Studentská grantová soutěž - předchozí roky

Spolehlivost elektrizační soustavy s alternativními zdroji

SP2019/20

Goňo Radomír prof. Ing., Ph.D.

prof. Ing. Zdeněk Hradílek, DrSc.
doc. Dr. Ing. Jiří Gurecký
prof. Ing. Stanislav Rusek, CSc.
doc. Dr. Ing. Zdeněk Medvec
doc. Ing. Vladimír Král, Ph.D.

01. 01. 2019 - 31. 12. 2019

Projekt bude řešit aktuální problematiku netradičních zdrojů energie, která souvisí s jejich připojováním do distribuční sítě. Připojování velkého množství těchto zdrojů vede ke zvýšení zpětných vlivů a z hlediska regulace výkonu může dojít až k nestabilitě elektrizační soustavy. Další rozšiřování větrných a solárních systémů musí být spojeno s optimalizací jejich řízení a akumulací energie. Předmětem výzkumu je omezení negativních dopadů variability toku výkonu vyvedeného do elektrizační soustavy, které povede ke zvýšení spolehlivosti dodávky elektřiny. Z hlediska připojení na elektrizační soustavu je nutno optimalizovat ztráty, zkratové a napěťové poměry. Z provozního hlediska je nutno zjišťovat stav elektrických zařízení a rovněž analyzovat databázi poruch a závad, která povede k optimalizaci údržby zařízení distribuční sítě. Projekt se bude zabývat rovněž "obousměrným provozem" distribuční sítě, tzn. nejen řízením zdrojů, ale i spotřeby. Bude zkoumáno snížení vlivu obnovitelných zdrojů na elektrickou síť s využitím akumulace energie. S tím souvisí i problematika elektrických ochran. Další částí projektu je analýza alternativních zdrojů tepla a to využití energie biomasy v kogeneraci. Tyto zdroje mají možnost částečné akumulace, takže mohou přispět k vyrovnání odběrového diagramu. Rovněž se budeme zabývat možností rozšíření malých vodních elektráren. Výzkum v oblasti vodíkových technologií jako čistého zdroje energie se zaměří na elektrolýzu a nízkoteplotní palivové články využívající vodík vyrobený z obnovitelných zdrojů.

Ing. Petr Moldřík, Ph.D.
Ing. Tadeusz Sikora, Ph.D.
prof. Ing. Michal Krátký, Ph.D.
doc. Dr. Ing. Veleslav Mach
Ing. Zdeněk Hytka, CSc.
Ing. Petr Bernat, Ph.D.
doc. Ing. Petr Kačor, Ph.D.
doc. Ing. Petr Krejčí, Ph.D.
prof. Ing. Radomír Goňo, Ph.D.
Ing. Ivan Šperlín
Ing. Michal Špaček
Ing. Petr Hawliczek
Ing. Matouš Vrzala, Ph.D.
Ing. Martin Král
Ing. Ladislav Novosád
Ing. David Lazecký
Ing. Jakub Kovář
Ing. Tomáš Machů
Ing. Petr Seroiszka
Bc. Štefan Marchevka
Ing. Tomáš Mička
Bc. Ing. Daniel Wierzgoň
Bc. Tomáš Rybařík
Ing. Lukáš Vávra
Ing. Peter Mühl
Ing. Michal Kotulla
Bc. David Bystroň
Bc. Stanislav Pávek
Ing. Ondřej Kabot
Bc. Dušan Řeháček
Jan Langer
Bc. Jan Kelnar
Ing. Daniel Řehák
Ing. Richard Stráník
Bc. Jan Polcer
Bc. Matěj Novák
Ing. Ondřej Vach
Ing. Jan Šebesta
Bc. David Beneš
Bc. Martin Filip
Bc. Ondřej Urbančík
Bc. Tomáš Hurík
Ing. Ondřej Šé
Ing. Dominik Bernard
Ing. Lukáš Novák
Bc. Petr Čermák
Dipl.-Ing. David Janík
Ing. Ondřej Lasák
Ing. Martin Matúška
Bc. Zdenek Rajnoch
Bc. Ing. Martin Babják
Ing. Václav Gromnica
Ing. Ondřej Rucký
Bc. Adam Běťák
Bc. Lukáš Havlíček
Bc. German David Hessel, ING.PAED.IGIP
Ing. Jan Petrov
Bc. Tomáš Gluszny
M Walid Hussion
Rajesh Sagayanathan
Anastasiia Gladilina
prof. Ing. Zdeněk Hradílek, DrSc.
doc. Dr. Ing. Jiří Gurecký
prof. Ing. Stanislav Rusek, CSc.
doc. Dr. Ing. Zdeněk Medvec
doc. Ing. Vladimír Král, Ph.D.

Specifikace výstupů výzkumu (cíl projektu):
Cílem projektu je výzkum možností optimalizace využití energie z alternativních zdrojů energie z hlediska řízení a napojení na distribuční síť tak, aby nedošlo ke snížení spolehlivosti dodávky elektrické a tepelné energie a k narušení stability energetické soustavy.
Projekt je zaměřen na podporu studentů formou stipendií s minimem nároků na odměny ostatních pracovníků.

Postup řešení:
Při řešení projektu bude využito znalostní studentů, vědeckých a akademických pracovníků katedry elektroenergetiky a katedry informatiky.
Na vytvořeném modelu vybrané oblasti sítě bude provedena její optimalizace s ohledem na možnost připojení alternativních zdrojů, minimalizaci ztrát a nastavení elektrických ochran.
Bude provedena úprava software pro vyhodnocování dat o poruchách zařízení a výpadcích dodávky elektrické energie a aktualizovány spolehlivostní parametry zařízení distribučních sítí za příslušné období sledování.
Studenti budou v rámci alternativních zdrojů energie zkoumat provoz fotovoltaických systémů, kogeneračních zdrojů na biomasu a palivových článků. Současně s tím se bude zkoumat problematika akumulace energie a filtrace rušení těchto zdrojů pro jejich bezproblémové připojení do elektrizační soustavy.

Časový harmonogram:
04/2019 Příprava modelů sítě, modelování provozních stavů
05/2019 Vyhodnocení poruchových dat za 2018; návrh energetické soustavy rodinného domu
06/2019 Detekce rezonančních kmitočtů asynchronních strojů; srovnání účinnosti asynchronního a synchronního reluktančního motoru při napájení z měniče frekvence
07/2019 Optimalizace provozu malé vodní elektrárny; použití online nástroje NEOS Server for Optimization pro řešení chodu sítě
08/2019 Tvorba konfigurace terminálu pro chránění a ovládání laboratorního modelu
09/2019 Výpočet zkratových proudů průmyslové sítě; návrh nízkoenergetického vytápění rodinného domu
10/2019 Vyhodnocení poruchových dat za 1. pololetí 2019; návrh omezovacího reaktoru
11/2019 Numerická analýza a simulace Rogowského cívky; analýza parametrů kvality v sítích s wattroutery
12/2019 Návrh chránění rozvodny; vodíkové PEM palivové články v systému akumulace elektřiny; analýza tras obnovy přenosové soustavy vzhledem

Předpokládané výsledky projektu:
Výsledkem projektu bude rozpracování výše uvedené problematiky tak, aby mohly být jeho výstupy použity jako základ pro podrobnější zpracování v celostátních projektech. Konkrétní výsledky budou prezentovány v diplomových a disertačních pracích, publikacích na Web of Science a SCOPUS. V rámci mezinárodní spolupráce se studenti zúčastní odborné exkurze a aktivit projektu Interreg.