PROJEKTI

https://www.incit-ev.eu/

Fakulteta za elektrotehniko Univerze v Ljubljani prek Laboratorija za električna omrežja in naprave (LEON) aktivno sodeluje v štiriletnem projektu INCIT-EV, ki ga preko programa Obzorje 2020, v višini skoraj 15 milijonov eurov, financira Evropska unija. Namen projekta INCIT-EV je demonstracija inovativnih rešitev za polnilno infrastrukturo, tehnologij in pripadajočih poslovnih modelov, ki bodo izboljšali uporabniško izkušnjo ter posledično dosegli uporabo v širši javnosti, kar bo pospešilo višanje tržnega deleža EV v EU. Del projekta je tudi raziskovanje vedenja uporabnikov EV z uporabo najnovejših nevroznanstvenih tehnik, s katerimi bodo partnerji raziskovali tudi nezavedne preference uporabnikov EV s ciljem, da se razvoj tehnologije prilagodi subjektivnim pričakovanjem uporabnikov. Projekt bo v diseminacijo in testiranje različnih polnilnic neposredno vključil 3.475 zasebnih uporabnikov električnih vozil, poleg tega pa še deset lokalnih skupnosti, štiri združenja taksistov, štiri podjetja za souporabo avtomobilov in štiri podjetja za souporabo lahkih električnih vozil. Vodi ga družba Renault, v njem pa sodeluje 33 partnerjev iz osmih držav. Slovenska partnerja pri projektu sta Fakulteta za elektrotehniko Univerze v Ljubljani in ELES.

Pet demonstracijskih območij v mestnem in primestnem okolju bo na voljo za testiranje sedmih primerov uporabe:

• pametno dvosmerno polnjenje EV, optimizirano na različnih stopnjah združevanja;
• dinamični brezžični polnilni pas v mestnih središčih;
• dinamično brezžično polnjenje pri daljših razdaljah;
• polnilna vozlišča na parkiriščih P+R;
• super hitre polnilnice za evropske cestne koridorje;
• polnilnice za dvosmerno polnjenje električnih vozil, vključno z dvokolesi;
• priložnostno brezžično polnjenje na čakalnih pasovih za taksije na letališčih in centralnih železniških ter avtobusnih postajah.

Našteti primeri spodbujajo inovacije trenutnih rešitev za polnjenje in hkrati integracijo teh v obstoječe omrežje, transport, IKT in javno infrastrukturo. Cilj projekta je tudi promocija elektromobilnosti preko uporabniško usmerjenih primerov. Uporabniško usmerjen pristop bo omogočil ustvarjanje novega ekosistema in razvoj tehnologij polnjenja, ki bi lahko prišle v širšo uporabo v državah članicah EU in pospešile širitev elektromobilnosti.

Dostop do uradne spletne strani projekta: https://www.incit-ev.eu/.

https://www.incit-ev.eu/

Evropska unija želi do leta 2020 zmanjšati izpuste toplogrednih plinov za 20 %, v prihodnjih letih pa postati brezogljična družba. Da bi takšen načrt uspel, moramo povečati delež obnovljivih virov v posameznih članicah EU, kar predstavlja velik izziv glede na trenutne razmere in stanje električnih omrežij v državah EU. Pametna omrežja predstavljajo nadgradnjo današnjega koncepta obratovanja in načrtovanja omrežij, ki omogoča priključevanje različnih porabnikov (električna vozila, toplotne črpalke …) in proizvodnje (obnovljivi viri) na tehnično ustrezen in ekonomsko optimalen način. Poznavanje tehnologij pametnih omrežij bo v prihodnje ena
izmed ključnih veščin na področju delovanja elektroenergetskega sistema.

