Studentská grantová soutěž - předchozí roky

Optimalizace energetického systému s alternativními zdroji

SP2017/54

Goňo Radomír prof. Ing., Ph.D.

prof. Ing. Michal Krátký, 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. 2017 - 31. 12. 2017

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.
doc. Dr. Ing. Veleslav Mach
Ing. Petr Bernat, Ph.D.
doc. Ing. Petr Kačor, Ph.D.
Ing. Peter Chovanec, Ph.D.
prof. Ing. Radomír Goňo, Ph.D.
Ing. Petr Rozehnal, Ph.D.
Ing. Ivan Šperlín
Ing. Jan Janša, Ph.D.
Ing. Oliver Marcinčin
Ing. Michal Ney
Ing. Michal Špaček
Ing. Petr Hawliczek
Ing. Tomáš Mozdřeň
Bc. Matěj Urbaník
Ing. Martin Koutný
Ing. Martin Král
Ing. Ladislav Novosád
Bc. Ing. Michal Štěpán
Dung Vo Tien
Ing. Tomáš Václavík
Ing. Lukáš Bartůněk
Ing. David Lazecký
Ing. Petr Kejík
Ing. Martin Suhaj
Ing. Filip Pavlíček
Ing. Tomáš Galęziok
Ing. Tomáš Machů
Bc. Roman Česlár
Ing. Bc. Miroslav Šimášek
Ing. Vojtěch Polášek
Bc. Lukáš Létal
Bc. Václav Balwar
Bc. Daniel Socha
Ing. Jakub Vanc
Ing. Petr Šebesta
Bc. Pavel Valenta
Ing. Jiří Beseda
Bc. Patrik Polcer
Ing. Richard Stráník
Bc. Miroslav Všetula
Bc. Ondřej Křemen
Bc. Matěj Novák
Ing. Michal Álló
Bc. Ondřej Adam
Bc. Vojtěch Leskovský
Bc. Jonáš Černý
Bc. Martin Pulkrábek
Bc. Jiří Rigo
Bc. Rostislav Holý
Bc. Ondřej Portužák
Bc. Jozef Greguš
prof. Ing. Michal Krátký, 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.

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 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, 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:
04/2017 Příprava modelů sítě, modelování provozních stavů
05/2017 Vyhodnocení poruchových dat za 2016; návrh na možné rekonstrukce a údržbu sítí vn a nn
06/2017 Analýza přepětí v průmyslových sítích, návrh a nastavení elektrických ochran pro rozvodnu 110/22 kV
07/2017 Optimalizace provozu malé vodní elektrárny, návrh nastavení ochran rozvodnu vn v průmyslovém podniku
08/2017 Vliv plánovaných odstávek na spolehlivost distribuce elektřiny
09/2017 Analýza vlivu nabíjecích stanic elektromobilů na elektrickou síť, optimalizace chodu sítí 110 kV
10/2017 Vyhodnocení poruchových dat za 1. pololetí 2017, využití biomasy pro kogeneraci
11/2017 Analýza mimořádných stavů sítě programem EMTP-ATP, optimalizace mřížové sítě
12/2017 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.