|
|
Elimination of Discontinuity Supply of Electric Energy from Renewable Energy Sources
Radil, Lukáš ; Goňo, Radomír (referee) ; Braciník, Peter (referee) ; Mastný, Petr (advisor)
Doctoral thesis deals with domain of electric energy storage. It seeks to define the methods of accumulation, which can be used in industrial applications and define the conditions for the use of storage systems in electric power systems with extended penetration of renewable energy sources. In the context of current developments in this field is analyzed detail one of the perspective storage systems - Vanadium Redox Battery (VRB). One of the outcomes of this work is economic and energy analysis of storage systems, which are conceived with a disproportion between production and consumption of energy. The work was supported by the Centre for Research and Utilization of Renewable Energy (CVVOZE) no. CZ.1.05/2.1.00/01.0014 and research project no. FEKT S-11-9.
|
|
|
Optimization of Energy Flow During WWTP Operation - Smart Area Net
Pěcha, Jiří ; Máša, Vítězslav (referee) ; Braciník,, Peter (referee) ; Mastný, Petr (advisor)
The dissertation work deals with the issue of water treatment and possibilities of energy savings during the operation of sewage treatment plants. The aim of the work is to find the potential of alternative energy use, economical consumption, improvement of the facility system management and quality improvement of the wastewater treatment process. In the first part of the work, operating processes, energy flows and energy savings are discussed. To analyze the problematics, larger sewage treatment plants were chosen. Thanks to their size, it was easier to find critical points and test the usage of renewable sources in operation. After the energy audit, the individual processes were assessed and real operation pitfalls were determined. Further steps led to focusing on smaller facilities up to 2 000 PE. This step was carried out with the intention of preparing these plants for the planned legislative change and helping to create or modernize more energy-efficient solutions. Thanks to the establishment of consortium of Brno University of Technology, the Department of Electric Power Engineering and a company dealing with water treatment and automation control, a solution was created that modernize the electrical, automation and water treatment part of the plant operation. This innovative application was installed in the sewage treatment plant, where the issues were debugged, control algorithms were tested and the entire operation was launched in automatic mode. At the end of the wastewater treatment plant modernization, PV panels were installed on the roof, thus partially suppling the object with renewable energy.
|
|
|
Distance Protection Design Using Digital Input Data
Wannous, Kinan Hasan Wafaa ; Müller,, Zdeněk (referee) ; Braciník, Peter (referee) ; Toman, Petr (advisor)
Standard IEC 61850-9-2 definuje přenos vzorkovaných měřených hodnot (sampled measured values, SMV) prostřednictvím sítě Ethernet a využití SMV získaných ze slučovacích jednotek nebo přístrojových transformátorů. Implementace IEC 61850-9-2 závisí na vlastnostech datového souboru, jakými jsou časová synchronizace, počet vzorků a časový interval. Dizertační práce je zaměřena na algoritmy chránění a analýzu vlivu standardu IEC61850-9-2LE na fyzická zařízení ochran s analogově/digitálními vstupními daty o proudu a napětí. S ohledem na narůstající míru interakce mezi fyzickými zařízeními a komunikačními prvky byl navržen test pro analýzu komunikace pro rozvodnu využívající konvenční metody (analogové vstupy) a metody digitální založené na standardu IEC 61850-9-2. Práce dále popisuje funkci slučovací jednotky využívající standard IEC61850-9-2LE. Navržená metoda definuje zdroj SMV a analyzuje přenos dat. V rámci práce byl za využití softwaru Matlab naprogramován algoritmus ochrany. Vytvořený model je schopen vyhodnotit vliv harmonického zkreslení na funkci digitálních ochran a vliv přesycení proudového transformátoru na distanční ochranu. V práci jsou zhodnoceny i možnosti zrychlení testování systémů chránění s využitím neuronové sítě. Závěrečná kapitola se zabývá aplikacemi v reálném čase, využívajícími data z rozvodny v blízkosti Vysokého učení technického v Brně. K přenosu dat z rozvodny do univerzitní laboratoře je zde využíváno SMV přenášených optickým kabelem o délce 16 km. Aplikace je vytvořena v programu Matlab a je schopna číst data z ethernetového portu, dekódovat je, převést z formátu ASCII do desítkové soustavy a poté vykreslit průběhy proudu a napětí. Mezi vlastnosti aplikace se řadí jednoduchost použití, schopnost implementace funkcí distanční ochrany, výpočet RMS hodnot proudu a napětí a harmonického zkreslení, harmonická analýza prostřednictvím rychlé Fourierovy transformace a výpočet impedance poruchové smyčky. Všechny výpočty běží v reálném čase a provedena je i citlivostní analýza modelu.