Namen projekta je izobraževanje nove generacije raziskovalcev in inženirjev, ki bodo pridobili znanja za načrtovanje in razvoj novih tehnologij, kar bo pomagalo pri razrešitvi problemov pri pretakanju električne energije. Preko raznih delavnic se bodo partnerji povezali z lokalno industrijo. Na Fakulteti za elektrotehniko bo v okviru Smagrinet projekta izveden tudi petdnevni seminar, ki ga bodo poslušatelji zaključili s seminarsko nalogo. V okviru projekta bodo poslušatelji spoznali 10 aktualnih tematik na področju pametnih omrežij:

• porabniki, viri in prosumerji,
• vključevanje obnovljivih virov v omrežja,
• obratovanje distribucijskega omrežja z obnovljivimi viri,
• vpliv električnih vozil na distribucijsko omrežje,
• uporaba hranilnikov električne energije,
• algoritmi za napovedovanje porabe in proizvodnje,
• vodenje distribucijskega omrežja s pomočjo tehnologij pametnih omrežij,
• koncept virtualne elektrarne,
• kakovost električne energije v distribucijskih omrežjih z obnovljivimi viri in načrtovanje distribucijskih omrežij.

V projektu Smagrinet poleg Fakultete za elektrotehniko Univerze v Ljubljani aktivno sodeluje še osem partneric iz šestih držav Evropske unije. Dveletni projekt, ki ga financira Evropska unija v sklopu programa Obzorje 2020, ima na voljo sredstva v višini dveh milijonov evrov.

Dostop do uradne spletne strani projekta: https://www.smagrinet.eu/.

Elektroenergetske družbe v Sloveniji so do sedaj pametna omrežja razvijale in testirale le v omejenem obsegu v okviru pilotnih projektov, financiranih iz različnih regulatornih spodbud, evropskih sredstev ali bilateralnih partnerstev. Toda za pospeševanje zelene transformacije slovenske energetike in ohranjanje zanesljivosti obratovanja slovenskega elektroenergetskega sistema v prihodnosti takšen pristop k širjenju pametnih omrežij ne bo dovolj. Potrebne bodo spremembe obstoječega obravnavanja investicij v pametna omrežja, odnosov med dobavitelji in odjemalci, delovanja trgov in regulative. Te spremembe bodo zahtevale veliko predanost ter preseganje tradicionalnih odnosov med elektroenergetskimi družbami in odjemalci.

Projekt Smart grid je eden izmed osrednjih projektov Konzorcija zelene transformacije slovenske energetike s pomočjo pametnih omrežij, ki sta ga ustanovili družbi ELES in GEN-I, v konzorcij pa so vključena tudi distribucijska podjetja ter Fakulteta za elektrotehniko, Univerza v Ljubljani. Glavni rezultat študije bo metodologija za simulacijo delovanja distribucijskih omrežij, ki vključujejo nove porabnike (električni avtomobili, toplotne črpalke…), in za sodoben proces načrtovanja omrežja, ki omogoča primerjavo rešitev obstoječega načrtovalskega pristopa (ojačitev omrežja) z rešitvami pametnih omrežij, ki obsegajo povečanje spoznavnosti in vodljivosti omrežja. Povečanje vodljivosti temelji zlasti na povečanju prožnosti uporabnikov (prilagajanje porabe ali proizvodnje). Simulacijska platforma bo zasnovana v enem izmed klasičnih programskih paketov (npr. Matlab, Python) in bo uporabljala enega izmed programov za izračun pretokov moči (npr. Digsilent PowerFactory, OpenDSS).

Simulacijska platforma bo omogočala simulacijo delovanja in načrtovanje pametnega distribucijskega omrežja z naslednjimi cilji:

• oskrba z električno energijo, nediskriminatorno priključevanje različnih porabnikov (EV, toplotne črpalke…), proizvodnje (RV) in tistih, ki so oboje (hranilniki, prosumerji),
• maksimalna izraba elektroenergetske infrastrukture in čim manjša vlaganja v omrežje,
• omogočanje razvoja metodologije za optimalno načrtovanje razvoja omrežja.

Laboratorij za električna omrežja in naprave (LEON) aktivno sodeluje pri triletnem projektu OneNet. Projekt financira Evropska unija preko programa Obzorje 2020 v višini 22 miljonov evrov. V projektu sodeluje kar 72 partnerjev iz 22 evropskih držav.

