Projekti / Programi
Vodenje elektromehanskih sistemov
01. januar 2020
- 31. december 2027
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.12.00 |
Tehnika |
Električne naprave |
|
| 2.03.00 |
Tehnika |
Energetika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T001 |
Tehnološke vede |
Elektronika in elektriška tehnologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
energetska učinkovitost, električne naprave, električni stroji in pogoni, električna omrežja, elektroenergetski sistem, vodenja, zaščita, načrtovanje, modeliranje, optimizacija, obnovljivi viri energije, pametna in mikro omrežja, energetska prilagodljivost
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
28. junij 2024;
A3 za obdobje
2018-2022
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
268 |
2.890 |
2.494 |
9,31 |
| Scopus |
383 |
4.080 |
3.589 |
9,37 |
Raziskovalci (25)
Organizacije (1)
Povzetek
Predlagani raziskovalni program obravnava problematiko energetske učinkovitosti, na ravni električnih naprav, strojev in pogonov, skozi raven električnih omrežij s porazdeljeno proizvodnjo, problemi zaščite in vodenja konfiguracijo omrežja, aktivnimi uporabniki omrežja, upravljanjem z energijo in prožnostjo energije, in se konča na ravni vodenja elektroenergetskega sistema z regulacijo frekvence kontrolo in regulacijskimi rezervami. Električne naprave in elektroenergetski sistemi so hrbtenica sodobne družbe. Za zmanjšanje vpliva pomanjkanja fosilnih goriv in prehoda v nizkoogljično družbo je treba povečati učinkovitost električnih naprav in energetskih sistemov. Vse aktivnosti v predlaganem raziskovalnem programu so v popolnem soglasju s Slovensko strategijo pametne specializacije - S4, kot tudi z novim energetskim zakonodajnim svežnjem EU - Čista energija za vse Evropejce. Predlagane dejavnosti neposredno podpirajo uresničitev zastavljenih ciljev za leto 2030: vsaj 32% energije iz obnovljivih virov in vsaj 32,5% izboljšanje energetske učinkovitosti, kar je mogoče doseči z aktivno vlogo porabnikov energije.
Elektromagnetne naprave in pogoni, ki jih napajajo pretvorniki močnostne elektronike: Načrtovanje elektromagnetnih naprav bo izvedeno z integralnim pristopom, ob upoštevanju interakcij vseh komponent v napravah. Klasične metode načrtovanja obravnavajo povezane dinamične pojave zelo poenostavljene in temeljijo na empiričnem znanju, kar vodi do suboptimalnih tehnoloških rešitev. Cilj uporabljenega integralnega pristopa k načrtovanju naprav je omogočiti integracijo komponent močnostne elektronike v magnetne komponente, kar lahko privede do pomembnih izboljšav na področju opisanih tehničnih problemov.
Vodenje elektroenergetskega sistema: Raziskave bodo osredotočene na regulacijske rezerve. Glede na spreminjajoče obratovalne pogoje bo potrebna regulacijska rezerva določena dinamično. Preostali razpoložljivi viri bodo lahko uporabljeni za druge storitve na trgu z električno energijo. Raziskovali bomo napredne algoritme stabilizacije generatorjev s poudarkom na stabilnosti kolesnega kota.
Električna omrežja: Raziskave bodo osredotočene na zanesljivostne metode vzdrževanja elementov elektroenergetskega omrežja, plinske odvodnike z v naprej definirano karakteristiko vžiga in na preprečevanje interakcij med visokonapetostnim in nizkonapetostnim ozemljitvenim sistemom. Razvili bomo nov sistem upravljanja z energijo z avtonomnim algoritmom odločanja in s samoučečimi se modeli naprav. Raziskali bomo možnosti za implementacijo novih konceptov prožnega obratovanja distribucijskih omrežij.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskovalni program predlaga nekaj novih rešitev, ki bi lahko bistveno vplivale na razvoj znanosti na področjih energetsko učinkovitih elektromagnetnih naprav in pogonov, vodenja elektroenergetskega sistema in obratovanja električnih omrežij.
Na področju elektromagnetih naprav in pogonov je predlagan inovativen pristop k povečanju energetske učinkovitosti, gostote moči in zmogljivosti EM naprav, ki presega omejitve in pomanjkljivosti, zakoreninjene v uveljavljenih (klasičnih) pristopih načrtovanja naprav in njihovega vodenja. Z uveljavitvijo predlaganih metod načrtovanja bi celostne metode, ki temeljijo na razumevanju osnovnih fizikalnih pojavov, izpodrinile pretežno empirične klasične metode.
Pri vodenju elektroenergetskega sistema so predlagani novi koncepti na področju stabilizacije sistema in dinamičnega določanja potrebnih regulacijskih rezerv, ki jih je mogoče hitro implementirati.
V okviru raziskovalnega programa bodo raziskave potekale tudi na področjih do sedaj še nerešenih problemov med katere sodita interakcije med visokonapetostnim in nizkonapetostnim ozemljilnim sistemom in modeliranje ter oblikovanje karakteristike vžiga plinskih odvodnikov. Na obeh področjih je mogoče pričakovati izvirne rešitve.
