Villamos Művek és Környezetállomások KÖF állomáson (M3 autópálya mentén) •...
Transcript of Villamos Művek és Környezetállomások KÖF állomáson (M3 autópálya mentén) •...
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Villamos Művek és Környezet tématerület
-profil, eredmények, jövőkép-
Energetikai Szakkollégium - VET 125 jubileumi előadás
2018. szeptember 13.
Dr. Ladányi József, docens, VM Csoportvezető(Magyar hangja a mai napon ☺: Prikler László)
1
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
BME VET kutatási területei
2
Villamosenergiarendsze-
rek
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Az elmúlt 9 évtized mérföldkövei▪ Hősi régmúlt
▪ Verebélÿ László professzor tevékenysége 1929 - 1957
▪ Alapozó évtizedek – Ma is büszkén tekintünk rá vissza!
▪ 1957-től 1985-ig Geszti P. Ottó professzor haláláig
▪ Közelmúlt eredményei: sok siker – kevés kudarc!
▪ 1985-től: Bán Gábor – Varjú György – Dán András professzorok
▪ Jelen: amire most vagyunk büszkék!
▪ Jövő: együtt alakítjuk az ipari partnerekkel!
▪ Fiatal oktatógárda, izgalmas kutatási témák, kiváló ipari kapcsolatok
3
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
4
Verebélÿ László nyomán: Villamos vasút-EMC, különleges táplálási rendszerek
➢ Újonnan villamosított vasútvonalak indukált veszélyeztető és zavaró hatásának vizsgálata; Szimulációs számítások (MULTC) és mérések kritikus esetekre
➢ Védelmi módszerek a távközlési összeköttetéseken okozott indukáló hatások ellen, köpeny-védőtényező.
➢ Újonnan rendszerbe állított vasúti vontatójárművek zavar-kibocsátás vizsgálata:
▪ hálózati visszahatásra,
▪ távközlő hálózat zavarásra,
▪ Vasúti alállomásban alkalmazott felharmonikus csillapítás, szűrés és meddőteljesítmény kompenzálás.
➢ Közreműködés az autotranszformátoros (2x25 kV-os) vasúti táplálási rendszer:▪ Magyarországi bevezetésében;
▪ Svédországban (Kiruna vonal) a BTRC,
▪ Norvégiában (Narvik vonal) a BTRR booster transzformátoros rendszerről való átérésben.
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Alapozó évtizedek: A VER kialakulása (60-as..80-as évek)
• Együttműködő rendszerek, nagyfeszültségű átvitel• Akkori csúcstechnológia: 750 kV-os távvezeték létesítése és üzeme• 750 kV-os söntfojtók szinkronozott kikapcsolására alkalmas
berendezés, adaptív EVA, HVA fejlesztés• Hibahely távmérő fejlesztése, üzembe helyezése• Alaphálózati stratégia, stabilitási vizsgálatok, U-Q stratégia• Csatlakozás az UCPTE-hez, számítógépes üzemirányítás kialakítása • Diszpécserek oktatása
• Paksi Atomerőmű villamos ellátó rendszerének túlfeszültségvédelme
• Vasútvillamosítás, a 2x25 kV-os rendszer kialakítása• Gyártás (akkor még volt….)
