Vecný zámer projektu:
Č. projektu: APVV-19-0576
Zodpovedný riešiteľ: Dr.h.c. prof. Ing. Michal Kolcun, PhD.
Názov projektu: Sebestačnosť elektroenergetiky v podmienkach liberalizovaného trhu s elektrinou
Žiadateľ: Technická univerzita v Košiciach, Fakulta elektrotechniky a informatiky

Kľúčové slová: elektrizačná sústava, riadenie prevádzky, obnoviteľné zdroje energie, akumulácia energie, dynamická stabilita, inteligentná sieť, elektromobilita, ampacita

Anotácia vedeckého projektu

Projekt je zameraný na problematiku výskumu pôsobenia obnoviteľných zdrojov energie na elektrizačnú sústavu pre zabezpečenie sebestačnosti elektroenergetiky v podmienkach liberalizovaného trhu s elektrinou. Pre tento účel bude vytvorený počítačový model časti elektrizačnej sústavy, na ktorom budú realizované potrebné simulačné výpočty. Výsledkom modelovania a výskumu bude návrh vhodných opatrení pri nasadení rôznych obnoviteľných zdrojov energie (s rôznymi prevádzkovými charakteristikami), posúdenie kvality dodávanej elektrickej energie, návrh vhodného spôsobu akumulovania elektrickej energie a ekonomické zhodnotenie navrhovaných riešení.

Popis vedeckých cieľov na celú dobu riešenia:

  1. Definovanie potenciálu rozvoja obnoviteľných zdrojov energie v rámci ES SR.
    Vytypovanie vhodných obnoviteľných zdrojov energie pre špecifikovanie ich charakteristických vlastností a popísanie vstupno/výstupných parametrov OZE. Identifikovanie možností pripojenia nových obnoviteľných zdrojov energie v rámci elektrizačnej sústavy Slovenskej republiky. Vytvorenie simulačných počítačových modelov pre otestovanie nasadenia OZE v príslušných vybraných častiach ES SR.
  2. Špecifikácia vplyvov nepriaznivo pôsobiacich na stabilitu prevádzky ES SR a ich eliminácia.
    Vyšpecifikovanie vplyvov, ktoré môžu nepriaznivo ovplyvniť stabilný chod ES, prípadne havarijný stav sústavy. Modelovanie scenárov prevádzky ES SR pri kritických tokoch výkonov medzi jednotlivými prenosovými sústavami spôsobenými prevádzkou OZE. Návrh opatrení pre zabezpečenie predchádzania nepriaznivým stavom ES prostredníctvom implementovania zariadení zabezpečujúcich rýchlu a plynulú reakciu na dynamicky meniace sa podmienky v ES.
  3. Stanovenie spôsobov riadenia prevádzky energetických úložísk za účelom eliminácie nežiaducich javov v ES s vysokým podielom OZE a umožnenie ich lepšej integrácie do ES.
    Definovanie typov energetických úložísk vhodných pre akumuláciu energie za účelom odstránenia nežiaducich javov v ES. Overenie navrhnutých špeciálnych počítačových modelov v rôznych prevádzkových stavoch. V závislosti od početnosti a typov nežiaducich javov, navrhnutie centralizovanej alebo decentralizovanej metódy ukladania energie pre riadenie tokov výkonov medzi energetickým úložiskom a ES. Stanovenie vplyvu mechanických a klimatických podmienok na hodnotu maximálneho zaťaženia vonkajších vedení. Analyzovanie a spracovanie vypočítaných výsledkov v tabuľkovej a grafickej forme.
  4. Vyhodnotenie ekonomických ukazovateľov nasadenia OZE do elektrizačnej sústavy.
    Analýza nasadenia OZE do elektrizačnej sústavy z ekonomického pohľadu. Výber vhodných metód pre určenie ekonomickej návratnosti navrhovaných opatrení s prihliadnutím na trvalú udržateľnosť elektroenergetiky. Použitie metód SWOT a STEEP pre zhodnotenie makro- a mikro-ekonomického prostredia nasadenia OZE do elektrizačnej sústavy. Špecifikácia technických prínosov navrhnutých riešení, ktoré sa očakávajú vo zvýšení prevádzkovej spoľahlivosti a bezpečnosti prevádzky ES SR a zhodnotenie ekonomickej efektívnosti využitím metód SWOT a STEEP a odporúčanie pre prevádzkovateľov elektrizačnej sústavy s ohľadom na trvalú udržateľnosť v elektroenergetike.