Cilj projekta OneNet je vzpostavljanje pogojev za novo generacijo omrežnih storitev, ki bodo omogočale celovito izkoriščenje prilagajanja odjema, shranjevanja in razpršene proizvodnje ob sočasnem zagotavljanju pravičnih, transparentnih in odprtih pogojev za odjemalca. Poleg vzpostavljanja enotnega evropskega omrežja, je projekt namenjen tudi oblikovanju v stranko usmrejenga pristopa v omrežjih. To lahko dosežemo z novimi trgi, produkti in storitvami, ki jih lahko zasnujemo z unikatno IT-arhitekturo.

Kljub temu da enotna platforma za Evropo ni uresničljiva, se v okviru projekta OneNet predlaga inovativne mehanizme za federativni pristop k platformam, ki so ključni za uresnievanje predlagane vizije. Eden izmed ciljev je tudi soglasje glede rešitev, ki močno presegajo omejitve konzorcija, kar so omogčile različne dejavnosti, tudi v okviru obsežnega foruma, namenjenega za razpravo znotraj mednarodne energetske skupnosti.

LEON se bo v tem projektu posvetil dvema izzivoma. Prvi izziv predstavlja vključitev novih storitev prilagajanja odjema v distribucijskem omrežju, ki so do sedaj bolj ali manj omejena. Prav tako pa se bo LEON posvetil iskanju in razvoju novih inovativnih storitev na tem področju, ter predstavil dobljene rezultate.

Projekt NEDO-Fleks naslavlja problem prožnosti in vzdržnosti elektroenergetskega sistema in pametnih skupnosti z učinkovito vključitvijo sodobnih tehnologij in aktivnim sodelovanjem vseh deležnikov – tudi odjemalcev in pametnih skupnosti.

Cilj projekta je razvoj in demonstracija naprednih rešitev za prožnost in vzdržnost, ki zajemajo krmilni sistem baterijskega hranilnika električne energije, napredne algoritme sistema WAMS, nove module k področnemu sistemu upravljanja z energijo, platformo za obveščanje in nadgrajeno platformo elektroenergetskih trgov storitev.

Višina celotnih stroškov operacije: 8.159.497,50EUR; višina sofinanciranja: 1.228.918,25 EUR.

Naložbo sofinancira RS in EU iz Evropskega sklada za regionalni razvoj (www.eu-skladi.si)

Dolgoročna vizija EU predvideva podnebno nevtralno gospodarstvo do leta 2050, kar bo zahtevalo znatno znižanje emisij. Z velikimi spremembami se posledično sooča tudi elektroenergetski sistem. Na področju proizvodnje električne energije je tako končni cilj oblikovanje novega energetskega koncepta, v katerem v veliki meri prevladujejo obnovljivi viri energije (OVE), ki večinoma temeljijo na razpršeni proizvodnji. Na strani porabe električne energije pa smo priča elektrifikaciji prometa in ogrevanja. Električna vozila naj bi v prihodnjih desetletjih imela pomembno vlogo pri razogljičenju prometa tako v Evropi kot po svetu. Energija za ogrevanje in hlajenje bivalnih in delovnih okolij pa predstavlja 40 % končne porabe energije v Evropi, zato je tudi elektrifikacija ogrevanja ena od glavnih poti do razogljičenja. Prenosna in distribucijska omrežja se tako soočajo z izzivi velikega deleža obnovljivih virov energije (OVE), električnih vozil (EV) in toplotnih črpalk (TČ), ki znatno vplivajo na delovanje teh omrežij.

Namen projekta je reševanje predstavljenih izzivov z razvojem platformza lokalni trg prožnosti za distribucijska omrežja. Predlagani sistem bo omogočal izvajanje omrežnih storitev ob upoštevanju obratovalnih omejitev distribucijskega omrežja. Na strani operaterja distribucijskega omrežja so predvideni trije računski moduli, ki skupaj tvorijo platformo za obratovalne omejitve distribucijskega omrežja. Na strani agregatorja platforma za agregacijo prožnosti vključuje modul za agregacijo prožnosti, ki združuje in aktivira potencial prožnosti aktivnih uporabnikov na optimalen način, ob upoštevanju obratovalnih omejitev distribucijskega omrežja. Na strani trga platforma operaterja trga vsebuje modul za alokacijo storitev z namenom zagotavljanja storitev različnim deležnikom v elektroenergetskem omrežju na podlagi povpraševanja po storitvah in ponudbe prožnosti. Platforme bodo testirane v sklopu pilotnega projekta na realnem nizkonapetostnem (NN) omrežju.

