Domov   /   Študentske strani   /   Diplome

Diplome

Predlogi diplomskih nalog:

 

Vpliv sončnih elektrarn na omrežno frekvenco

Delež sončnih elektrarn v elektroenergetskem sistemu postaja vse večji in v nekaterih državah (npr. Nemčija) predstavlja že opazen del inštalirane moči v sistemu. Zaradi tega v ospredje vstopa tudi vprašanje odziva sončnih elektrarn na spremembo frekvence v omrežju, ki nastopi ob izrednih dogodkih. Neustrezen odziv sončnih elektrarn lahko namreč še poslabša stanje omrežja v takih razmerah.

V diplomski nalogi raziščite odziv sončnih elektrarn na spremembo frekvence, ocenite vpliv na delovanje sistema in predlagaje algoritem regulacije frekvence, ki bi pripomogle h hitrejši stabilizaciji omrežja v izrednih razmerah.

Opombe: UNI; Simulacije omrežja (Digsilent, PSCAD)

Kontaktne osebe: izr. prof. dr. Boštjan Blažič, Marko Kolenc

Koordinirana regulacija napetosti v distribucijskem omrežju

Ena izmed prvih težav, ki se pojavljajo ob večanju deleža razpršenih virov električne energije v distribucijskih omrežjih, je dvig napetosti v nekateri točkah omrežja. Ko s tradicionalno shemo regulacije napetosti ni več mogoče vzdrževati ustreznega napetostnega profila, je mogoče uporabiti bolj kompleksne načine regulacije. Koordinirana regulacija napetosti obsega regulacijo s pomočjo regulacijskega transformatorja in s sodelovanjem virov. Viri regulirajo napetost s proizvodnjo jalove energije. Za optimalno izvedbo regulacije s pomočjo virov je potreben centralni nadzor, ki ima pregled nad celotnim omrežjem.

V diplomski nalogi raziščite možnost centralne regulacije napetosti in se osredotočite na rešitve, ki bi omogočile enakomerno razporejen prispevek virov k regulaciji napetosti. Potrebno je razviti algoritem, ki bo na osnovi podatkov o omrežju in izmerjenih veličin določil referenčne vrednosti jalove moči za vsak vir, ki sodeluje pri regulaciji napetosti.

Opombe: UNI; Simulacije omrežja (Digsilent, PSCAD, Matlab…)

Kontaktne osebe: izr. prof. dr. Boštjan Blažič, Marko Kolenc

Modeliranje bremen (odjemalcev) v nizkonapetostnem omrežju

Z večanjem deleža virov električne energije v distribucijskih omrežjih postaja vse pomembnejše natančnejše modeliranje razmer, torej proizvodnje in porabe električne energije. Posebej težavno je modeliranje porabnikov v nizkonapetostnem omrežju, za katere je značilna visoka spremenljivost porabe. Ustrezno modeliranje porabnikov je osnova za načrtovanje omrežja.

Cilj diplomske naloge je definiranje bremenskih diagramov tipičnih odjemalcev v nizkonapetostnem omrežju na osnovi t.i. 'bottom-up' pristopa. Model mora omogočati stohastično generiranje večjega števila nesimetričnih bremenskih diagramov.

Opombe: UNI; Matlab

Kontaktne osebe: izr. prof. dr. Boštjan Blažič, Marko Kolenc

Pojav feroresonance v distribucijskih omrežjih

Do feroresonance pride zaradi interakcije med dozemnimi kapacitivnostmi kabelskih vodov in nelinearnimi induktivnostmi transformatorjev. Do pojava navadno pride v neozemljenih omrežjih in sicer ob enopolnih kratkih stikih, ki privedejo do porasta in nihanj napetosti med faznimi vodniki in nevtralno točko. Izkaže se, da ob določenih parametrih kapacitivnosti sistema in induktivnosti merilnih transformatorjev pride do oscilacij med kapacitivnostmi in induktivnostmi, kar privede do ponavljajočega delovanja transformatorja v zasičenju in posledično tudi visokih tokovnih obremenitev. Te tokovne obremenitve lahko privedejo tudi do pregrevanja in posledično preboja izolacije.

Cilj diplomske naloge je simulacija pojava feroresonance na primeru omrežja industrijskega porabnika. Pri tem porabniku je namreč prišlo do preboja napetostnih merilnih transformatorjev. Z izračuni želimo preveriti, ali je feroresonanca lahko vzrok za okvaro.

