, связанные с безопасным для окружающей среды использованием возобновляемых источников энергии. Содержание: Введение. Энергетика будущего. Киотский протокол. Прогнозы по развитию энергетики. Стоимость энергетических единиц. Энергетическая безопасность. Общие вопросы возобновляемой энергетики. Использование ВИЭ в РК. Экологические характеристики возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Основы экологической безопасности. Современное состояние возобновляемой энергетики. Основные положения энергетической стратегии. Экологические проблемы традиционной энергетики и нетрадиционной возобновляемой энергетики. Экологические и экономические аспекты использования солнечной и ветровой энергии. Экологические аспекты использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Экологические и экономические аспекты малой Гидроэнергетики и микроГЭС, геотермальной энергии. Экологические аспекты использования геотермальных и биоэнергетических установок.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Стратегия функционирования ВИЭ в энергетическом секторе

  Цель: Формирование у обучающихся системы знаний и практических навыков, необходимых для решения основных задач и проблем в энергетическом секторе, возникающих при сборе, преобразовании, хранении и управлении возобновляемой энергией. Содержание: Основные виды возобновляемых источников энергии, роль и место ВИЭ в мировом топливном балансе и в глобальной выработке электроэнергии. Ветроэнергетика: технология выработки электроэнергии с помощью ветра, основные показатели по миру и основным регионам, преимущества и недостатки ветроэнергетики. Солнечная энергетика: виды солнечной энергетики, типы солнечных электростанций, преимущества и недостатки солнечной энергетики. Энергетика на биомассе: специфика выработки электроэнергии из биомассы, преимущества и недостатки, основные показатели. Гидроэнергетика: динамика выработки гидроэнергии в мире и по основным регионам, преимущества и недостатки, крупнейшие проекты ГЭС в мире, потенциал гидроэнергетики в мире. Прочие виды ВИЭ – геотермальная, приливная: специфика выработки электроэнергии на основе природных термальных источников и приливов, основные показатели развития секторов. Энергетика на основе ВИЭ в РК: текущее состояние энергетики а базе ВИЭ в стране, программы по стимулированию развития сектора, основные действующие проекты, законодательные меры поддержки, среднесрочные ориентиры развития сектора.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Интеллектуальные энергетические системы

  Цель: Формирование комплекса знаний, умений и навыков в области исследования электроэнергетических систем на основе концепций построения интеллектуальных систем в энергетике и коммуникационных технологии при реализации Smart Grid Содержание: Тенденции развития мировой и Казахстанской энергетики, альтернативные источники энергии. Распределенная генерация, концепция интеллектуальных систем в энергетике, концепция Smart Grid в системах электроснабжения, коммуникационные технологии при реализации SmartGrid.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Моделирование режимов работы локальных электрических сетей

  Цель: Формирование комплекса знаний, умений и навыков в области исследования локальных энергетических систем на основе математического моделирования энергосистем с возобновляемыми источниками энергии Содержание: Численные методы решения систем линейных и нелинейных уравнений. Математические модели установившихся режимов энергосистем и методы их решения. Формы записи параметров электрических систем. Степени свободы электрических систем. Формирование систем уравнений установившегося режима в форме баланса токов и мощностей для простейших схем энергосистемы. Численные методы решения УУР энергосистем. Оптимизационные методы решения энергетических задач. Понятия и условия локального и глобального экстремума функций. Постановка задачи оптимизации режимов энергосистем, метод решения. Постановка и решение задач по локальной оптимизации режима реактивной мощности.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Распределенная генерация в системах электроснабжения сельскохозяйственных потребителей

  Цель: Формирование у обучающихся системы знаний и практических навыков, необходимых для решения основных задач, связанных с внедрением инновационных подходов построения электросетевого комплекса (технология Smart Grid) в системах электроснабжения сельскохозяйственных потребителей. Содержание: Альтернативные источники энергии. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии (ИЭ). Современные энергосберегающие технологии. Классификация и характеристики накопителей энергии. Интеграция возобновляемых источников энергии в электрическую сеть. Требования к присоединению возобновляемых источников энергии к электросети. Проблемы функционирования возобновляемых источников в энергосети. Распределенная генерация. Интеллектуальные системы потребителей. Элементы, установки и технологические комплексы интеллектуальных систем в генерации. Элементы, установки и технологические комплексы интеллектуальных распределительных сетей. Общие технические требования к обеспечению надежности и качества электроснабжения в интеллектуальных системах электроснабжения. Технологический базис концепции развития электроэнергетики на базе SmartGrid (интеллектуальные системы). Усовершенствованные методы управления системами электроснабжения. Принципиальные подходы к развитию и организации работ по реализации концепции Smart Grid в РК.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Методические аспекты научных исследований в электроэнергетике

