Projekti / Programi
Elektroenergetski sistemi
01. januar 2016
- 31. december 2021
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.03.05 |
Tehnika |
Energetika |
Sistemske raziskave |
| 2.03.01 |
Tehnika |
Energetika |
Smotrna raba energije |
| Koda |
Veda |
Področje |
| T190 |
Tehnološke vede |
Elektriško inženirstvo |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
Elektroenergetski sistem (EES)
Stabilnost
WAMS
WAMPAC
Vodenje EES
PMU
Obnovljivi viri energije (OVE)
Razpršena proizvodnja (DG)
Pametna omrežja
Model EES
Obratovanje EES
Nasičenje transformatorja
FACTS
Kompenzacija
Dušenje
Zanesljivost
Varnost
Regulacija napetosti
Elektrarna
Raziskovalci (20)
Organizacije (1)
Povzetek
Osnovni cilj programa je doprinos k razvoju EES prihodnosti, ki bo prilagodljiv, ekonomsko vzdržen, njegova infrastruktura bo morala biti družbeno in okoljsko sprejemljiva, hkrati pa sodobna družba zahteva njegovo zanesljivo obratovanje. To je mogoče le z novimi sistemskimi pristopi, ki vsebujejo nove metode nadzora, vodenja, analize in načrtovanja EES. Dosedanji rezultati na znanstvenem področju in prenos v prakso so potrdili ustreznost usmeritve, pri uporabnikih se kaže vedno večja potreba po tovrstnih rešitvah.
SKLOP 1: Sistemske raziskave v elektroenergetiki
· Uporaba metod za hitro določanje meja stabilnosti EES za sprotno oceno ogroženosti EES. Cilj je posredovanje relevantnih informacij sistemskemu operaterju.
· Lokalizacija pojavov v EES na podlagi WAMS sistema.
· Vodenje EES v skladu z zahtevami sistema WAMPAC. Vizija WAMPAC je ostalim sistemom EES nadrejen sistem ki "skrbi" za varnost na sistemskem nivoju.
· Vpliv "simpatetičnih" pojavov ob vklopu velikih transformatorjev na obratovanje EES. Ne v popolnosti pojasnjeni pojavi ob prenosu nasičenja na okoliške elemente EES predstavljajo grožnjo obratovanju EES.
· Razvoj metod verjetnostnih napovedi v EES, ki upoštevajo verjetnosti napovedi in napak.
· Razvoj metod za spremljanje obratovanja EEO pri manjkajočih informacijah o širši interkonekciji.
SKLOP 2: Pametna omrežja (Smart Grids)
· Razvoj uporabniških modelov v pametnih omrežjih je potrebno opredeliti s tehničnega, ekonomskega, sociološkega in zakonodajnega vidika.
· Načrtovanje distribucijskih omrežij z upoštevanjem konceptov pametnih omrežij zahteva bistvene spremembe obstoječega pristopa.
· Razvoj sodobnih kompenzacijskih naprav za pametna omrežja bo osredotočen na regulacijo in testiranje delovanja hibridnega kompenzatorja.
· Razvoj metod za ocenjevanje zanesljivosti pri povečani proizvodni OVE v odvisnosti od vremenskih vplivov.
· Razvoj metod za ocenjevanje optimalnega razvoja distribucijskega omrežja z upoštevanjem pametnih tehnologij.
· Razvoj metod za izkoriščanje električnih vozil kot shranjevalnike električne energije.
· Pametna cestna razsvetljava za pametna mesta (Smart street lighting for smart cities).
SKLOP 3: Racionalna raba energije in energetske strategije
· Racionalna raba električne energije v lokalnih skupnostih. Razvoj metode za optimizacijo procesov v energetsko intenzivnih industrijskih panogah.
· Razvoj modela za simulacijo vpliva malih shranjevalnikov energije na EU nivoju (Obzorje 2020, STORY).
· Vpliv aktivnega odjema na trgu z elektriko. Razvoj agentnega modela, ki povezuje inteligentno vodeno proizvodnjo OVE in prilagodljiv odjem.
· Nadgradnja možnosti zagotavljanja rezerv na trgu z elektriko na debelo s strani prilagodljivih odjemalcev,.
· Razvoj modelov in metod obvladovanja tveganj pri trgovanju z električno energijo in nadzora energetskih trgov.
· Razvoj metodologije za ugotavljanje zlorabe tržne moči na trgu z električno energijo.
· Optimalna izraba dnevne svetlobe v prostorih.
Pomen za razvoj znanosti
Analize in načrtovanja EES je zaradi velikih kapitalskih vložkov ob omejitvah civilne družbe in politike izjemno kompleksna in interdisciplinarna naloga. Glede na preteklo delo raziskovalne skupine, njene reference in postavljene prioritete, se bomo v okviru raziskovalnega programa lotili predvsem perečih nerešenih problemov, ki so vitalnega pomena za razvoj in delovanje našega (EES) in so po večini tudi prioritetna raziskovalna tema na tem področju v svetu. V nadaljevanju naštevamo nekatera razvojna področja, na katerih pričakujemo najpomembnejše prispevke za razvoj znanosti.