Harmonogram projektu:

Výstupy projektu:

  1. Publikácie a citácie
  2. Výstupy do vzdelávania a popularizácie vedy
  3. Ostatné výsledky
  4. Pridaná hodnota projektu

Odborné predpoklady riešiteľského kolektívu:

Zodpovedný riešiteľ Dr.h.c. prof. Ing. Michal Kolcun, PhD. je vedúcim Katedry elektroenergetiky (KEE) FEI TU v Košiciach. Vo svojej vedeckej a pedagogickej činnosti sa zaoberá problematikou riadenia prevádzky ES, využitím informačných technológií v oblasti riadenia ES a riešením technických problémov v súvislosti s liberalizáciou trhu s elektrinou. Jeho bohaté skúsenosti s vedením grantových vedeckých projektov (VEGA, KEGA, APVV a iné) sú zárukou úspešného priebehu a ukončenia vedeckého projektu.
doc. Ing. Ľubomír Beňa, PhD. je docentom na KEE FEI TU v Košiciach. Vo svojej vedeckej a pedagogickej činnosti sa zaoberá problematikou počítačovej analýzy ES a optimalizáciou prevádzky ES. Vo svojej habilitačnej práci riešil problematiku využitia špecializovaných zariadení na reguláciu tokov činných výkonov v ES. V rámci riešenia projektu sa bude podieľať hlavne na určovaní možností implementovania regulačných zariadení za účelom zlepšenia stability prevádzky a tiež za účelom znižovania výkonových strát.
doc. Ing. Alexander Mészáros, PhD. je docentom na KEE FEI TU v Košiciach. Vo svojej vedeckej a pedagogickej činnosti sa orientuje hlavne na skúmanie ekonomických a environmentálnych aspektov elektroenergetiky. Vo svojej habilitačnej práci riešil problematiku hodnotenia ekonomickej efektívnosti optimálnej regulácie napätia v ES SR. V rámci riešenia projektu budú využité jeho skúsenosti v oblasti vytipovania prínosov jednotlivých technických riešení, možného oceňovania týchto prínosov a v následnej analýze ekonomickej efektívnosti uvažovaných riešení.
doc. Ing. Dušan Medveď, PhD. je docentom na KEE FEI TU v Košiciach. Vo svojej odbornej a vedeckej činnosti pôsobí v oblasti počítačového modelovania teplotných a elektromagnetických polí numerickými metódami a v oblasti počítačového modelovania prvkov elektrizačnej sústavy. V rámci riešenia vedeckého projektu budú využité jeho skúsenosti v oblasti počítačového modelovania a využitia simulačných nástrojov.
doc. Ing. Zsolt Čonka, PhD. je docentom na KEE FEI TU v Košiciach. Špecializuje sa na problematiku využitia regulačných zariadení na reguláciu výkonových tokov v elektrizačných sústavách. V rámci projektu budú využité jeho skúsenosti s ochrannými prvkami a nasadením FACTS zariadení do ES.
Ing. Marek Pavlík, PhD. je odborný asistent na KEE FEI TU v Košiciach. Vo svojej vedeckej a pedagogickej činnosti sa orientuje na spravovanie fyzického modelu obnoviteľných zdrojov energie a meranie EMP v bezodrazovej komore. V rámci riešenia vedeckého projektu budú využité jeho skúsenosti získané pri spravovaní modelu OZE na KEE.
Ing. Samuel Bucko, PhD. je odborný asistent na KEE FEI TU v Košiciach. Vo svojej vedeckej a pedagogickej činnosti sa orientuje na problematiku obnoviteľných zdrojov energie. V súčasnosti pracuje intenzívne v laboratóriu Smart Industry Lab, kde sa venuje nastavovaniu dynamických záťaží, úprave mikrosiete a meraniu parametrov v nn sieti. V rámci riešenia vedeckého projektu budú využité jeho skúsenosti pri analýze a návrhu spôsobu získavania nameraných údajov z elektromerov v nn sieti.