|
|
|
Control Processes in Energy Systems with Alternative Power Sources
Morávek, Jan ; Kolcun, Michal (referee) ; Braciník, Peter (referee) ; Mastný, Petr (advisor)
The dissertation is an publication summary focused on the field of management processes in renewable energy systems, mathematical models and optimization possibilities for large and small scale photovoltaic systems. The articles were published in foreign impacted and reviewd journals and indexed proceedings of foreign and domestic conferences. The main results of the dissertation are the design, configuration and realization of the hybrid energy system with subsequent optimization. Using the data from the laboratory system, a mathematical model was compiled and subsequently validated in the Matlab/Simulink environment for a hybrid energy system with accumulation. The options for power production optimization with photovoltaic sources are based on both operational measurements (for commercial applications) and on the analysis of power flow controllers to optimize the~energy balance (for small scale applications in private buildings).
|
|
|
Distributed Generation and its Influence on Power Quality
Bernáth, František ; Santarius, Pavel (referee) ; Braciník,, Peter (referee) ; Mastný, Petr (advisor)
This work deals with the deployment of distributed power sources into the electric power grid. The nature of these sources causes that the massive integration may experience problems with power quality in the local context, and also overall reliability of supply in the range of interconnected power systems may be endangered. Work is focused on local voltage quality problems with special emphasis on analysis and design of tools (e.g. reactive power compensation units of power plants or dynamic voltage control by transformers 110/22kV) for voltage control in power distribution systems. These tools should be used as a part of uniform concept of voltage control. The proposed concept is involved.
|
|
|
Application of Sensors and Digitalization Based on IEC 61850 in Medium Voltage Networks and Switchgears
Štefanka, Martin ; Braciník, Peter (referee) ; Müller,, Zdeněk (referee) ; Toman, Petr (advisor)
Vzduchem izolované vysokonapěťové rozváděče jsou nedílnou součástí energetického distribučního řetězce a to jak v průmyslovém, tak ve veřejném sektoru. Hlavní funkcí rozváděče je ochrana pracovního personálu, rozpojování/odpojování a spínání, izolování, měření proudů a napětí, chránění a ovládání zatížení a komunikace dat do řídících systémů. V každé z výše zmíněných funkcí probíhal technologický vývoj v průběhu posledních 40 let. Dnešní rozváděče jsou spolehlivé a elektrickému oblouku odolné zařízení, zoptimalizované téměř k fyzikálním limitům dielektrických, elektromagnetických a termodynamických polí. Vakuové vypínače zajišťují stálou a spolehlivou vypínací funkci. Taktéž v oblasti chránění, řízení a komunikace došlo k mnoha technologickým proměnám. Od elektromechanických relé přes zařízení založená na tranzistorech, později na jednoúčelových mikroprocesorech, až po dnešní multifunkční vysoce výkonná mikroprocesorová inteligentní elektronická zařízení. Pouze oblast měření proudů a napětí setrvala z technologického hlediska posledních 40 let beze změny. K dominujícím měřícím technologiím dneška stále ještě patří indukčně založené transformátory proudu a napětí. Byly sice provedeny některé pokusy k obměně technologie měření jako takové, nicméně bez dosažení úspěchu. Tato dizertační práce je zaměřena na poskytnutí nového náhledu na alternativní technologii měření v elektrických sítích a ve vzduchem izolovaných vysokonapěťových rozváděčích, kterou lze využít jak pro měření proudu, tak i napětí. Tato práce vysvětluje, proč Rogowského cívky, odporové a kapacitní děliče jsou tou správnou volbou a měly by být použity ve vysokonapěťových rozváděčích a podrobně analyzuje přesnost měření a jejich příslušné meze. Dále tato práce popisuje, že pro nasazování nových měřících technologií musí být postupováno systematicky. Senzory připojené k inteligentním elektronickým přístrojům a schopností komunikace založené na IEC 61850 spolu s vysokorychlostní komunikační sběrnicí Ethernetu vytvoří systém, který zjednoduší a sjednotí konstrukci rozváděčů a umožní oddělit aspekty projektování měření od studie zkratových selektivit. V práci je také uveden příklad, jak tento nový systém může přinést změny a zjednodušení do oblastí projektování a řízení. V této práci jsou popsány výsledky několikaletého úsilí při stanovení nových měřících a digitalizovaných přístupů ve vysokonapěťových rozváděčích pod autorovým vedením. Toto úsilí také vedlo k uvedení nového produktu – UniGear Digital - konceptu od ABB. Závěrečná část práce demonstruje praktické nasazení všech výsledků v této práci při skutečných aplikacích.
|
|
|
Optimization of Energy Flow During WWTP Operation - Smart Area Net
Pěcha, Jiří ; Máša, Vítězslav (referee) ; Braciník,, Peter (referee) ; Mastný, Petr (advisor)
The dissertation work deals with the issue of water treatment and possibilities of energy savings during the operation of sewage treatment plants. The aim of the work is to find the potential of alternative energy use, economical consumption, improvement of the facility system management and quality improvement of the wastewater treatment process. In the first part of the work, operating processes, energy flows and energy savings are discussed. To analyze the problematics, larger sewage treatment plants were chosen. Thanks to their size, it was easier to find critical points and test the usage of renewable sources in operation. After the energy audit, the individual processes were assessed and real operation pitfalls were determined. Further steps led to focusing on smaller facilities up to 2 000 PE. This step was carried out with the intention of preparing these plants for the planned legislative change and helping to create or modernize more energy-efficient solutions. Thanks to the establishment of consortium of Brno University of Technology, the Department of Electric Power Engineering and a company dealing with water treatment and automation control, a solution was created that modernize the electrical, automation and water treatment part of the plant operation. This innovative application was installed in the sewage treatment plant, where the issues were debugged, control algorithms were tested and the entire operation was launched in automatic mode. At the end of the wastewater treatment plant modernization, PV panels were installed on the roof, thus partially suppling the object with renewable energy.
|
|
|
Distance Protection Design Using Digital Input Data
Wannous, Kinan Hasan Wafaa ; Müller,, Zdeněk (referee) ; Braciník, Peter (referee) ; Toman, Petr (advisor)
Standard IEC 61850-9-2 definuje přenos vzorkovaných měřených hodnot (sampled measured values, SMV) prostřednictvím sítě Ethernet a využití SMV získaných ze slučovacích jednotek nebo přístrojových transformátorů. Implementace IEC 61850-9-2 závisí na vlastnostech datového souboru, jakými jsou časová synchronizace, počet vzorků a časový interval. Dizertační práce je zaměřena na algoritmy chránění a analýzu vlivu standardu IEC61850-9-2LE na fyzická zařízení ochran s analogově/digitálními vstupními daty o proudu a napětí. S ohledem na narůstající míru interakce mezi fyzickými zařízeními a komunikačními prvky byl navržen test pro analýzu komunikace pro rozvodnu využívající konvenční metody (analogové vstupy) a metody digitální založené na standardu IEC 61850-9-2. Práce dále popisuje funkci slučovací jednotky využívající standard IEC61850-9-2LE. Navržená metoda definuje zdroj SMV a analyzuje přenos dat. V rámci práce byl za využití softwaru Matlab naprogramován algoritmus ochrany. Vytvořený model je schopen vyhodnotit vliv harmonického zkreslení na funkci digitálních ochran a vliv přesycení proudového transformátoru na distanční ochranu. V práci jsou zhodnoceny i možnosti zrychlení testování systémů chránění s využitím neuronové sítě. Závěrečná kapitola se zabývá aplikacemi v reálném čase, využívajícími data z rozvodny v blízkosti Vysokého učení technického v Brně. K přenosu dat z rozvodny do univerzitní laboratoře je zde využíváno SMV přenášených optickým kabelem o délce 16 km. Aplikace je vytvořena v programu Matlab a je schopna číst data z ethernetového portu, dekódovat je, převést z formátu ASCII do desítkové soustavy a poté vykreslit průběhy proudu a napětí. Mezi vlastnosti aplikace se řadí jednoduchost použití, schopnost implementace funkcí distanční ochrany, výpočet RMS hodnot proudu a napětí a harmonického zkreslení, harmonická analýza prostřednictvím rychlé Fourierovy transformace a výpočet impedance poruchové smyčky. Všechny výpočty běží v reálném čase a provedena je i citlivostní analýza modelu.
|
|
|
Control Processes in Energy Systems with Alternative Power Sources
Morávek, Jan ; Kolcun, Michal (referee) ; Braciník, Peter (referee) ; Mastný, Petr (advisor)
The dissertation is an publication summary focused on the field of management processes in renewable energy systems, mathematical models and optimization possibilities for large and small scale photovoltaic systems. The articles were published in foreign impacted and reviewd journals and indexed proceedings of foreign and domestic conferences. The main results of the dissertation are the design, configuration and realization of the hybrid energy system with subsequent optimization. Using the data from the laboratory system, a mathematical model was compiled and subsequently validated in the Matlab/Simulink environment for a hybrid energy system with accumulation. The options for power production optimization with photovoltaic sources are based on both operational measurements (for commercial applications) and on the analysis of power flow controllers to optimize the~energy balance (for small scale applications in private buildings).
|
|
|
Evolution algorithms in network elements
Braciník, Roman ; Sobek, Jiří (referee) ; Vychodil, Petr (advisor)
This semestral project deals wtih genetic algorithm issues and its utilization in network elements. The author analyses basic and improved genetic algorithm methods. The different way of adaptation of the algorithm on certain issues and their errors in usage will be discused further. In the conclusion the author discusses about the possible use of genetic algorithms in network elements.
|
guest ::
