Raziskave

• Modalna analiza

Modalna analiza je matematično orodje za proučevanje dinamičnih lastnosti različnih fizikalnih sistemov v frekvenčnem prostoru. Je metoda analiziranja, merjenja in računanja dinamičnih odzivov različnih (vzbujanih) sistemov. V elektroenergetskem sistemu je postopek modalne analize danes uveljavljen predvsem za izvajanje študij kotne stabilnosti kot posledica majhnih motenj. Postavlja se vprašanje, ali je možno uporabo razširiti na področje določanja vpliva resonančnih stanj na širjenje harmonikov po omrežju.

Cilj raziskav je preveriti možnosti uporabe modalne analize za preučevanje in omejevanje resonančnih pojavov v elektroenergetskem omrežju.

• Referenčni modeli NN in SN omrežij

Obratovanje omrežja z razpršenimi viri in aktivnimi uporabniki je možno simulirati na modelih, ki so implementirani v različnih simulacijskih okoljih. Za natančno analizo vplivov različnih porabnikov na delovanje točno določenega dela omrežja je potrebno ta del omrežja natančno modelirati in poznati dejanske obratovalne razmere. Žal pa nam dejanski podatki omrežja v praksi pogosto niso na voljo. Prav tako je težko oceniti splošen vpliv različnih tehnologij na celotno omrežje, saj analiziran del omrežja morda ni reprezentativen za celotno omrežje. Iz tega razloga se vpliv novih tehnologij pogosto simulira na referenčnih modelih omrežja, pridobljene rezultate pa je nato možno posplošiti na celotno omrežje. Za iskanje referenčnih oz. reprezentativnih omrežij so pogosto uporabljene nekatere metode strojnega učenja, npr. razvrščanje in klasifikacija. Za izvedbo razvrščanja omrežij v skupine potrebujemo množico omrežij, ki jih opišemo z različnimi atributi oz. značilkami. Primeri značilk so med drugim celotna dolžina izvodov, dolžina nadzemnih vodov, nazivna moč transformatorjev in delež rezidenčnih odjemalcev. Značilke je potrebno predhodno obdelati in izbrati metodo, ki je najbolj ustrezna za razvrščanje. Metode razvrščanja nam nato ponudijo rezultat v obliki skupin omrežij, ki imajo med seboj podobne lastnosti in so različni od omrežij iz drugih skupin. Predstavnike teh skupin označimo za referenčna omrežja, ki zajemajo lastnosti omrežij iz posameznih skupin. Rezultate simulacij na referenčnih modelih je nato lažje posplošiti na celotno distribucijsko omrežje.

• Vpliv električnih vozil na omrežje

Transportni sektor prispeva velik delež k globalnim izpustom toplogrednega plina CO2, zato je razogličenje tega sektorja v interesu večine držav po svetu. V zadnjih letih smo tako priča pospešeni menjavi vozil z notranjim izgorevanjem s priključnimi električnimi oz. hibridnimi vozili, ki za delovanje potrebujejo električno energijo iz omrežja. Večje število priključnih električnih vozil bo zaradi visokih moči polnjenja vplivalo na obratovanje prenosnega in distribucijskega omrežja. Nenadzorovano polnjenje večjega števila električnih vozil lahko povzroča preobremenitve elementov omrežja kot so transformatorji in električni vodi ter nedopustne padce napetosti v omrežju, kar potencialno vodi do visokih investicij za ojačenje omrežja. Slednjim se je možno izogniti z ustrezno implementacijo koncepta pametnega polnjenja, ki omogoča prilagajanje polnjenja glede na trenutne razmere v omrežju s ciljem zmanjšanja števila kršitev mejnih vrednosti.
Pri simuliranju vpliva polnjenja električnih vozil na omrežje se med drugim soočamo z neznankami kot so moč polnjenja, velikost baterije, uporabnikove navade in poraba vozila. Zelo veliko vlogo za lažji masovni prehod na električna vozila bo predstavljala tudi dostopnost polnilne infrastrukture, ki mora biti ustrezno prostorsko umeščena in omogočati brezskrbno rabo električnih vozil.

• Ocenjevalnik stanja distribucijskega omrežja

Distribucijska omrežja so v zadnjih letih podvržena novim izzivom, ki so med drugim posledica povečanega vključevanja razpršene proizvodnje, toplotnih črpalk, zviševanja deleža električnih vozil in želje po povečanju fleksibilnosti omrežja. Omenjeno zahteva povečanje spoznavnosti sodobnega distribucijskega omrežja, kar predstavlja predpogoj za dvig njegove vodljivosti.
Spoznavnost sistema je neposredno povezana s količino razpoložljivih meritev in njihovo natančnostjo. Zaradi različnih tehničnih in ekonomskih vzrokov stanje obstoječih merilnikov v sistemu običajno ne omogoča ustrezne spoznavnosti sistema. V takih primerih je ustrezen nivo spoznavnosti mogoče doseči preko izvedbe ocene stanja (angl. State Estimation).
Algoritem ocenjevalnika stanja izračuna, oziroma oceni, najverjetneje stanje sistema, glede na trenutno razpoložljive omrežne meritve in matematični model omrežja. Metoda, v prenosnem omrežju poznana že desetletja, kaže obetavne rezultate tudi pri uporabi v distribucijskih omrežjih različnih tipov.
Proces ocene stanja v distribucijskem sistemu je v osnovi enak, kot v primeru prenosnega sistema. Kljub začetni podobnosti pa je njegovo načrtovanje in izvedba v distribucijskem omrežju bistveno drugačno. To je posledica številnih razlik med obema tipoma omrežij. Pri izvedbi ocenjevalnika tako glavni izziv predstavlja predvsem njegova robustnost, ki mu omogoča hitro in zanesljivo oceno stanja različnih distribucijskih omrežij.