ExPEDite: Enabling Positive Energy Districts through a Planning and Management Digital Twin

• Projekt č. Program EU (zdroj 1401,2401),Horizon Europe
• Poskytovatel: Evropská unie
• Doba řešení: 2024–2026
• Hlavní řešitel: Mišák Stanislav prof. Ing., Ph.D.
• Projekt ExPEDite se zaměřuje na vytvoření a nasazení nového digitálního dvojčete (DT – digital twin), které umožní monitorování, vizualizaci a řízení energetických toků ve zvolené oblasti v reálném čase. 

Národní centrum pro energetiku II (NCE II)

• Projekt č. TN02000025
• Poskytovatel: Technologická agentura ČR
• Doba řešení: 2023 - 2028
• Hlavní řešitel: Mišák Stanislav prof. Ing., Ph.D.
• Posláním NCE II je stimulace dlouhodobé spolupráce mezi předními výzkumnými organizacemi a hlavními aplikačními subjekty na trhu v oboru energetiky. NCE II je uskupení předních výzkumných organizací, univerzit a inovačních lídrů v oboru moderní energetiky.

Vývoj digitálního řešení pro optimální řízení technologií v rámci komunitní energetiky

• Projekt č. CZ.01.01.01/01/24_062/0007680
• Poskytovatel: Ministerstvo průmyslu a obchodu
• Doba řešení: 2025 - 2027
• Hlavní řešitel: Prokop Lukáš doc. Ing., Ph.D.
• Cílem projektu je realizace digitálního řešení simulace a optimálního řízení technologií v rámci oblasti komunitní energetiky. Simulační část je především zamířena na návrh topologie a konkrétních technologií v rámci distribuované sítě zdrojů a spotřebičů elektrické energie s akcentací ekonomické výhodnosti při zhodnocení cen technologie a současného stavu trhu s energiemi.

Škálovatelný Řídicí Systém pro Aktuátory

• Projekt č. EG20_321/0024308
• Poskytovatel: Ministerstvo průmyslu a obchodu
• Doba řešení: 2021 - 2022
• Hlavní řešitel: Mišák Stanislav prof. Ing., Ph.D.
• Předkládaný projekt je zaměřený na výzkum a vývoj nové generace modulárních řídicích jednotek pro pokročilé letecké elektromechanické aktuátory, které naleznou využití v nastupující generaci leteckých architektur označovaných například jako More Electric Aircraft (MEA) nebo pokročilejší Full Electric Aircraft (FEA) a které mají přispěj k vyšší ekologičnosti letecké dopravy výrazně vyšším využitím elektrické energie, s čímž je spojena celé řada změn, včetně přechodu na výrazně vyšší napětí palubní sítě. 

• Výzkumná skupina využívá kombinaci experimentálního výzkumu, pokročilého měření, matematického modelování, datové analytiky a vývoje řídicích algoritmů pro návrh, optimalizaci a validaci moderních energetických systémů. Výzkum je zaměřen na inteligentní elektrické sítě (Smart Grids), obnovitelné zdroje energie, bateriová úložiště, mikrosítě, komunitní energetiku, elektromobilitu, diagnostiku elektrických zařízení a digitální dvojčata energetických soustav.Významnou část činnosti skupiny představuje diagnostika elektrických zařízení a vysokonapěťové zkušebnictví. Zaměřujeme se na vývoj diagnostických metod, monitoring technického stavu zařízení, diagnostiku částečných výbojů, hodnocení kvality elektrické energie a podporu prediktivní údržby. Měření probíhají jak v laboratorních podmínkách, tak přímo na provozovaných energetických zařízeních.Kombinace experimentální infrastruktury, vysokonapěťových laboratoří, pokročilého modelování, vývoje softwarových nástrojů a úzké spolupráce s průmyslovými partnery umožňuje realizovat aplikovaný výzkum s přímým dopadem na rozvoj moderní energetiky, digitalizaci distribučních soustav, zvyšování provozní spolehlivosti a bezpečný provoz elektrických zařízení.
• Vyvíjené algoritmy, diagnostické metody i nové technologie ověřujeme prostřednictvím numerických simulací, digitálních dvojčat, Hardware-in-the-Loop (HIL) platforem a laboratorních experimentů. Laboratoř umožňuje testování fotovoltaických elektráren, bateriových úložišť, nabíjecí infrastruktury elektromobilů, mikrosítí, ostrovních energetických systémů i elektrických zařízení v běžných i poruchových provozních stavech.
• Metodika výzkumu vychází z analýzy energetických toků, provozních dat a technických parametrů zařízení. Na jejich základě vznikají matematické modely a řídicí algoritmy umožňující optimalizaci výroby, akumulace a spotřeby energie, predikci provozních stavů a efektivní řízení distribučních i lokálních energetických systémů. Součástí výzkumu je také využití metod umělé inteligence, datové analytiky a prediktivního řízení.

Vyvinuli jsme a patentovali způsob bezkontaktní detekce izolačních poruch spočívá v tom, že v předem definovaném časovém intervalu se provede na modulu SDR širokopásmová analýza elektromagnetického pole v okolí elektrického vedení, přičemž se skenují specifická frekvenční pásma, v nichž se nacházejí elektromagnetické signály nejvíce relevantní pro detekci poruch, elektromagnetické signály se převedou do formy mezifrekvence – IF při rozdělení signálů na komponenty In-phase – I a Quadrature – Q, načež se na tyto komponenty aplikuje specializovaný algoritmus pro transformaci těchto komponent do komplexního spektrogramu určeného k analýze.

Podařilo se nám vytvořit software - Aplikace pro komplexní management energetické bilance nabíjecí infrastruktury iteračním způsobem kalkuluje energetickou bilanci energetické jednotky (samostatně, nebo v kooperaci s libovolným řídicím systémem energetické jednotky) a tím získává kontinuálně informaci o potřebném nabíjecím výkonu nabíjecích stanic s ohledem na požadované nájezdy vozidel a stejně tak o disponibilní energii pro nabíjení. Výstupem aplikace jsou kontinuálně generované povely pro soustavu nabíjecích stanic.

Rovněž jsme vyvinuli protoyp/funkční vzorek - Stanoviště pro měření částečných výbojů ve specifických okolních podmínkách je vakuová komora, která umožňuje do jejího vnitřního prostoru přivedení vysokého napětí při zachování těsnosti. Zároveň umožňuje ohřev do teploty 200 oC, ten je ovládán pomocí tepelného relé a jako topný element slouží nerezový topný kabel. Maximální úroveň napětí, které může být do komory přivedeno je omezeno konstrukcí a tlakem. Při atmosférickém tlaku to je 10 kV AC a při 200 mBar je to 6 kV AC. Po překročení tohoto napětí dojde k přeskoku z vývodu na kostru komory. Komora je osazena víkem s průzorem z křemičitého skla, které umožňuje sledovat procesy probíhající uvnitř i s pomocí UVC citlivé kamery. Ovládání tlaku zprostředkovává převodník Orbit Merret, na kterém lze nastavit parametry pro spouštění vývěvy, která vytváří podtlak. Umožňuje také můstkové měření, které poskytuje možnost odstranění rušení, které do měřícího řetězce vstupuje před samotnou komorou.