Upravljanje mikromrežama

Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2023./2024.

Nositelji

Izv. prof. dr. sc.
Vinko Lešić
Prof. dr. sc.
Mario Vašak

Opis predmeta

Funkcionalnost i naponsko-strujne karakteristike osnovnih komponenata u mikromreži: fotonaponskih panela, vjetroagregata, olovnih i litij-ionskih baterijskih sustava te gorivnih ćelija, kao i tipičnih profila potrošnje električne energije. Otočni rad i projektiranje dimenzija pojedinih komponenata mikromreže u promjenjivim uvjetima proizvodnje i potrošnje električne energije. Funkcionalnost tipičnih AC i DC pretvarača te učinkovitosti u odnosu na radna područja. Hijerarhijski upravljački sustav komponentama mikromreže. Strujne regulacijske petlje pretvarača, regulacija napona istosmjerne ili izmjenične sabirnice, usklađivanje tokova energije proizvodnje, skladištenja i potrošnje. Sinteza regulatora u hijerarhijskom upravljačkom sustavu, jednostavni transaktivni regulatori za dvostranu razmjenu energije s mrežom. Prilagodba isprekidanih izvora energije i sustava skladištenja u promjenjivim uvjetima na tržištu električnom energijom. Matematička formulacija optimizacijskog problema balansiranja energije u mikromreži i optimalnog punjenja i pražnjenja sustava pohrane uz linearni program te matematički opis fizikalnih ograničenja sustava. Mogućnosti sudjelovanja mikromreže u regulaciji elektroenergetskog sustava. Postojeći i izgledno nadolazeći poslovni modeli integracije mikromreže u elektroenergetski sustav putem agregatora ili izravne (peer-to-peer) komunikacije. Informacijsko-komunikacijske metode za integraciju mikromreže zasnovane na razmjeni profila cijena i električne energije.

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
[FER3-HR] Audiotehnologije i elektroakustika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti profila (3. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti profila (3. semestar)
[FER3-HR] Elektroničko i računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektrostrojarstvo i automatizacija - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Komunikacijske i svemirske tehnologije - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računalno modeliranje u inženjerstvu - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računarska znanost - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o mrežama - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o podacima - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)

Ishodi učenja

  1. Objasniti način rada i karakteristike komponenata mikromreže: obnovljivih izvora energije, pretvarača i sustava za skladištenje energije
  2. Demonstrirati upravljanje tipičnim DC i AC frekvencijskim pretvaračima
  3. Koristiti jednostavne algoritme prediktivnog upravljanja u balansiranju energetskih tokova u mikromreži
  4. Demonstrirati otočni rad mikromreže
  5. Dizajnirati hijerarhijski upravljački sustav komponentama mikromreže te cjelokupnim sustavom mikromreže
  6. Odabrati komponente mikromreže te preporučiti osnovne dimenzije
  7. Povezati mikromrežu s elektroenergetskim sustavom putem prediktivnih algoritama
  8. Integrirati mogućnosti mikromreže u elektroenergetski sustav
  9. Odabrati odgovarajući poslovni model integracije jedne ili više mikromrežnih sustava u elektroenergetski sustav

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja.

Auditorne vježbe

Numerički primjeri.

Laboratorij

Vježbe u Matlabu.

Tjedni plan nastave

  1. Povezivanje naponskih i strujnih izvora na zajedničku energetsku sabirnicu i njihovo upravljanje
  2. Upravljivi izvori istosmjerne struje -- regulacija struja i napona, održavanje točke maksimalne snage.
  3. Integracija upravljivih izvora u istosmjernu mikromrežu uz hijerarhijsko upravljanje strujama, naponima i snagama.
  4. Elaboracija primjera za laboratorijsku vježbu iz upravljanja istosmjernih mikromreža. NUmerički primjeri.
  5. Upravljivi izmjenični izvori -- regulacija struja, napona, radne i jalove snage te frekvencije. Upravljanje za sinkronizaciju izmjeničnog izvora na mrežu (engl. phase locked loop, PLL). Istosmjerno-izmjenične i izmjenično-istosmjerne pretvorbe.
  6. Integracija upravljivih izvora u izmjeničnu mikromrežu uz hijerarhijsko upravljanje struja, napona, snaga i frekvencije.
  7. Elaboracija primjera za laboratorijsku vježbu iz upravljanja izmjeničnih mikromreža. Numerički primjeri.
  8. Međuispit
  9. Optimiranje tokova energije u mikromreži sa sustavima proizvodnje, potrošnje i pohrane. Korištenje konveksnog ili sekvencijalnog konveksnog programiranja.
  10. Optimiranje tokova energije u mikromreži sa sustavima proizvodnje, potrošnje i pohrane. Korištenje konveksnog ili sekvencijalnog konveksnog programiranja.
  11. Razrada primjera cjelokupnog sustava upravljanja istosmjernom mikromrežom.
  12. Razrada primjera cjelokupnog sustava upravljanja izmjeničnom mikromrežom.
  13. Elaboracija zadatka za laboratorijsku vježbu iz optimizacije mikromreža.
  14. Numerički primjeri.
  15. Završni ispit

Literatura

(.), -,
(.), G. M. Masters, Renewable and Efficient Electric Power Systems (2004), John Wiley & Sons,
(.), C. Bordons, F. Garcia-Torres, M. Ridao, Model Predictive Control of Microgrids (2019), Springer,

Za studente

Izvedba

ID 223707
  Zimski semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
10 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja

Ocjenjivanje

izvrstan
vrlo dobar
dobar
dovoljan

Sličan predmet