Opombe: UNI; Simulacije omrežja (PSCAD)

Kontaktna oseba: izr. prof. dr. Boštjan Blažič

Regulacijski algoritem aktivnega filtra za kompenzacijo harmonikov

Aktivni filtri temeljijo na polprevodniških močnostnih stikalih, odlikujeta pa jih predvsem velika fleksibilnost in visoka hitrost delovanja. Delovanje aktivnega filtra je odvisno od regulacijskega algoritma, ki se uporablja za določanja referenčnih vrednosti, ki naj jih filter generira, in za proženje polprevodniških stikal.

Cilj diplomske naloge je razvoj regulacijskega algoritma paralelnega aktivnega filtra (simulacijski model), ki bo omogočal selektivno kompenzacijo harmonskih komponent. Posebno pozornost bo potrebno posvetiti medsebojnemu vplivu regulatorjev posamičnih harmonskih komponent.

Opombe: UNI; Simulacije omrežja (PSCAD)

Kontaktna oseba: izr. prof. dr. Boštjan Blažič

Odpravljanje nesimetrij s koordiniranim vodenjem razpršenih virov

Znano je, da nižje, ko gremo z napetostnim nivojem, višje so nesimetrije v omrežju. Razpršene vire, ki se priklapljajo na NN direktno pri uporabnikih, lahko uporabimo za odpravljanje nesimetrij v omrežju. V primeru, da so razpršeni viri priklopljeni enofazno, lahko tudi oni povzročajo nesimetrije.

V diplomi analizirajte vzroke za nastanek nesimetrij v omrežju in pojav matematično opišite. Izdelajte algoritem, ki s pomočjo nastavljanja delovne in jalove moči razpršenih virov omogoča odpravljanje nesimetrij in pri tem upoštevajte ceno sistemskih storitev. Algoritem implementirajte v simulacijskem programu na enostavnem omrežju, pri čemer razpršene vire priklapljate enofazno in nato preverite uspešnost predlaganega algoritma.

Opombe: UNI; Simulacije omrežja (Matlab, OpenDSS)

Kontaktne osebe: izr. prof. dr. Boštjan Blažič, Marko Kolenc

Uporaba evolucijskih algoritmov v elektroenergetiki

V elektroenergetiki se za optimizacijo delovanja omrežja uporabljajo različne vrste optimizacijskih metod. Evolucijski algoritmi se uspešno uporabljajo za večkriterijsko optimiranje. V splošnem, podobno kot Monte Carlo metoda, uporabljajo generiranje naključnih števil. Logika na kateri bazirajo je ta, da naj bi bili procesi v naravi zaradi evolucije najbolj optimalni. Populacija osebkov se skozi generacije razmnožuje in razvija po načelu naravne selekcije, tako preživijo samo najboljši osebki. Ta proces razmnoževanja lahko zapišemo v matematični obliki in s tem dobimo metodo iskanja optimuma. Priložnost evolucijskih metod se vidi tudi pri analizi pametnih omrežij, kjer imamo opravka z velikim številom uporabnikov, ki jih lahko predstavimo kot populacijo in jih moramo optimizirati po različnih kriterijih.

V diplomski nalogi opišite matematično ozadje genetskih algoritmov, pri čemer se posebej osredotočite na eno izmed možnih metod. Omenjeni algoritmi imajo možnost spreminjanja velikosti populacije in načina križanja, velikosti gnezda ipd. Preverite kakšen vpliv imajo ti parametri na konvergenco. Na enostavnem modelu omrežja implementirajte eno izmed optimizacijskih metod, pri čemer naj bo vaš cilj določitev referenčne vrednosti jalove moči za vse sončne elektrarne v omrežju.

Opombe: UNI; Simulacije omrežja (Matlab, OpenDSS)

Kontaktne osebe: izr. prof. dr. Boštjan Blažič, Marko Kolenc

Analiza statičnih Q(U) karakteristik pri delovanju sončnih elektrarn

Ena izmed prvih težav, ki se pojavljajo ob večanju deleža razpršenih virov električne energije v distribucijskih omrežjih, je dvig napetosti v nekateri točkah omrežja. Razpršeni viri so do nedavnega obratovali s konstantnim faktorjem moči, kar pomeni, da niso sodelovali pri regulaciji napetosti, čeprav so ravno oni glavni krivci za težave z napetostjo. V svetu in Sloveniji se pojavljajo razne rešitve, ki predpisujejo uporabo statičnih Q(U) karakteristik. Te določajo, da morajo tudi razpršeni viri sodelovati pri regulaciji napetosti. Ko so napetosti prenizke, proizvajajo jalovo moč, ko so previsoke, jo absorbirajo.

