Page 1

ECE  413  -­‐  Energy  Systems  and  Distributed  Genera3on  Winter  2014  

1 Course  Objec+ve  This  course  covers  the  principles  of  opera/on,  modeling  and  analysis  of  electric  power  systems.  This  course  relies  on  circuit  analysis  (e.g.,  ECE  159,  212)  and  fundamentals  of  electrical  energy  systems  (e.g.,  ECE  314,  349,  359).    

2 Basic  Informa,on    Lectures     Tuesdays     2:10-­‐3:00   SS2135     Wednesdays     1:10-­‐2:00     MP202     Fridays     10:10-­‐11:00     MP202  Tutorials         Tuesdays     5:10-­‐6:00   WB119     Fridays     3:10-­‐4:00   WB219  Course  Instructor     Prof.  Josh  Taylor  (email:  josh.taylor@utoronto.ca)  

3 Office  Hours  I  will  hold  regular  office  hours  on  Tuesdays  from  3:10-­‐4:00  in  my  office,  SF  1021C.  

4 Textbook  The  course  will  use  the  textbook  Power  System  Analysis  and  Design,  Fi#h  Edi$on,  by  Glover,  Sarma,  and  Overbye  (ISBN:  978-­‐1-­‐111-­‐42577-­‐7).    

5 Homework  Homework  will  be  assigned  on  Wednesdays  and  announced  via  the  course  website.  Typically,  homework  assignments  will  be  3-­‐5  problems.  At  the  start  of  class  on  the  following  Wednesday,  a  closed  book/notes,  10  minute  quiz  will  be  given  consis&ng  of  one  problem  from  the  homework  with  modified  numerical  parameters  (e.g.,  changing  a  resistor  value  from  2  ohms  to  3  ohms)1.  Although  the  homework  will  not  be  collected,  you  are  strongly  encouraged  to  complete  the  homework  prior  to  the  quiz,  which  will  otherwise  be  considerably  more  difficult  to  finish  in  the  allo5ed  class  !me.  

6 Tutorials  A  weekly  tutorial  is  associated  with  ECE413S,  and  you  are  expected  to  a<end.  Tutorials  will  be  used  to  answer  ques,ons  about  the  course  material,  solve  addi.onal  problems,  and  expand  on  the  lecture  content.  

7 Midterm  There  will  be  one  50-­‐minute  midterm  examina,on,  worth  20%  of  the  total  course  mark.    The  midterm  will  be  closed-­‐book/notes  and  held  during  normal  class  hours.    Equa%on  sheets  will  be  provided  during  the  exam  and  in  advance  to  assist  your  studying.    The  midterm  is  tenta%vely  scheduled  for  Wednesday,  February  26.  

8 Laboratory  The  laboratory  sessions  will  run  in  the  “ECE  Undergrad  Computer  Lab”,  BA3114,  and  will  consist  of  one  mandatory  introductory  session  and  four  computer-­‐based  experiments  where  you  will  be  using  two  commercial  power  system  simula'on  packages:  PSCAD  and  PowerWorld  Simulator.  Informa7on  about  each  session  will  be  posted  in  advance  on  the  course  website.  

1  For  example,  the  first  homework  will  be  assigned  on  Jan.  8.  On  Jan.  15  at  1:10  pm,  you  will  be  asked  to  solve  one  problem  based  on  this  assignment  in  class.  

Page 2

9 Academic  Offenses  You  are  encouraged  to  work  together  on  the  homework  assignments  outside  of  class,  but  you  may  not  work  together  on  the  in-­‐class  quizzes.  Any  academic  offenses  will  be  handled  according  to  faculty  policy  (see  Chapter  6  of  the  Faculty  of  Applied  Science  and  Engineering  Calendar).    