  Цель: Подготовка магистров, владеющих инструментами постановки и проведения научно-исследовательской работы, готовых к самостоятельной творческой научной работе, и внедрению в производство новейших и прогрессивных технологий. Содержание: Методологические основы научного знания. Выбор направления научного исследования. Поиск, накопление и обработка научной информации.Теоретические и экспериментальные исследования. Описание процессов в виде дифференциальных уравнений. Оптимизация и ее основные методы реализации. Технические и программные средства поддержки теоретических исследований. Эмпирические исследования. Измерительные средства. Автоматизированные системы научных исследований. Обработка результатов экспериментальных исследований. Основы изобретательского творчества. Понятие и структура магистерской диссертации

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Эксплуатация, системы мониторинга и самодиагностики электрооборудования локальных электроэнергетических систем

  Цель: Формирование комплекса знаний, умений и навыков в области исследования работы локальных систем энергоснабжения и разработка комплексных технических решений для управления основными режимами локальных энергосистем Содержание: Существующие виды объектов с локальной генерацией цели субъектов по их развитию и интеграции в электрические сети, способ безопасной параллельной работы локальных систем энергоснабжения с внешней электрической сетью, реализованный в подсистеме противоаварийного управления, силовые и структурных схемы подключень локальных систем во внешнюю электрическую сеть, требования к интеграции систем управления локальных сетей и автоматизированной системы диспетчерского управления центра управления локальными сетями

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Научно-технические проблемы электроэнергетики

  Цель: Ориентирование магистрантов в специфических проблемах составных частей энергетики и энергетики в целом, в связи с ростом народонаселения, развитием промышленности и состоянием окружающей среды, определение способов и средств решения проблем, преодоления конфликтов, возникающих между энергетикой и окружающей средой при удовлетворении потребностей общества в электроэнергии. Содержание: Краткая характеристика проблем мировой и Казахстанской энергетики. История развития и современная структура электроэнергетической отрасли Казахстана. Минеральные энергетические ресурсы. Традиционные энергетические ресурсы. Нетрадиционные (вспомогательные) топливные ресурсы.Производство, транспортировка и аккумулирование электрической энергии. Электростанции и котельные на органическом топливе. Малая энергетика на основе традиционного топлива. Атомная энергетика. Гидроэнергетика. Перспективная энергетика. Передача и распределение электрической энергии. Накопление энергии. Техногенные угрозы природе и человечеству, исходящие от деятельности ТЭК, и способы их ограничения. Ущербы окружающей среде и аварии на объектах ТЭК. Уменьшение негативного воздействия ТЭК на окружающую среду. Геополитические и социальные угрозы, связанные с энергообеспечением. Мировой энергетический рынок: экономические и геополитические аспекты. Экономическая нагрузка на общество в связи с энергообеспечением.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Самосинхронизация энергетических станций энергорайона

  Цель: Формирование теоретических знаний и практических методов самосинхронизации энергетических станций энергорайона. Содержание: Принципы самосинхронизации, синхронизация генераторов, точная синхронизация электростанций, синхронизация дизель-генераторов и газовых электростанций через индуктивное сопротивление, особенности автоматических синхронизаторов, принципиальные схемы самосинхронизации генераторов электрических станций, основные положения правил технической эксплуатации.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Надежность энергетической безопасности электроэнергетических систем

  Цель: Формирование систематизированных знаний о современной теории надежности энергетической безопасности в системах электроснабжения, методах расчета, анализа и оптимизации их надежности. Содержание: Система основных понятий и критериев надежности электроустановок. Модели и методы анализа надежности систем генерации ЭЭС. Учет надежности при проектировании и эксплуатации ЭЭС. Показатели надежности энергосистемы. Модели нагрузки электроэнергетической системы. Модель надежности концентрированной энергосистемы Модель надежности объединения энергосистем. Анализ надежности электрической сети энергосистемы. Структурная модель сети. Учет отказов ЛЭП, обусловленных общей причиной и изменениями погодных условий.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Прогнозирование противоаварийного управления в электроэнергетических системах

  Цель: Формирование комплекса знаний, умений и навыков в области исследования рациональных путей дальнейшего развития и совершенствования систем, методов и средств противоаварийного управления электроэнергетическими системами с помощью многоуровневой системы для повышения режимной надежности, включая повышение управляемости ЕЭС в целом и входящих в нее энергообъединений, энергосистем Содержание: Общая характеристика управления противоаварийной автоматикой в электроэнергетических системах, функциональная структура управления противоаварийной автоматикой в электроэнергетических системах, территориальная структура управления противоаварийной автоматикой в электроэнергетических системах, организация типовой системы противоаварийной автоматики энергообъединения, фиксация аварийных возмущений в виде аварийного небаланса мощности в электроэнергетической системе по параметрам переходного процесса, устройства фиксации аварийной перегрузки линии электропередачи, вызванной небалансом активной мощности по условию динамической устойчивости