Projekt (Razvoj platform za lokalni trg prožnosti na področju distribucijskih omrežij (DN-FLEX), L2-3162) je sofinancirala Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije iz državnega proračuna. Trajanje projekta je 1.10.2021 – 30.9.2024.

Sestava raziskovalne skupine

Fakulteta za elektrotehniko (UL FE):
Prof. dr. Boštjan Blažič (SICRIS), ki je tudi vodja projekta, Janja Dolenc (SICRIS) in Marjan Ilkovski (SICRIS).

GEN-I:
dr. Rok Lacko (SICRIS), Luka Nagode, Jan Tršinar in Matej Malenšek

Elektro Gorenjska (EG):
Anže Vilman (SICRIS) in Nejc Petrovič (SICRIS)

Faze projekta in njihova realizacija

Projekt je razdeljen na šest delovnih sklopov.

Delovni sklop 1: Razvoj platforme za obratovalne omejitve distribucijskega omrežja
V prvem delovnem sklopu bodo razviti in testirani algoritmi za napovedovanje visoko variabilnega odjema NN uporabnikov in algoritmi za napovedovanje stanja NN omrežja, ki omogoča robustno in natančno napovedovanje stanja za bližnjo prihodnost (dan vnaprej). Razvit bo modul za izračun obratovalnih omejitev distribucijskega omrežja (DNNC) za določitev maksimalne dopustne porabe oz. proizvodnje v vozlišču, ki ne bo povzročila kršitve obratovalnih omejitev. Testiranje razvitih algoritmov se bo izvedlo s simulacijami.

Delovni sklop 2: Razvoj platforme operaterja trga
Nadgradnja obstoječe platforme za agregacijo prožnosti, da bo upoštevala tudi obratovalne omejitve distribucijskega omrežja. Razvita bo platforma operaterja trga s ciljem zagotavljanja storitev operaterjem distribucijskega omrežja. Testiranje predlaganih algoritmov se bo izvedlo s simulacijami.

Delovni sklop 3: Razvoj naprednega orodja za načrtovanje omrežja
Cilj tretjega delovnega sklopa je statistično modeliranje proizvodnje OVE in porabe bremen s poudarkom na sončnih elektrarnah, električnih vozilih in toplotnih črpalkah. Predlagana bo metodologija za načrtovanje distribucijskega omrežja. Izdelabi bo orodje za načrtovanje omrežja, ki omogoča analizo spremenljivih obratovalnih razmer v distribucijskem omrežju in simulacijo rešitev pametnih omrežij (vključno z zagotavljanjem prožnosti).

Delovni sklop 4: Demonstracija delovanja platform za lokalni trg prožnosti in ocena rezultatov
Glavni cilj je prikazati delovanje razvitih platform v realnih NN omrežjih, kjer bodo aktivni uporabniki sodelovali pri vodenju omrežja s prilagajanjem porabe. Izbrano bo ustrezno NN omrežje za demonstracijo. Izvedena bo analiza izbranega omrežja, v katerem bodo nato nameščene merilne naprave. Definirani bodo primeri uporabe storitev za operaterje distribucijskih in prenosnega omrežja. Izvedba demonstracije bo zagotovila povratne informacije o delovanju algoritma in pridobila praktične rezultate.

Delovni sklop 5: Študija razširljivosti in ponovljivosti, regulatorna priporočila
Na podlagi rezultatov demonstracije bo izvedena študija razširljivosti, ki bo podala oceno implementacije lokalnega trga prožnosti na nacionalnem nivoju. Ugotovljene bodo tehnične, sociološke in regulatorne ovire za implementacijo lokalnega trga prožnosti. Predlagane bodo spremembe, ki bodo omogočile uporabo trga storitev na ravni celotne distribucije.