Ott voltunk minden mérföldkőnél (mérések, szimulációs vizsgálatok, műszaki alkotások)
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Villamosenergia minőség
• Mikrohálózatok feszültségszabályozási
megoldásainak vizsgálata
• Elosztott energiatermelés és villanyautók
hatásai a KÖF és KIF hálózatok feszültség-,
veszteség- és harmonikus viszonyaira
• Elosztott termelőegységek szabályozásában
rejlő lehetőségek vizsgálata a hálózati feszültség,
veszteség és harmonikus viszonyok
optimalizálása érdekében
6
• „With great power comes great electricity bill”
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Készülékek
• Méréstechnika, HW fejlesztés
• Villamosenergia minőség analízis
• Mérő-, monitoring és vezérlő rendszerek fejlesztése
• PLC Laboratórium
• Jelterjedés, kommunikáció, adatátvitel, vezérlés
• + Terepi mérések
• EMC vizsgálatok
• Vezetett zavarokkal szembeni immunitás
• Mágneses tér hatásai
• Árnyékolás hatásossága
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Hálózati tranziensek ▪ A VER tranziensek sajátosságai
▪ Tranziensek mérése
▪ Tranziensek befolyásolása
▪ EVA, HVA sikerességénekelemzése
▪ Transzformátorok, fojtókvezérelt ki- és bekapcsolása
▪ Rendszerhelyreállítást (black start) támogató szimulációk
▪ Feszültség-minőséget befolyásoló tranziensek
▪ Diffvédelmek, átkacsoló automatikák tranziensviselkedésének viszgálata
8Tranziensekjegyzet_36d2_abra.pl4: v:B
tranziensekjegyzet_36d_abra.pl4: v:B
0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10[s]
-140
-88
-36
16
68
120
[V]
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Középfeszültségű hálózatokmegbízhatóságának növeléseBurkolt és kombinált középfeszültségű távvezetékek, légkábelek
szigeteléskoordinációja, ívvédelme
9
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Villamosenergia minőség
• Ipari létesítmények felharmonikus
szűrése, feszültségletöréseinek
kompenzálása
• Feszültségletörések hatásai a 120kV és
KÖF hálózaton, a letörések
csökkentésének lehetőségei, az Area of
Vulnerability csökkentésének módjai
10
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Black start vizsgálatok
DSSV1
PPS1ABUS2
Z_IN
2x220kV
f=-15%
DUM220
6T 5T
PPPS
2T
DFLX
1.8MW
f=+12%
DUMTV
f=+15%
PPS6
11T7T
I I_GEN
Xd '
A bus
B bus
Rest of the blocks
Transient reactance of the generator
220 and 120 kV system in island
Power Plant to be blackstarted
120 kV 6 kV
still in service
Part of the 220 kV sbstation
220/120 kV substation
CB is closed
CB isclosing
CB is open
belongs to the interconnected system
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
PIACMODELL FEJLESZTÉSEK (2013-)
Széles spektrumú modellezési vizsgálatok
• 2000 MW napelem hatása az elszámolásra• EV töltés elszámolása, ösztönzés a hálózatbarát
üzemre• Erőművek, távvezetékek hogyan hatnak a
magyar piac régiós helyzetére• Flexibilis piaci struktúra kialakítása és
demonstrációja (mind hazai, mind nemzetközi vonatkozásban)
• Hálózati kapacitásaukciók és a külföldi tartaléklekötés optimalizálása
ENERGIABESZERZÉSI STRATÉGIÁK (2012-)
Kockázatkerülő energiavásárlás modellezése
• DSO-k veszteség árazása, rezsicsökkentés fedezete
Sztochasztikus módszerek
Villamosenergia piac:
A VET élvonalbeli kutatásai hozzájárulnak az energiarendszer piaci hiányosságainak megválaszolására
TŐZSDEI ALGORITMUSOK ÉS ELEMZÉSEK (2011-)
Az EU szabványos klíring algoritmus fejlesztése
▪ Nagykereskedelem változása a magyar és cseh-szlovák, majd román piacok összekapcsolásával
▪ Kötelező átvétel tőzsdei elszámolása
Egészváltozós komplex optimalizálás
12
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Energia + adaptív közvilágítási rendszer„Combining street lighting, photovoltaic (PV) solar energy generation, energy storage, and advanced
sensor technology with novel data processing, communication and control methods and realization of
an energy-positive community microgrid.”
(Partners: GE Lighting, MTA, BME)
13
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Hálózati inverterek + helyi energiatároló + kommunikáció
14
ESzK- VET125 Jubileumi ElőadásSmart technológiák valós léptékű vizsgálata
2018. 06. 08. 15
Smart Grid = kW és Kbit integrációja
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Villamos autó töltés hálózati hatásai• Töltés hálózati hatásainak vizsgálata (gyors- ill. lassú töltés): valós ELMŰ-ÉMÁSZ KIF hálózaton, gyorstöltő-
állomások KÖF állomáson (M3 autópálya mentén)
• Töltőállomás-méretezés sorbanállás-elméleti, sztochasztikus megközelítése, szimulációs vizsgálata
