Modelování a diagnostika elektrizačních sítí

Obsah

• Úvod
• Projekty s institucionální podporou
• Smluvní výzkum
• Spolupráce s průmyslem
• Členové výzkumného týmu
• Publikace

Úvod

K nejdůležitějším úkolům přenosové a rozvodné soustavy bezesporu patří co nejúčinněji zabezpečit přenos a rozvod elektrické energie tak, aby měl spotřebitel zajištěnu její stálou dodávku se všemi parametry požadované kvality. Při provozu soustavy však dochází i k určitým negativním jevům, kdy může být dodávka elektrické energie značně ohrožena nebo dokonce přerušena. Tyto jevy vznikají z různých příčin, kdy jednou z příčin je i zkrat na vedení. Pro zachování stability je podstatné, aby doba trvání zkratu byla co nejkratší, tj. aby byl zkrat včas rozpoznán elektrickými ochranami a vypínači co nejrychleji vypnut.

Výzkumná aktivita pracovního týmu je v této oblasti převážně cílena na výzkum a vývoj Wide Area Monitoring System (WAMS) pro distribuční sítě. Tento systém by měl být využíván právě pro zvýšení spolehlivosti provozu a bezpečnosti řízení distribučních sítí. Součástí výzkumu je průzkum možnosti využití technického řešení a funkcí WAMS pro budoucí sítě typu Smart Grid. Systém WAM je založen na synchronním měření fázorů s rychlým vzorkováním, která jsou doplněna o měření z jiných zdrojů.

V současné době dochází v elektrických sítích k instalaci nového typu měřicích zařízení PMU, která poskytují synchronně měřené fázory napětí a proudu. Současné estimátory tato kvalitativně lepší měření nedokáží využít. Z tohoto důvodu vytváříme nový estimátor pro odhad parametrů vedení distribuční sítě s využitím synchronních fázorů.

Zabýváme se:

• Vývojem nových měřicích přístrojů a zařízení
• Vývojem aplikace pro průběžný monitoring úhlu a frekvence v síti s podporou bezpečného spínání sítí, vyhodnocení vlivu výroby OZE na stabilitu sítě a monitoringem vzniku ostrovních provozů
• Vývojem SW pro estimaci stavu soustavy s využitím synchronních fáyorů
• Vývojem SW pro on-line výpočet parametrů vedení
• Vytvořením infrastruktury v reálním provozu pro testování přístrojů a ověřování vyvinutých postupů a aplikací

Řešíme pokročilé výpočty chodu sítě s instalovanými obnovitelnými zdroji založené na pravděpodobnostních modelech. Výpočty umožňují stanovit VaR hodnoty veličin v síti, tedy hodnoty, které budou překročeny v daném procentu případů. Pomocí těchto výpočtů je možné posoudit, jestli je v síti splněna norma napětí a dodrženo maximální zatížení všech prvků. Také jsou počítány technické ztráty v síti a přetoky do sítí s vyšším napětím. Řešíme výpočet chodu stávající sítě a také sítě s přidaným novým zdrojem, zákazníkem nebo sítě po rekonstrukci. Můžeme počítat i chod sítě v průběhu roku se skutečně zaznamenaným počasím nebo se zvoleným počasím (například jasno nebo zataženo). Dále můžeme predikovat chod sítě na základě meteorologické předpovědi.

Doposud byly vytvořeny následující softwary zařízení a technologie:

• Estimace stavu sítě s využitím fázorových měření
• Robustní estimátor stavů PS v podmínkách zvyšující se výroby OZE
• Estimátor stavu sítě využívající synchronní měření fázorů
• Software robustního odhadu stavu PS
• Prediktor systémové odchylky
• Metodika stanovení rozsahu regulačních záloh v přenosové soustavě s masivně instalovanými fotovoltaickými zdroji

Projekty s institucionální podporou

• FR-TI1/462 - Výzkum a vývoj systému "Wide Area Monitoring" pro oblast distribuční energetiky
• TE01020197 - Centrum aplikované kybernetiky 3 (CAK3)

Smluvní výzkum

• Zvýšení robustnosti stávajícího estimace stavu sítě (ČEPS, a.s.)
• Centrum Aplikované Kybernetiky (společný výzkum technických univerzit a ústavů ČR a vybraných firem)

Spolupráce:

V této oblasti výzkumu úzce spolupracujeme s následujícími organizacemi:

• ČEPS, a.s.
• AIS spo. s r.o.

Na společném výzkumu Centra Aplikované Kybernetiky, a CAK 3 se podílejí (resp. podíleli) kromě ZČU v Plzni:

• ČVUT v Praze
• Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
• VUT v Brně
• Vysoká škola Báňská - TU Ostrava
• Ústav informatiky AV ČR, v.v.i.
• Ústav teorie informace a automatizace AV ČR, v.v.i.
• Camea, spol. s r.o.
• CertiCon, a.s.
• Continental Automotive Systems CR, s.r.o.
• GABEN, spol. s r. o.
• Cygni, s.r.o.
• EMSPIN, s.r.o.
• LTR, s.r.o.
• Merica, s.r.o.
• Neovision, s.r.o.
• PIKE AUTOMATION spol. s r.o.
• Procter & Gamble - Rakona, s.r.o.
• SpeechTech, s.r.o.
• TG Drives, s.r.o.
• UniControls, a.s.
• Unis, a.s.

Členové výzkumného týmu:

• Ing. Jiří Nováček
• Ing. Jindřich Liška, Ph.D.
• Ing. Petr Janeček, Ph.D.
• Ing. Jan Jakl

Publikace: