Centra doskonałości
Centrum systemów elektroenergetycznych oraz zrobotyzowanych układów automatyki
Realizacja zadania przyczyni się do wzrostu innowacyjności w dziedzinie elektroenergetyki zarządzania energią, a tym samym do poprawy efektywności energetycznej systemu dystrybucyjnego energii elektrycznej na obszarze województwa Lubuskiego.
Badania nad zarządzaniem pracą systemu elektroenergetycznego, którego wytwarzanie energii oparte jest na rozproszonych źródłach energii wymaga zmiany dotychczasowego podejścia i nabycia nowych kompetencji. Wymagane są wielokryterialne analizy dotyczące struktury wytwarzania i magazynowania energii, modernizacji sieci, struktury przełączeń nastaw aparatury sterującej i koordynacji systemu zabezpieczeń.
Kompleksowość prowadzonych badań w ramach projektu, od symulacji, przez szybkie prototypowanie, opomiarowanie, badania EMC, jak i analizy teoretycznej, skokowo podniesie poziom absolwentów studiów w dyscyplinie AEEiTK, których kompetencje będą oparte na aktualnej wiedzy.
// Obszary badawcze
Ten obszar badań może wypełnić lukę technologiczną regionu i podnieść poziom reindustrializacji w oparciu o nowe technologie w zakresie wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych, jej magazynowania i zarządzania.
Spodziewać się należy, że da to impuls do skokowego rozwój innowacyjnych firm. W konsekwencji rozwój małych i średnich przedsiębiorstw, a zarazem wytwarzanych przez nie innowacyjnych produktów może być impulsem do ich ekspansji zagranicznej uwzględniając bliskość granicy państwa w regionie.
Lepsze wykorzystanie, magazynowanie i zarządzanie zasobami energetycznymi produkowanymi lokalnie, zwłaszcza z OZE przyczyni się do niezależności energetycznej regionu i większej niezawodności lokalnego systemu elektroenergetycznego.
Obszary badawcze:
1. Poprawa efektywności zarządzania systemami elektroenergetycznymi ze znacznym udziałem źródeł o niestałej dostawie energii.
2. Modelowanie oraz analiza stanowisk kooperujących robotycznych w elastycznych systemach produkcyjnych.
OBSZAR 1
poprawa efektywności zarządzania systemami elektroenergetycznymi ze znacznym udziałem źródeł o niestałej dostawie energii.
Dynamiczny rozwój generacji prosumenckiej spowodował wielowymiarowe problemy w sieciach elektrycznych niskich napięć (nN). Rozwiązaniem problemów może być budowa systemów zasilania bazujących na informatyzacji i automatyzacji wszystkich elementów sieci (zarówno po stronie popytowej, jak i podażowej) tzw. sieci Inteligentne – „Smart Grid”. Dostępne obecnie modele obwodowe nie są użyteczne do opisu zjawisk elektromagnetycznych występujących w zdecentralizowanym systemie elektroenergetycznym, w którym występuje wiele źródeł energii o niestabilnej dostawie.
W ramach zadania planuje się diametralną zmianę paradygmatu opisu systemu elektroenergetycznego. Dzięki wykorzystaniu jednych z najbardziej zaawansowanych systemów pomiarowych AMI (Advanced Metering Infrastructure) na świecie, jakie posiada ENEA Operator, możliwe będzie wyrażenie zależności pomiędzy poszczególnymi mierzonymi wielkościami fizycznymi za pomocą dystrybuant empirycznych, które adekwatnie opisują skomplikowane zależności pomiędzy poszczególnymi wielkościami fizycznymi systemu.
Na podstawie danych pomiarowych archiwalnych oraz zarejestrowanych w wybranym obszarze badawczym o znacznym udziale generacji ze źródeł prosumenckich opracowany zostanie behawioralny model rozpływu prądów w sieci nN i sieci średnich napięć (SN).
Korzystając z modelu oraz metod głębokiego uczenia maszynowego i chaosu wielomianowego wyznaczone zostaną rozwiązania stabilizujące system. Rozważa się wprowadzenie dynamicznych nastaw regulacji zaczepowej transformatorów ARN, wyznaczenie optymalnej dynamicznie konfiguracji sieci SN i sterowanie wyłączników SN oraz lokalizacja miejsc dla magazynów energii.
Celem działań będzie poprawa profilu napięciowego w sieciach nN i zwiększenia absorpcji energii ze źródeł producenckich przy zachowaniu parametrów jakości dostawy energii elektrycznej. Przeprowadzone badania będą stanowiły wkład do podejmowanych decyzji o modernizacji sieci, jej konfiguracji i rozmieszczeniu źródeł i magazynów w celu zapewnienia stabilnej, efektywnej i bezpiecznej pracy.
Badania będą dotyczyły również wykorzystania sieci dystrybucyjnej oraz przesyłowej, w celu przesyłu i wykorzystania energii od prosumentów na obszarach o mniejszym udziale generacji i większym zapotrzebowaniu na energię elektryczną.
W ramach wskazanego obszaru badawczego będą także przeprowadzane analizy systemu elektroenergetycznego mające na celu jego przekształcenie w strukturę typu Smart-Grid.
OBSZAR 2
Modelowanie oraz analiza stanowisk kooperujących robotycznych w elastycznych systemach produkcyjnych.
Współczesne procesy przemysłowe opierają się o harmonogramowanie współpracy elementów transportowych i manipulatorów robotycznych. Poziom złożoności procesu jest skorelowany z kosztami, które w pierwszej kolejności wynikają z potrzeby rozbudowy hal produkcyjnych, co skutkuje np. negatywnym wpływem na środowisko.
W tym celu należy tak opracować mechanizmy współpracy robotów, aby zminimalizować rozbudowę procesu przemysłowego przy jednoczesnym utrzymaniu lub zwiększeniu mocy produkcyjnej. Z drugiej strony odpowiednie zarządzanie i restrukturyzacja sterowania pozwoli przy aktualnym trendzie demograficznym na zwiększenie produkcji.
W celach badawczych przewiduje się utworzenie optymalnego stanowiska kooperujących robotów w ramach kilku procesów, opracowanie inteligentnych algorytmów sterowania pozwalających na zrównoważoną produkcję – jednocześnie zachowując pełną elastyczności w zakresie rekonfiguracji stanowiska. Możliwości zachowania elastyczności we współczesnych procesach produkcyjnych jest niezwykle istotnym czynnikiem umożliwiającym reagowanie na dynamiczne zmiany gospodarki np. w skutek różnych kryzysów poprzez zmianę struktury stanowiska celem np. wyprodukowania nowego produktu istotnego z punktu widzenia aktualnej sytuacji gospodarczej.
Dodatkowo przewiduje się zwiększenie wpływu i współpracy z przemysłem oraz aktywizację studentów poprzez szkolenia i zajęcia dydaktyczne z nowoczesnej i zrównoważonej robotyki.
Unikalna aparatura:
- Systemy typu hardware-in-loop (HiL) wraz z oprogramowaniem, przekształtnikami, programowalnym obciążeniem oraz materiałami do rozbudowy modelu sieci elektroenergetycznej i wykonania niezbędnych połączeń i separacji galwanicznej.
- Stanowisko robotyczne do weryfikacji eksperymentalnej opracowanych inteligentnych algorytmów sterowania w elastycznych systemach produkcyjnych oraz urządzeń i podzespołów w celu stworzenia nowoczesnego systemu zarządzania energią elektryczną.