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:
- Hogyan nyerhető ki speciális nemnegatív formára hozott nemlineáris modellekből hálózati struktúrájukat felhasználva hasznos dinamikai, üzemeltetési és diagnosztikai információ?
- Hogyan általánosítsuk a nemlineáris rendszerek irányítására és diagnosztikájára kifejlesztett módszereket ismert hálózati struktúrájú komplex rendszerek esetén, hogy ezek hatékony számítási módszerekkel meghatározhatók legyenek?
- 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.