Komplex technológiai rendszerek analízise és optimalizálása energetikai alkalmazásokkal

Projekt címe: "Komplex technológiai rendszerek analízise és optimalizálása energetikai alkalmazásokkal"

Projekt azonosító: OTKA K-131501

Partnerek: Pázmány Péter Katolikus Egyetem, ITK

Kontakt személy: Dr. Magyar Attila

Cél

A komplex nemlineáris villamosenergia-rendszerek a nemlineáris rendszerek fontos alkalmazási területét alkotják, amelyek gyakran egy mögöttes hálózati struktúrával rendelkeznek. Hasonló nemlineáris hálózati rendszermodellek találhatók más fontos alkalmazásokban, például biokémiai, szállítási, gáz- és vízellátó rendszerekben. Korábbi, a nemnegatív polinomiális dinamikus rendszerek területén elért eredményeink a jelen projekt kiindulópontjának tekinthetők. A fenti hálózati nemlineáris rendszermodellek egyensúlyi állapotbeli strukúráját és dinamikus viselkedését nagyrészt a hálózat szerkezete és a hálózat csomópontjainak dinamikája határozza meg. Itt a késleltetett kinetikus rendszerek dinamikájának és elosztott szabályozásának vizsgálatával kapcsolatos korábbi eredményeink mellett a hálózati rendszerekkel kapcsolatos gazdag szakirodalmat is fel kívánjuk használni. Tervezett munkánk harmadik pillére a villamosenergia-rendszerek optimális üzemeltetésének területe, a berendezés szinttől (akkumulátor használata) a villamosenergia-hálózatok szintjén át egészen az elektromos energiapiac szintjéig terjedő terület, amely speciális, a villamosenergia-rendszerre szabott modellezési és optimalizációs technikák felhasználását igényli.

A kutatás fő célja olyan eszközök és algoritmusok kifejlesztése, amelyek hatékony segítséget adnak a vizsgált rendszerek dinamikus analízisében és bizonyos hálózat-tervezési feladatok megoldásában. A kutatás az alábbi fontos alapkérdések megválaszolására irányul:

  1. Hogyan nyerhető ki speciális nemnegatív formára hozott nemlineáris modellekből hálózati struktúrájukat felhasználva hasznos dinamikai, üzemeltetési és diagnosztikai információ?
  2. Hogyan általánosítsuk a nemlineáris rendszerek irányítására és diagnosztikájára kifejlesztett módszereket ismert hálózati struktúrájú komplex rendszerek esetén, hogy ezek hatékony számítási módszerekkel meghatározhatók legyenek?
  3. Hogyan tudunk megújuló energiaforrásokat is tartalmazó elosztott energetikai rendszereket optimálisan tervezni és üzemeltetni piaci környezetben eltérő célok együttes figyelembe vételével?

Napjaink egyik aktívan kutatott területe a meglévő elektromos hálózat működtetése és korszerűsítése a folyamatosan növekvő energiafogyasztás mellett. Mivel ezen rendszerek alapját képező hálózatok bonyolult és nemlineáris volta miatt haladó modellezési, dinamikus analízis, optimalizálási, és irányítási módszerek szükségesek ezen a területen a fontos problémák megoldásához. A javasolt kutatás új megközelítéseket és eszközöket kínál az energiaelosztó hálózat, illetve egyéb, a villamos energetikai rendszerek (pl. energiatárolás) területéről származó nemlineáris rendszerek dinamikus analízisére, szabályozására és diagnosztikájára.