Delovni sklop 6: Komunikacija, razširjanje in uporaba rezultatov
Zagotovljena bo komunikacija z vsemi vpletenimi deležniki, vključno z uporabniki in Agencijo za energijo. Komunikacija bo prilagojena vsaki ciljni skupini. Strokovnost komunikacije z odjemalci bo zagotovljena z angažiranjem podizvajalca. Rezultati projekta bodo predstavljeni in razširjeni z objavami v obliki sporočil, na konferencah in v znanstvenih revijah. Sestavljen bo načrt uporabe rezultatov projekta.

Objave

Druge monografije in druga zaključena dela

• KNEZ Klemen (avtor), BLAŽIČ Boštjan (vodja projekta), LOKAR Jure. D1.1: Napovedovanje stanja NN omrežij : WP1: Razvoj platforme za obratovalne omejitve distribucijskega omrežja. Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2022, 40 str. ilustr.
  COBISS.SI-ID 136501763
• KNEZ Klemen (avtor), BLAŽIČ Boštjan (vodja projekta). D1.2: Določljivost zmogljivosti vozlišč distribucijskega omrežja : WP2: Razvoj platforme operaterja trga. Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2022, 10 str. ilustr.
  COBISS.SI-ID 136537347
• KNEZ Klemen (avtor), BLAŽIČ Boštjan (vodja projekta), LACKO Rok, NAGODE Luka, TRŠINAR Jan, MALENŠEK Matej. D2.1: Platforma za agregacijo prožnosti in platforma operaterja trga : WP2: Razvoj platforme operaterja trga . Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2022, 9 str. ilustr.
  COBISS.SI-ID 136541699
• KNEZ Klemen (avtor), BLAŽIČ Boštjan (vodja projekta), LACKO Rok, NAGODE Luka, TRŠINAR Jan, MALENŠEK Matej, VILMAN Anže, PETROVIČ Nejc, DEŽAN Gregor. D4.1: Primeri uporabe prožnosti aktivnih uporabnikov : WP4: Demonstracija delovanja platform za lokalni trg prožnosti in ocena rezultatov. Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2022, 11 str. ilustr.
  COBISS.SI-ID 136578819
• KNEZ Klemen (avtor), BLAŽIČ Boštjan (vodja projekta). D4.2: Modeliranje in analiza demo NN omrežja : WP4: Demonstracija delovanja platform za lokalni trg prožnost in ocena rezultatov. Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2022, 10 str. ilustr.
  COBISS.SI-ID 136587523
• KNEZ Klemen (avtor), BLAŽIČ Boštjan (vodja projekta), LACKO Rok, MALENŠEK Matej. D6.1: Načrt komunikacije in razširjanja rezultatov projekta : WP6: Komunikacija, razširjanje in izkoriščanje rezultatov . Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2022, 9 str. ilustr.

COBISS.SI-ID 136595715

Velika spremenljivost obratovalnih pogojev distribucijskega omrežja zaradi stohastične proizvodnje iz OVE že dandanašnji vzbuja skrb. Razmere se bodo še poslabšale z naraščajočim deležem novih bremen, predvsem toplotnih črpalk (TČ) in električnih vozil (EV), saj gre za bremena povezana z navadami uporabnikov in njihovim udobjem, kar je še vedno slabo analizirano. Vse večja proizvodnja in naraščajoča poraba, ne nujno hkrati, vodita v preobremenitev elementov omrežja (običajno transformatorjev) in odstopanja napetostnih profilov od zahtevanih nivojev (visoke napetosti zaradi proizvodnje in nizke napetosti zaradi porabe). Pozitivna stran učinkov zelene transformacije na omrežje je, da obnovljivi viri energije, nova bremena (EV, TČ) in baterijski hranilniki predstavljajo tudi vir prožnosti, ki lahko predstavlja dodano vrednost elektroenergetskemu sistemu tako z upravljanjem proizvodnih virov kot s prožnostjo odjema. OVE običajno lahko generirajo jalovo moč ali omejujejo delovno moč, bremena lahko zagotovijo določeno stopnjo prilagajanja porabe, ne da bi to bistveno vplivalo na udobje uporabnika, baterijski hranilniki pa so najbolj vsestranska naprava v smislu prožnosti. Povečana prožnost, ki jo lahko nudijo aktivni uporabniki, je ključna lastnost elektroenergetskega sistema prihodnosti. Storitve prožnosti zagotavljajo jasne koristi za operaterje distribucijskih omrežij (DSO) v smislu regulacije napetosti in upravljanja zamašitev, kar povečuje zmožnost za integracijo OVE, EV in TČ. Razpoložljivo prožnost lahko, na primer, uporabijo bilančne skupine (BRP) za izravnavo portfelja ali operater prenosnega omrežja za sistemske storitve. Aktivna vloga uporabnikov omrežja je jasno izražena tudi v paketu politik »Čista energija za vse Evropejce« (predlagala ga je EK 30. novembra 2016), v katerem je navedeno, da proces transformacije elektroenergetskega sistema prinaša odjemalcem električne energije povsem novo vlogo: od perifernih uporabnikov do ključnih akterjev elektroenergetskega sistema.

