• Βασικά Στοιχεία Δικτύων Εναλλασσόμενου Ρεύματος: Διανυσματική παράσταση μεγεθών, Αντίσταση – Αγωγιμότητα, Τάση και ρεύμα σε 1-Φ και 3-Φ κυκλώματα. Ισχύς σε 1-Φ και 3-Φ κυκλώματα.
• Θεμελιώδεις έννοιες των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Οι έννοιες της πραγματικής, άεργου ισχύος και μιγαδικής ισχύς.
• Δομή των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Ικανότητα μεταφοράς. Λειτουργικά χαρακτηριστικά των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Ανάλυση και μοντέλα των βασικών συνιστωσών των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας.
• Σύστημα ανά μονάδα (per unit – pu). Συμμετρικά συστήματα, ισοδύναμα κυκλώματα γεννητριών και κινητήρων, ισοδύναμα κυκλώματα φορτίων, ισοδύναμα κυκλώματα μετασχηματιστών, ισοδύναμα κυκλώματα γραμμών μεταφοράς.
• Ανάλυση και μοντέλα διασυνδεδεμένων συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, Μονοφασικά ισοδύναμα. Διαγράμματα αντιστάσεων. Μονογραμμικά διαγράμματα. Επίλυση κυκλωμάτων στο pu σύστημα.
• Παρουσίαση και χρήση των εργαλείων λογισμικού (όπως τα προγράμματα MatLab/ SIMULINK, PowerWorld, PSS, NEPLAN, ΕΜΤΡ – ΑΤΡ), κατάλληλων για την ανάλυση συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας
• Ανάλυση ροής φορτίου, Πίνακας αγωγιμοτήτων (ΥBUS) και Αντιστάσεων (ΖBUS), Απαλοιφή ζυγών. Μαθηματικό μοντέλο του συστήματος στην μόνιμη κατάσταση λειτουργίας.
• Εφαρμογή της μεθόδου Gauss-Seidel για την επίλυση των εξισώσεων ροής φορτίου
• Εφαρμογή της μεθόδου Newton – Raphson για την επίλυση των εξισώσεων ροής φορτίου

Το μάθημα αποτελεί το βασικό εισαγωγικό μάθημα στις έννοιες και τη δομή των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Η ύλη του μαθήματος στοχεύει στην εισαγωγή των σπουδαστών στις βασικές έννοιες των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, της πραγματικής, άεργου ισχύος και μιγαδικής ισχύς, στη δομή των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, τα λειτουργικά χαρακτηριστικά των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας και την ανάλυση και μοντέλα των βασικών συνιστωσών των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας.
Επίσης αναφέρεται σε εισαγωγικές έννοιες διασυνδεδεμένων συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, έτσι ώστε ο φοιτητής να έχει μία συνολική αντίληψη των διαδικασιών και μεθοδολογιών επίλυσης κυκλωμάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Με αυτή την έννοια το μάθημα αποτελεί τη βάση πάνω στην οποία συγκεκριμένες μεθοδολογίες και τεχνικές συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας αναπτύσσονται σε επί μέρους ειδικά μαθήματα της κατεύθυνσης.
Τέλος, στόχος του μαθήματος αποτελεί η κατανόηση από τους σπουδαστές της σημασίας της συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας στη σύγχρονη οικονομία.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:

• Έχει κατανόηση των βασικών και κρίσιμων χαρακτηριστικών των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, την σύνδεση τους με τη γενικότερη παραγωγή, μεταφορά και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας.
• Έχει γνώση των εργαλείων και των τεχνικών επίλυσης ροής φορτίου και κυκλωμάτων ηλεκτρικής ενέργειας
• Αναλύει και υπολογίζει τα βασικά στοιχεία ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας.
• Αναλύει συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας στη μόνιμη κατάσταση.
• Συνεργαστεί με τους συμφοιτητές του για να δημιουργήσουν και να παρουσιάσουν μία ομαδική εργασία σε μια μελέτη συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας που περιλαμβάνει την ανάλυση του συστήματος, κατανομή ροής φορτίου, ευστάθεια, και τα βασικά μαθηματικά μοντέλα του συστήματος

1. Ατομικές/Ομαδικές Εργασίες (30%) που περιλαμβάνουν:

–     Επίλυση προβλημάτων

–    Μελέτες

–     Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας

2. Γραπτή εξέταση προόδου (20%) που περιλαμβάνει:

–     Επίλυση προβλημάτων

–     Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας

3. Γραπτή τελική εξέταση (50%) που περιλαμβάνει:

–     Επίλυση προβλημάτων

–    Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας

Εβδομάδα 1-2:

• Βασικά Στοιχεία Δικτύων Εναλλασσόμενου Ρεύματος: Διανυσματική παράσταση μεγεθών, Αντίσταση – Αγωγιμότητα, Τάση και ρεύμα σε 1-Φ και 3-Φ κυκλώματα. Ισχύς σε 1-Φ και 3-Φ κυκλώματα.

Εβδομάδα 3:

• Θεμελιώδεις έννοιες των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Οι έννοιες της πραγματικής, άεργου ισχύος και μιγαδικής ισχύς.

Εβδομάδα 4:

• Δομή των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Ικανότητα μεταφοράς. Λειτουργικά χαρακτηριστικά των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Ανάλυση και μοντέλα των βασικών συνιστωσών των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας.

Εβδομάδα 5:

• Σύστημα ανά μονάδα (per unit – pu). Συμμετρικά συστήματα, ισοδύναμα κυκλώματα γεννητριών και κινητήρων, ισοδύναμα κυκλώματα φορτίων, ισοδύναμα κυκλώματα μετασχηματιστών, ισοδύναμα κυκλώματα γραμμών μεταφοράς.

Εβδομάδα 6-8:

• Ανάλυση και μοντέλα διασυνδεδεμένων συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, Μονοφασικά ισοδύναμα. Διαγράμματα αντιστάσεων. Μονογραμμικά διαγράμματα. Επίλυση κυκλωμάτων στο pu σύστημα.

Εβδομάδα 9:

• Παρουσίαση και χρήση των εργαλείων λογισμικού (όπως τα προγράμματα MatLab/ SIMULINK, PowerWorld, PSS, NEPLAN, ΕΜΤΡ – ΑΤΡ), κατάλληλων για την ανάλυση συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας

Εβδομάδα 10-11:

• Ανάλυση ροής φορτίου, Πίνακας αγωγιμοτήτων (ΥBUS) και Αντιστάσεων (ΖBUS), Απαλοιφή ζυγών. Μαθηματικό μοντέλο του συστήματος στην μόνιμη κατάσταση λειτουργίας.

Εβδομάδα 12:

• Εφαρμογή της μεθόδου Gauss-Seidel για την επίλυση των εξισώσεων ροής φορτίου

Εβδομάδα 13:

• Εφαρμογή της μεθόδου Newton – Raphson για την επίλυση των εξισώσεων ροής φορτίου