10 Unavoidable  Absences  If  you  are  unavoidably  absent  at  any  2me  during  the  session,  declare  your  absence  on  ROSI  and  discuss  the  absence  with  me  as  soon  as  possible.  In  all  cases,  you  must  submit  a  Pe##on  Form  for  Term  Work  to  me,  along  with  any  relevant  documenta*on  (e.g.,  a  University  of  Toronto  Medical  Cer4ficate),  within  a  week  of  your  return  to  class.  The  pe&&on  form  can  be  found  on  the  Faculty  Registrar’s  website.    If  you  are  not  present  for  the  final  examina!on,  alterna!ve  procedures  must  be  followed  (more  informa*on  is  available  on  the  Faculty  Registrar’s  website).  

11 Calculators  For  all  quizzes,  the  midterm,  and  the  final  examina5on,  you  are  permi&ed  to  use  a  non-­‐programmable  calculator.  You  are  responsible  for  bringing  your  own  calculator  to  in-­‐class  quizzes,  the  midterm,  and  the  final  examina4on.    

12 Final  Examina'on  Exam  Type:  C  (single  aid  sheet  is  allowed)  Calculator  Type:  2  (non-­‐programmable  calculators  allowed)  

13 Mark  Composi,on  Homework  Quizzes:  20%  Laboratory:  20%    Midterm:  20%  Final  Examina*on:  40%  

Page 3

Lecture  Schedule  Lecture  #   Day   Date   Topic  

1   Tue   Jan.  7   Introduction  2   Wed   Jan.  8   Fundamentals  (2.1-­‐2.3,  2.5-­‐2.7)  

3   Fri   Jan.  10      

4   Tue   Jan.  14      5   Wed   Jan.  15   Power  transformers  &  the  per-­‐unit  system  (3.1-­‐3.5,  3.7-­‐3.8)  

6   Fri   Jan.  17      7   Tue   Jan.  21      

8   Wed   Jan.  22      

9   Fri   Jan.  24      10   Tue   Jan.  28   Transmission  line  parameters  (4.1-­‐4.2,  4.4-­‐4.6,  4.8-­‐4.10)  

11   Wed   Jan.  29      12   Fri   Jan.  31      

13   Tue   Feb.  4      14   Wed   Feb.  5   Transmission  line  equivalent  circuits  (5.1-­‐5.6)  

15   Fri   Feb.  7      

16   Tue   Feb.  11   Short  circuit  calculations  and  overcurrent  protection  (7.3,  10.1,  10.3-­‐10.4)  17   Wed   Feb.  12      

18   Fri   Feb.  14   Protection  (10.1,  10.3-­‐10.4)  19   Tue   Feb.  25      

20   Wed   Feb.  26   Midterm  (Tentative  date)  

21   Fri   Feb.  28    22   Tue   Mar.  4   Symmetrical  components  &  unbalanced  faults  (8.1-­‐8.2,  9.1-­‐9.2)  

23   Wed   Mar.  5      24   Fri   Mar.  7      

25   Tue   Mar.  11      26   Wed   Mar.  12   Power  flow  calculations  (2.4,  6.3,  6.4,  6.6,  6.10)  

27   Fri   Mar.  14    28   Tue   Mar.  18    29   Wed   Mar.  19    30   Fri   Mar.  21      

31   Tue   Mar.  25   Transient  stability  (11.1-­‐11.3)  

32   Wed   Mar.  26      

33   Fri   Mar.  28      34   Tue   Apr.  1      

35   Wed   Apr.  2   Distributed  &  renewable  generation  (14.1,  lecture  notes)  36   Fri   Apr.  4      

37   Tue   Apr.  8      38   Wed   Apr.  9      

        Last  Updated:  11/20/2012    

Page 4

Lab  Schedule     PRA  01  (Wed.,  4:00-­‐7:00)   PRA  02  (Wed.,  4:00-­‐7:00)  

Introductory  Lab   Jan.  29   Feb.  5  Lab  1           Feb.  12   Feb.  26  Lab  2   Mar.  5   Mar.  12  Lab  3   Mar.  19   Mar.  26  Lab  4   Apr.  2   Apr.  9