• Több különböző típusú villamos autó töltésének mérése, eredmények kiértékelése
• Töltés harmonikus visszahatásának elemzése
• Jedlik Ányos Klaszterben részvétel, töltőtelepítési infrastruktúra kialakítása szempontrendszereinek
meghatározása több más, egyetemi tanszékkel (pl. Közlekedésüzemi és Közlekedésgazdasági Tanszékkel)
• Együttműködés az e-mobi Kft.-vel, az NGM megbízásának keretében a töltőinfrastruktúra
kialakításának kérdéskörében
• E-mobilitásban rejlő energiamenedzsment-lehetőségek feltérképezése az E.on számára
• Rendszeresen ismeretterjesztő cikkek publikálása magyar folyóiratokba (Elektrotechnika, Mérnök Újság),
előadások MEE Vándorgyűléseken
• Töltésvezérlés megvalósítási módjainak kutatása, algoritmus kialakítása és hatásának vizsgálata
• HMKE és villamos autók együttes hálózati hatásainak elemzése
• Smartpolis, villamos autózás által képviselt lehetőségek az okos városban
16
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
2018. 06. 08. 17
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Oktatási szegmens• Egyéni és kiscsoportos
szakdolgozat, diplomaterv témák
• TDK, OTDK I. hely, pro sciencia kitüntetések
• 5 PhD hallgató az adott szakterületen
• Reguláris oktatásba való bevonás (VERIR szintetikus inercia)
Tudományos alapkutatás
• ÚNKP pályázat keretében kutató csoport létrehozása a szintetikus inercia és tárolás témakörében
• Nemzetközi akadémiai kooperáció, közös kutatási irányok
Vállalati együttműködés
• MAVIR/MVM kooperáció, részmunkaidős kollégák
• Hallgatói gyakorlati helyek biztosítása• Hallgatói ösztöndíjak, diplomaterv témák• DSO-s kooperáció, TSO-DSO
kommunikáció katalizálása
Ipari kutatás, innováció
• A nem forgógépes energiatermelés hatása a villamosenergia-rendszer frekvenciastabiliás-megőrzésére
• Szabolcsbáka Alállomással, valamint a 750 kV-os távvezeték rövidülésével kapcsolatos elemzések
• A hazai villamosenergia-infrastruktúra energiahatékonysági potenciáljának értékelése
Nemzetközi szervezeti jelenlét
• Cigré WG (Impact of Low Inertia Network on Protection and Control)
• WEC munkabizottsági delegálás(megújulók és a tárolás frekvencia szabályozási lehetőségei)
• Kapcsolódó IEEE white paper tevékenység (energiatárolás rendszer szabályozási felhasználhatósága)
Nemzetközi R&D• H2020-as pályázati együttműködés,
CROSSBOARDER projekt• Szomszédos TSO-kal való kooperációs
kutatás más H2020-as projektekben
18
VER szabályozás szintetikus inercia
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Felsőoktatás és Ipari együttműködés:FIEK – MVM + BME.VET.VM
• Megújulók rendszerszintű integrációja – ellátásbiztonság növelése
• Forgó tömeg nélküli termelés/tárolás – virtuális forgó tömeg
• Frekvenciaszabályozás, stabilitás, teljesítménylengések
• Koordinált inverter-szabályozás - feszültségstabilitás / szűkületek
• Intelligens, preferenciaorientált tároló- és töltésvezérlés (hálózati
korlátok + rendszerszintű szempontok is)
• Napon belüli, dinamikus fogyasztói befolyásolás által elérhető
rendszerszintű ill. társadalmi haszon elemzése
• Különböző autonómiaigényű alhálózatok biztonságos ellátása
• Pl. szigetüzem, vagy hálózatról való leválás és reszinkronizálás;
energiamenedzsment megoldások, védelmi megoldások
• Rövid horizontú és regionális/lokális termelésbecslés
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
FIEK – MVM + BME.VET.VM• SMART-POWER laboratórium létrehozása
20
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
A jövő feladatai – meglévő alapokon• Smart Grid: „kW * kbit” – IT növekvő szerepe
• Növekvő műszerezettség, mért adatmennyiség
• Beavatkozó lehetőségek bővülése
• Időjárásfüggő betáplálás, tárolási technológiák fejlődése
• Decentralizált jelleg erősödik minden téren
• Okos megoldások, optimalizálás: a termelés és a fogyasztás
rugalmasságainak („flexibility”) kiaknázása
• Növekvő megbízhatósági és autonómia elvárások: Mikrogridek,
energiaközösségek
• Eszközgazdálkodás, diagnosztika és monitoring, beruházások
optimalizálása
• PMU / WAMS – rendszerösszeomlások elkerülésére
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
A közeljövő feladatai• Okos városok energetikai kérdései
• Megújulók elterjedésének növekedése
• E-mobilitás hálózati hatásai, piaci integrációja
• Inverteres megújuló termelők kooperációja a hálózattal és egymással
• Energiatárolás és optimalizáció:
• Hely, feszültségszint
• Technológiai korlátok Szabályozási igények
• Virtualizáció:
• Termelés (VPP)
• Fogyasztás (energiaközösségek)
ESzK- VET125 Jubileumi Előadás
Köszönöm a figyelmet!