V diplomski nalogi analizirajte uporabo različnih statičnih karakteristik po svetu. V simulacijskem programu izdelajte omrežje in implementirajte algoritem, s katerim preizkušate različne karakteristike. Pri tem preverjate njihovo uspešnost pri regulaciji napetosti in minimizaciji izgub ipd. Na podlagi rezultatov predlagajte najboljšo oz. svojo verzijo statične karakteristike.

Opombe: UNI; Simulacije omrežja (Matlab, OpenDSS)

Kontaktne osebe: izr. prof. dr. Boštjan Blažič, Marko Kolenc

Uporaba SN/NN regulacijskega transformatorja

Zaradi previsokih napetosti v omrežju, ki jih povzročajo razpršeni viri, moramo nadgraditi trenutne regulacijske sisteme v omrežju. To lahko naredimo z ojačitvijo omrežja, regulacijo izhodnih moči razpršenih virov, upravljanjem s porabo ipd. Ena izmed možnosti je tudi vgradnja SN/NN regulacijskega transformatorja, ki lahko spreminja napetostno stopnjo pod obremenitvijo. Transformatorji, ki so trenutno v omrežju, omogočajo spremembo odcepov po korakih ± 5 %, ± 2,5 %, 0. To se opravi malokrat v življenjski dobi transformatorja. Zato bi taka naprava občutno olajšala regulacijo napetosti in omogočila priklop večjega števila razpršenih virov, saj bi lahko regulirali napetost tudi na NN in ne samo na SN strani.

Cilj diplomske naloge je izdelava regulacijskega algoritma, ki poleg VN/SN regulacijskega transformatorja regulira tudi SN/NN regulacijske transformatorje. Njegovo delovanje preverite na simulacijskem modelu. Ker je vgradnja regulacijskega transformatorja velik strošek, primerjajte in ovrednotite rezultate simulacij, če bi, namesto regulacijskega transformatorja, omrežje ojačili z debelejšimi vodi ali večjimi transformatorji.

Opombe: UNI; Simulacije omrežja (Matlab, OpenDSS)

Kontaktne osebe: izr. prof. dr. Boštjan Blažič, Marko Kolenc

Upoštevanje zakasnitev pri vodenju pametnih omrežij

IKT tehnologije omogočajo dvosmerno komunikacijo med razpršenimi viri in centrom vodenja. Koordinirana regulacija omrežja deluje po principu, da pametni števci odčitavajo podatke in jih pošiljajo v center vodenja. Tu se izvede optimizacija on določi nove obratovalne točke omrežja (npr. kakšne naj bodo izhodne jalove moči razpršenih virov). Nato se te zahteve pošljejo nazaj razpršenim virom v omrežju, ki nato delujejo po zahtevanem principu. Problem, ki se lahko pojavi, je izguba informacij pri prenosu podatkov in zakasnitve. Velja pa, da bolj kot so IKT storitve hitre in zanesljive, dražje so.

V diplomski nalogi analizirajte vpliv časovnih zakasnitev in naključne izgube informacij. V programskem paketu izdelajte omrežje in implementirajte enega izmed možnih načinov vodenja omrežja. Simulacije izvedete tako, da uporabite dve enaki omrežji; prvo predstavlja »realno« omrežje in drugo »model omrežja«, ki se nahaja v centru vodenja. Omenjena parametra varirajte. Predlagajte najboljšo rešitev v smislu: »Predlagam, da se nove obratovalne točke pošilja v center vodenja na vsake 3 minute, pri tem pa se dovoljuje izguba 10 % informacij«.

Opombe: UNI; Simulacije omrežja (Matlab, OpenDSS)

Kontaktne osebe: izr. prof. dr. Boštjan Blažič, Marko Kolenc

Android aplikacija za izračun električnega potenciala

Pri analizah visoke napetosti nas velikokrat zanima električni potencial: kakšen je npr. električni potencial v okolici strelovoda, ali kakšen je električni potencial znotraj faradejeve kletke, ki ima relativno velike reže.

V diplomski nalogi analizirajte razporeditev potenciala v poljubnem prostoru (numeričen izračun). Nato zdelajte aplikacijo za tablični računalnik, ki omogoča izris objektov v različnih barvah. Nadalje naj program omogoča, da se vsaki barvi določi svoj potencial in nato numerično izračuna razporeditev potenciala v prostoru. (v smislu spodnje slike: narišemo hišo, ji nastavimo potencial na nič, nad njo narišemo oblak in mu damo potencial na 5 MV in nato izračunamo razporeditev potenciala)

 

Opombe: UNI; Java, Eclipse, Android Studio, ...

Kontaktne osebe: izr. prof. dr. Boštjan Blažič, Marko Kolenc

 

 

Copyright 2012, LEON. Vse pravice pridržane.

izdelava spletnih strani