Megújuló energiaforrásokat és IKT-kat használó energiaellátási és -felhasználási rendszerek korszerűsítésének és hatékony működésének megtervezése és optimalizálása

A projekt címe: Megújuló energiaforrásokat és IKT-kat használó energiaellátási és -felhasználási rendszerek korszerűsítésének és hatékony működésének megtervezése és optimalizálása. (TÁMOP-4.2.2.A-11/1 / KONV-2012-0072)

Kapcsolattartó: Dr. Magyar Attila

Időtartam: 2012.11.01. - 2015. 02.28.


Eredmények

Az alprojektet a Pannon Egyetem Informatikai Karának két egységének: az Villamsomérnöki és Információs Rendszerek Tanszék és a Matematikai Tanszék munkatársai és hallgatói valósították meg.

Három szorosan kapcsolódó K + F projekt alakult ki az alprojekt kutatási irányai alapján.

Az „Energiatermelő generátorok és szélturbinák optimális működtetése és vezérlése” című K + F projektben irányításelméleti módszereket alkalmaztak energetikai alkalmazásokkal rendelkező elektromechanikus rendszerek számára. A szinkron generátorok voltak az elsődleges érdeklődési körben.
Mivel az erőművekben alkalmazott szinkron generátorok folyamatos üzemmódban működnek, és gerjesztésük lépésszerű referencia-változásokból áll, nappali-éjszakai és éjszakai-napi terhelésváltozásokból. A paraméterbecsléshez szükséges úgynevezett elegendő gerjesztés (pl. PRBS jelek vagy fehér zaj) alkalmazása az üzem jellege miatt lehetetlen, következésképpen a paraméterek azonosításának eredményei nem elég pontosak. A probléma elkerülése érdekében az LQ optimális állapot-visszacsatoló szabályozt egy korábban épített és azonosított szinkron generátor modellhez tervezték. Ezt követően az irányítási célt kiterjesztettük aktív és meddő teljesítmény-referenciajel követési képességekkel. Ezt a célt egy LQ szervo szabályozó megtervezésével értük el, amely képes követni a terhelésváltozás-szerű aktív és reaktív referenciákat.

A „Megújuló energiaforrásokkal (napenergia, szél stb.) Támogatott energiatermelő egységek optimális tervezése, működtetése és vezérlése” című K + F projekt eredményeként optimalizáláson alapuló komplex szabályozási módszerek születtek a megújuló alapú villamos energia kisfeszültségű hálózatba történő integrálásához.
A K + F projekt egyik részeként a dinamikus szimulációs modell kiépült egy komplex energetikai rendszer, amely lehetővé teszi számunkra, hogy szimuláljuk egy kis háztartási erőművet tartalmazó helyi villamos hálózat (transzformátor körzet) viselkedését. Komplex irányítási struktúrát fejlesztettünk ki és valósítottunk meg a modellen. Ennek az szabályozási rendszernek az az alapgondolata, hogy a megújuló energiát integrálja az elektromos hálózatba oly módon, hogy az energiaminőségi normák (teljes harmonikus torzítás, teljesítménytényező) javuljanak, ezáltal csökkenjenek a veszteségek és a CO2-kibocsátás, valamint a hálózat működési stabilitása javuljon.
A szabályozó központi eleme a felharmonikus szabályozó, amely aszinkron párhuzamos mintakereső algoritmussal (APPS) határozza meg az injektált 3,5,7,9,11-edik felharmonikus áramkomponens amplitúdóját és fázisát az egyes szabályozási lépésekben. Ez a szabályozó algoritmus csak a jelenleg alkalmazott hálózatra szinkronizált inverterek működését módosítja, alkalmazásukhoz nincs szükség új rendszerelemekre, vagyis nagyon kis beruházási költségeket jelentenek egy lehetséges jövőbeni megvalósítás során. A felépített szabályozórendszer többféle üzemmódban képes működni aszerint, hogy milyen típusú elemek vannak a hálózatban (pl. Akkumulátor, biodízel generátor stb.).
A K + F projekt másik területe a ténylegesen fel nem használt elektromos energia tárolásának kérdése volt. Ebben a vonatkozásban száraz HHO cellát használtunk hidrogéngáz előállítására a fel nem használt villamos energia felhasználásával, ellenőrzött körülmények között.

A „Megújuló energiaforrások optimális integrálása és működtetése” című K + F projekt tanulmányaiban hatékony optimalizálási módszereket alkalmaztunk az energetikai rendszerek tervezéséhez és optimális működéséhez, amelyek valós idejű átalakítást, ütemezést és zavarok elutasítását teszik lehetővé.
Megvizsgáltuk a megújuló alapú hazai erőművek szimulációs környezetben történő optimális működésének módszereit és kérdéseit.

 

Az eredményeket 8 angol nyelvű kutatási anyag dokumentálta a hivatkozott folyóiratokban, számos cikkben nemzeti és nemzetközi konferencia-anyagokban. A munka eredményeiből hallgatói kutatómunkákat és diplomamunkákat is írtak.
Három csapattag, Balló Görbe Péter és Fodor Attila (doktorjelöltként és két korai pályakutatóként) az alprojekt eredményeit használták fel PhD dolgozatukban.