Načrtovane raziskave in predvidene rešitve na področjih sistemov za upravljanje z energijo in obratovanja distribucijskih omrežij nakazujejo povsem nove koncepte, ki lahko znatno vplivajo tako na razvoj znanosti kot tudi na pristop k obratovanju distribucijskih omrežij. Omenjene rešitve omogočajo vpeljavo trga prožnosti energije v polnem obsegu.
Pomen za razvoj Slovenije
Predlagani raziskovalni program temelji na nadaljevanju in razširitvi preteklega raziskovalnega dela, ki je potekalo v tesnem sodelovanju z različnimi industrijskimi partnerji. Uspešno sodelovanje z industrijskimi partnerji se kaže v številnih patentnih prijavah in podeljenih patentih na področju razvoja sistemov za uporovno točkovno varjenje (UTV), kakor tudi v uspešno zaključenem aplikativnem ARRS projektu in številnih znanstvenih objavah. Na tem področju načrtujemo razvoj izboljšanega varilnega transformatorja z integriranim izhodnim sinhronim usmernikom, kar bi povečalo izkoristek transformatorja za več kot 25% in omogočilo izboljšano (frekvenčno neodvisno) dinamiko varilnega toka. Na ta način bi lahko sistemi za UTV prešli na delovanje pri višjih frekvencah, kar bi znatno povečalo gostoto moči naprave. Prav tako poteka projektno sodelovanje s proizvajalcem avtomobilov AUDI na področju razvoja visoko učinkovitih električnih strojev/pogonov za potrebe elektromobilnosti, kjer se za dosego zelo ambicioznih in strogih ciljev uspešno uporablja začrtan pristop razvoja EM naprav in njihovega vodenja. Rezultati dela PS v obeh izpostavljenih primerih neposredno vplivajo pri nastajanju novih proizvodov, tehnoloških rešitev in inovacij.
Podobne stanje se kaže tudi na področjih vodenja elektroenergetskega sistema in električnih omrežij. Področja raziskav, ki jih naslavljamo v raziskovalnem programu, predstavljajo naravno nadaljevanje in razširitev našega preteklega raziskovalnega dela. Razvite rešitve na področjih vodenja elektroenergetskih omrežij, vzdrževanja in ozemljitvenih sistemov naslavljajo realne probleme in imajo velike možnosti za implementacijo v sistemih za prenos in distribucijo električne energije. Nove rešitve, ki bodo v okviru programa razvite na področju plinskih odvodnikov, imajo velik tržni potencial. Njihovi proizvajalci kažejo velik interes za proizvodnjo plinskih odvodnikov, ki jim je mogoče ustrezno oblikovati karakteristiko vžiga. Načrtovane raziskave na področju obratovanja distribucijskega omrežja so nadaljevanje in razširitev našega preteklega raziskovalnega dela. Rezultati uvedbe obratovanja v sklenjeni srednjenapetostni zanki kažejo na velik potencial za njihovo implantacijo v specifičnih delih distribucijskih omrežij, kjer je zahtevana večja zanesljivost napajanja. Rešitve na področju sistemov za upravljanje z energijo, ki bodo razvite v sklopu izvajanja raziskovalnega programa, se kažejo kot eden od ključnih elementov za uspešno vpeljavo trga prožnosti energije in imajo velik tržni potencial. Še več, pri ustrezni implementaciji lahko postanejo gibalo razvoja novih izdelkov in storitev, ki podpirajo in izboljšujejo delovanje sistema za upravljanje z energijo. Odgovorni bilančnih skupin, pa tudi operater prenosnega omrežja, kažejo svoj interes za uvedbo trga prožnosti energije in uporabo sistema storitev, ki jih ta lahko ponudi. Predlagani sistem za upravljanje z energijo bo sposoben samostojnih odločitev in avtomatiziranega tvorjenja modelov naprav. Takšen bo sprejemljiv tudi za uporabnike električnih omrežij, ki se jim ne bo treba ukvarjati z njim. V električnih omrežjih, kjer bodo uporabniki opremljeni s takšnimi sistemi za upravljanje z energijo, bo mogoče vpeljati tudi povsem nov koncept fleksibilnega omrežja, ki lahko znatno preseže današnje omejitev in veljavne paradigme obratovanja omrežja. To je lahko začetek resničnih fleksibilnih aktivnih omrežij (pametih omrežij).
Vsi rezultati raziskovalnega programa imajo velik potencial za implementacijo v električnih omrežjih in v elektroenergetskem sistemu ali v novih in izboljšanih izdelkih za trg.
Razvoju in popularizaciji elektromobilnosti bo sledil tudi neizogiben razvoj družbene infrastrukture, ki bo potrebna za zagotavljanje električne energije za elektromobilnost. Izboljšanje učinkovitosti električnih naprav za proizvodnjo in rabo električne energije ter dvig zanesljivosti in kakovosti delovanja elektroenergetskih sistemov vpliva na stroške