Ing. Marián Mešter, PhD. je odborný asistent na KEE FEI TU v Košiciach. Vo svojej vedeckej a pedagogickej činnosti sa orientuje na problematiku budovania nových sietí na úrovni nn, vn a vvn a projektovanie a budovanie nových elektrických staníc (vn/nn, vvn/vn).
Ing. Daniel Pál je interným doktorandom na KEE FEI TU v Košiciach. Špecializuje sa na riešenie akumulácie energie v rôznych formách a ich začlenenie do elektrizačnej sústavy.
Ing. Maksym Oliinyk je interným doktorandom na KEE FEI TU v Košiciach. Špecializuje sa na riešenie dejov vyskytujúcich sa v autonómnych elektrických sieťach.
Ing. Vladimír Kohan je interným doktorandom na KEE FEI TU v Košiciach. Špecializuje sa na problematiku akumulácie energie s jej následným využitím pre elektroenergetiku.
Ing. Michal Ivančák je interným doktorandom na KEE FEI TU v Košiciach. Špecializuje sa na riešenie vplyvu účinkov regulačných zariadení a možnosťami nasadenia obnoviteľných zdrojov energie do ES.
Ing. Anastázia Margitová je internou doktorandkou na KEE FEI TU v Košiciach. Špecializuje sa na problematiku riešenia dynamických dejov vyskytujúcich sa v ES numerickými metódami.
Ing. Jakub Urbanský je interným doktorandom na KEE FEI TU v Košiciach. Špecializuje sa na možnosti spolupráce OZE s batériovými systémami.
Ing. Róbert Štefko je interným doktorandom na KEE FEI TU v Košiciach. Špecializuje sa na riešenie poruchových stavov v sieti s následným nastavením systému ochrán, ako aj všeobecný manažment porúch vznikajúcich v mikrosieťach a distribučných sieťach. V rámci projektu sa bude venovať viacerým cieľom, pričom cieľ č. 2 (Špecifikácia vplyvov nepriaznivo pôsobiacich na stabilitu prevádzky ES SR a ich eliminácia) projektu bude jeho hlavnou prioritou, nakoľko úzko súvisí aj s témou jeho dizertačnej práce.
Ing. Rikin Jitendrakumar Tailor je interným doktorandom na KEE FEI TU v Košiciach. Jeho špecializáciou je riešenie prúdového preťažovania prenosových vedení (ampacita), ako aj stanovenie vonkajších vplyvov ovplyvňujúcich zaťažiteľnosť vedení. V rámci projektu sa bude venovať všestranne cieľom 1-3, pričom cieľu č. 3 (Stanovenie spôsobov riadenia prevádzky energetických úložísk za účelom eliminácie nežiaducich javov v ES s vysokým podielom OZE a umožnenie ich lepšej integrácie do ES) sa bude venovať intenzívnejšie, pretože súvisí s témou jeho dizertačnej práce.
Ing. Dávid Martinko je doktorandom na KEE FEI TU v Košiciach. Vo svojej vedeckej a pedagogickej činnosti sa orientuje na problematiku smart sietí, merania a vyhodnocovania parametrov v distribučnej sieti s vysokou penetráciou OZE a akumulačných zariadení. Téma DZP: Výskum inteligentných sietí v distribučnej sústave
Ing. Jozef Humeník je doktorandom na KEE FEI TU v Košiciach. Vo svojej vedeckej a pedagogickej činnosti sa orientuje na problematiku inteligentných sietí, zapojenia prvkov OZE do sústavy a vyhodnotenie nepriaznivých stavov v sieti v kombinácii OZE a akumulačných zariadení. Téma DZP: Výskum inteligentných riešení pre rozvoj distribučnej sústavy