· Razvoj in vpeljava sistema WAMPAC,
· razvoj regulacijskih strategij naprav FACTS,
· povečanje prenosne zmogljivosti EES,
· razvoj sprotne (on-line) ocene ogroženosti EES na podlagi podatkov WAMS,
· razvoj tehnično-poslovnih modelov pametnega distribucijskega omrežja,
· razvoj nove centralne regulacije napetosti v pametnih omrežjih,
· razvoj regulacijskih algoritmov za vodenje sodobnih kompenzacijskih naprav v distribucijskem in prenosnem omrežju,
· razvoj metod za določanje odgovornosti za motnje v elektroenergetskem sistemu in povečanje kakovosti dobavljene električne energije,
· model za izračun energetske bilance stavbe in vpliva različnih tehnologij (npr. uporaba sončne energije) na le-to,
· zanesljivost elektroenergetskih sistemov z vključitvijo razpršenih obnovljivih virov energije,
· upoštevanje skupnih vzrokov in učinkov odpovedi opreme pri ocenjevanju zanesljivosti,
· razvoj stohastičnih metod za napovedovanje proizvodnjein porabe električne energije, izgub v EES ter cen,
· razvoj koncepta regulatorja frekvence za vetrne elektrarne,
· razvoj metodologije in kazalnika za oceno učinkovitosti investicij v EES,
· razvoj nove metode za modeliranje zagotavljanja rezerv delovne moči pri odjemalcih električne energije,
· razvoj adaptivnega agentnega modela odjemalca in oblikovanje novega učnega algoritma ter kriterija za njegovo optimalno nastopanje na trgu,
· razvoj novih modelov in metod obvladovanja tveganj pri trgovanju z električno energijo.
Uporaba omenjenih metod pa ni mogoča brez ustreznih orodij. Zato bomo raziskave izvajali z najsodobnejšimi orodji za simulacijo dinamike EES, za reševanje matematičnih problemov, analizo stanj EES itd. Pri izdelavi prototipov naprav bodo sodelovali industrijski partnerji.
Pomen za razvoj Slovenije
Na obravnavanem področju si stojita nasproti dva temeljna družbeno-ekonomska in kulturna cilja slovenske družbe, in sicer zanesljiva oskrba z električno energijo, kot eden temeljev obstoja sodobne družbe in ohranitev kakovostnega naravnega okolja in kulturne dediščine. Iskanje ravnotežja in optimalnih rešitev med tema, v praksi velikokrat nasprutojočim si ciljema, zahteva poglobljena tehnična znanja in znanstvene metode. Zaveze, ki so bile sprejete na ravni EU, in se v družbi neprestano pojavljajo v obliki vzpodbujanja t.i. rabe obnovljivih virov energije, zmanjševanja emisij toplogrednih plinov, spodbujanjem večje energetske učinkovitosti. Uresničevanje vseh teh dejavnikov je neposredno povezano z raziskavami na področju EES.
Največji pomen in vpliv našega dela vidimo na naslednjih razvojnih področjih:
· zvišanje splošne kakovosti življenja.
· zanesljivejše obratovanje slovenskega EES kot celote in posledično večja konkurenčnost gospodarstva, saj bo število izpadov delov elektroenergetskega sistema manjše in njihovo trajanje krajše
· člani programske skupine smo močno vpeti v aktivnosti nacionalne Tehnološke platforme za pametna omrežja, ki ima za glavni cilj razvoj rešitev pametnih omrežij v slovenskih industrijskih podjetjih, kar jim bo omogočilo nastop na globalnem trgu,
· potencial za nastanek industrijske lastnine (patenti),
· vpeljava novih proizvodov in storitev,
· večja konkurenčnost na tujih trgih,
· nova delovna mesta,
· zmanjšana poraba končne in električne energije ter manjši stroški v lokalnih skupnostih;
· večja uporaba obnovljivih virov energije v stavbah;
· boljše izkoriščenje uporabe OVE in sodelovanje pri širšem vključevanju novih tehnologij v omrežje,
· boljšo ekonomsko izkoriščanje državnega denarja za investicije v distribucijska omrežja.
· Spremenljiva proizvodnja električne energije iz obnovljivih virov ter rastoči odjem električne energije povečujejo zahtevane količine rezerv delovne moči. Aktivno odzivanje odjemalcev na trgu in zagotavljanje rezerv s strani odjemalcev postaja zaradi novih tehničnih rešitev in znanstvenih dognanj vse bolj ekonomsko upravičeno, obenem pa povečuje zanesljivost EES.
· Z uvedbo energetskih trgov so se na proizvajalce in trgovce prenesla tudi tveganja poslovnega izida. Odločitve na trgu so vedno podvržene tveganjem, zato v preoblikovanih proizvodnih podjetjih, ki delujejo na trgu električne energije, stopajo v ospredje nova znanja, kot so upravljanje elektroenergetskega portfelja in obvladovanje tveganj.
· Člani predlagane programske skupine smo neposredno vpeti v visokošolski študijski proces kot predavatelji oz. asistenti, zato bo raziskovalno delo imelo neposreden vpliv na kakovost pedagoškega procesa in na sodelovanje bodočih strokovnjakov v znanstveno-raziskovalnih dejavnostih.
· Dognanja raziskovalne skupine bodo tudi osnova za vzpostavitev ustrezne regulative, ki bo omogočala učinkovito izvedbo razvoja elektroenergetike v skladu s sodobnimi smernicami energetskega sektorja (sonaravni razvoj).
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
