Studentská grantová soutěž - předchozí roky

Optimalizace elektrizační soustavy s on-grid OZE

SP2016/95

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.
prof. Ing. Radomír Goňo, Ph.D.
doc. Ing. Petr Krejčí, Ph.D.

01. 01. 2016 - 31. 12. 2016

Projekt bude řešit aktuální problematiku netradičních zdrojů energie, která souvisí s jejich připojováním do distribuční sítě. Dynamický rozvoj výstavby těchto zdrojů z posledních let 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. Letos se projektový tým zaměří i na analýzu průmyslových sítí jak z hlediska spolehlivosti, tak optimalizace provozu. Projekt se bude zabývat rovněž "obousměrným provozem" distribuční sítě, tzn. nejen řízením zdrojů, ale i spotřeby. Bude zkoumán vliv nabíjecích stanic elektromobilů na elektrickou síť z hlediska akumulace energie. 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.
Ing. Daniel Minařík, Ph.D.
prof. Ing. Michal Krátký, Ph.D.
Ing. Petr Bernat, Ph.D.
doc. Ing. Petr Kačor, Ph.D.
Ing. Peter Chovanec, Ph.D.
prof. Ing. Radomír Goňo, Ph.D.
Ing. Jan Vaculík
Ing. Martin Smoček
Ing. Vít Houdek
Ing. Pavel Bednář
Ing. Jiří Janša
Ing. Martin Slivka
Ing. Oliver Marcinčin
Ing. Jiří Drholec, Ph.D.
Ing. Martin Gruss
Ing. Michal Ney
Ing. Michal Špaček
Ing. Petr Hawliczek
Ing. Tomáš Mozdřeň
Ing. Martin Koutný
Ing. Martin Král
Ing. Ladislav Novosád
Ing. Pavel Karafiát
Bc. Ing. Michal Štěpán
Dung Vo Tien
Ing. David Lazecký
Ing. Petr Kejík
Bc. Roman Česlár
Bc. Ondřej Adam
Bc. Martin Heczko
Bc. Lukáš Rohleder
Bc. Tomáš Kobza
Bc. Jan Zezulka
Bc. Tomáš Serafin
Ing. Radek Vaněk
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.
prof. Ing. Radomír Goňo, Ph.D.
doc. Ing. Petr Krejčí, Ph.D.

Cílem projektu je výzkum možností většího 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 elektrické ochrany.
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, větrných elektráren, 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:
04/2016 Příprava modelů sítě, modelování provozních stavů
05/2016 Vyhodnocení poruchových dat za 2015; návrh na možné rekonstrukce a údržbu sítí vn a nn
06/2016 Analýza a predikce ztrát na vedeních PS, návrh a nastavení elektrických ochran pro rozvodnu 110/22 kV
07/2016 Optimalizace provozu malé vodní elektrárny, návrh nastavení ochran rozvodnu vn v průmyslovém podniku
09/2016 Analýza vlivu nabíjecích stanic elektromobilů na elektrickou síť, optimalizace chodu sítí 110 kV
10/2016 Vyhodnocení poruchových dat za 1. pololetí 2016, využití biomasy pro kogeneraci
11/2016 Analýza mimořádných stavů sítě programem EMTP-ATP, optimalizace mřížové sítě
12/2016 Vliv obnovitelných zdrojů na vznik náhodných ostrovních provozů při pracích na vedení vn, realizace systému pro akumulaci energie pomocí palivových článků

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.