Projekt (Optimizacija obratovanja nizkonapetostnega distribucijskega omrežja z integrirano fleksibilnostjo v realnem času s pomočjo globokega spodbujevanega učenja (DRIFT, L2-4436)) je sofinancirala Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije iz državnega proračuna. Trajanje projekta je 1.10.2022 – 30.9.2025.

Sestava raziskovalne skupine

Fakulteta za elektrotehniko (UL FE):
Prof. dr. Boštjan Blažič (SICRIS), ki je tudi vodja projekta in Janja Dolenc (SICRIS)

Fakulteta za računalništvo in informatiko (UL FRI):
dr. Jure Žabkar (SICRIS),

Elektro Gorenjska (EG):
Nejc Petrovič (SICRIS) in Blaž Dobravec (SICRIS)

Faze projekta in njihova realizacija

Projekt je razdeljen na šest delovnih sklopov.

Delovni sklop 1: Določitev izhodišč projekta
V prvem delovnem sklopu bo izveden pregled stanja tehnike uporabe AI na področju obratovanja elektroenergetskih omrežij. Določieni bodo primeri uporabe in kazalniki učinkovitosti (KPI).

Delovni sklop 2: Razvoj algoritma za vodenje omrežja na osnovi globokega spodbujevanega učenja
V delovnem sklopu dve bo razvita metodologija, ki uporablja globoko spodbujevalno učenje za izgradnjo agentov, ki delujejo kot operaterji za vodenje omrežja v realnem času. Ustvarjeni bodo podatki za proces strojnega učenja. Razvita metodologija bo preizkušena s simulacijami.

Delovni sklop 3: Nadgradnja Simulacijske platforme za distribucijska omrežja
Cilj tretjega delovnega sklopa je izdelava digitalnega dvojčka pilotnega omrežja (TP Srakovlje). Izdelani bodo referenčnih simulacijski modeli slovenskega omrežja na NN nivoju. Izvedla se bo nadgradnja orodja za simulacijo distribucijskega omrežja za testiranje algoritma vodenja omrežja.

Delovni sklop 4: Pilotna izvedba in testiranje razvitih algoritmov vodenja omrežja
V sklopu štiri bo izvedeno testiranje delovanja algoritma za vodenje omrežja s simulacijami v realnem času (RTDS testiranje). Sledilo bo testiranje delovanja razvitega algoritma vodenja v pilotnem NN omrežju, kjer bodo porabniki sodelovali pri vodenju omrežja s prilagajanjem porabe. Izvedba demonstracije bo zagotovila povratne informacije o delovanju algoritma.

Delovni sklop 5: Študija razširljivosti in ponovljivosti, regulatorna priporočila
Na podlagi rezultatov demonstracije bo izvedena analiza, ki bo podala oceno implementacije algoritma za vodenje distribucijskega omrežja na nacionalnem nivoju.

Delovni sklop 6: Komunikacija, razširjanje in uporaba rezultatov
Zagotovljena bo komunikacija z vsemi vpletenimi deležniki, vključno z uporabniki in Agencijo za energijo. Komunikacija bo prilagojena vsaki ciljni skupini. Strokovnost komunikacije z odjemalci bo zagotovljena z angažiranjem podizvajalca. Rezultati projekta bodo predstavljeni in razširjeni z objavami v obliki sporočil, na konferencah in v znanstvenih revijah. Sestavljen bo načrt uporabe rezultatov projekta.