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Методы создания цифровых двойников электроэнергетического оборудования

  Цель: Ознакомление с основными и инновационными методами создания цифровых двойников, видов моделей двойников, с достаточной полнотой, достоверностью и оперативностью выходных и исходных данных электрооборудования. Содержание: Двойник и оптимизация электрооборудования. Технологии сбора и обработки данных для создания цифрового двойника. Технологии математического моделирования и цифровых теней. Цифровой двойник как интеграция этапов жизненного цикла электрооборудования. Типы цифровых двойников их классификация. Примеры использования цифровых двойников. Этапы создания цифровых двойников. Сбор информации для разработки цифрового двойника. Программное обеспечение создания цифрового двойника. Методы оценки адекватности элементов цифрового двойника. Метод оценки цифрового двойника

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Цифровые двойники электроэнергетического оборудования и решение оптимизационных задач в электроэнергетике

  Цель: Формирование понятий и знаний цифровых двойников в электроэнергетике, цифровое моделирование и прогнозирование работы электрооборудования для сокращения затрат и издержек на стадии проектирования, решения оптимизационных задач для принятия решений. Содержание: Понятия цифровой модели.Современная информационная модель как предшественник цифрового двойника.Понятие цифрового двойника, связь с жизненным циклом инженерного объекта. Цифровое документирование жизненного цикла объекта. Основные цифровые технологии. Цифровые двойники и модели для сложных бизнес-процессов и объектов. Оптимизация работы энергосистемы с цифровыми двойниками на основе искусственного интеллекта Проблемы системной работы с цифровой информацией.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Переходные процессы в электроэнергетической системе

  Цель: Формирование систематических знаний о причинах возникновения и физической сути переходных процессов в электроэнергетической ситсеме. Дисциплина является профилирующей для энергетических специальностей, ее изучение позволяет понять сущность взаимодействия элементов электроэнергетической системы в различных режимах ее работы и получить навыки анализа этих режимов. Содержание: Основы теории переходных процессов для расчетных задач по выбору аппаратов и силового оборудования в электроэнергетической системе, устройств релейной защиты и автоматики; Методы анализа переходных процессов и снижения негативного производственного переходного процесса на компоненты электроэнергетической системы

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Перестраиваемые структуры систем энергоснабжения промышленных предприятий и городов

  Цель: Формирование теоретических знаний и практических навыков в сфере экологически безопасной перестройки системы энергоснабжения, предполагающей переход от таких ненадежных источников энергии к диверсифицированным и структурированным источникам энергии Содержание: Требования к энергоснабжению промышленных предприятий, общность и различие систем электроснабжения промышленных предприятии и городов, общие вопросы построения автономных систем электроснабжения нового поколения с возможностью использования нетрадиционных источников энергии, характеризующиеся по сравнению с существующими аналогами сниженным удельным расходом топлива, увеличенным сроком службы первичных двигателей и возможностью совместной работы генераторов любого типа.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

Профессии

Результаты обучения

• Применять историко-философские концепции к анализу современных научных дискуссий и вопросов, связанных с научными исследованиями
• Применять профессиональный иностранный язык и психологические навыки управления для развития карьеры и повышения конкурентоспособности на рынке труда
• Обучать с применением инновационных методов преподавания, информационных цифровых технологий и интерактивных методов исследования
• Оптимизировать процессы самосинхронизации и моделирования режимов переходных процессов в электроэнергетических системах и локальных электрических сетях путем исследований научно-технических проблем в области электроэнергетики
• Реализовывать разделы стратегии инновационной деятельности с применением оперативных технологий управления, энергосбережения, «умных сетей» Smart Grid на базе искусственного интеллекта, распределенной генерации гибридных сетей в системах электроснабжения сельскохозяйственных потребителей, АПК, промышленных предприятиях и городов на протяжении жизненного цикла.
• Обеспечивать надежность работы интеллектуальных электроэнергетических систем путем применения технологий цифрового управления и искусственного интеллекта электрооборудованием, решением оптимизационных задач и использованием цифровых двойников
• Внедрять методы формирования экосистемы и стратегии интеграции ВИЭ в энергетическую систему для эффективной работы возобновляемых источников энергии
• Эксплуатировать энергетические системы с использование методов прогнозирования противоаварийного оперативного и автоматического управления и технологии мониторинга, самодиагностики электрооборудования