Laboratórium Smart Industry Lab

Spoločnosť Východoslovenská distribučná, a.s. uviedla v priestoroch TUKE na Katedre elektroenergetiky do prevádzky Smart Industry Lab, ktoré modeluje distribučnú sústavu nízkeho napätia.

TUKE má nové energetické inteligentné laboratórium – Smart Industry Lab, ktoré modeluje distribučnú sústavu nízkeho napätia. Do prevádzky ho uviedla spoločnosť Východoslovenská distribučná (VSD) v spolupráci s Technickou univerzitou v Košiciach. Laboratórium, ktoré sa nachádza v priestoroch Katedry elektroenergetiky, nadväzuje na už existujúce laboratórium HybridLab. To simuluje podmienky v inteligentnej domácnosti a slúži na testovanie hybridných fotovoltických systémov. Vzájomné technologické väzby týchto laboratórií umožňujú analýzu vplyvov nových technológií domácností na distribučnú sústavu.

Predmety a výstupy vzdelávania:

• Bakalárske štúdium: Predmet Meranie v elektroenergetike (základné vedomosti z teórie merania a metrológie, stanovovanie neistôt merania, praktické zručnosti pri realizácii meraní v elektroenergetike a spracovaní dokumentácie o meraní)
• Bakalárske štúdium: Predmet Netradičné zdroje energie (Základné znalosti v oblasti vplyvu fotovoltických systémov na distribučnú sústavu, spracovanie dát v prostredí SCADA a ich vyhodnotenie),
• Inžinierske štúdium: Predmet Modelovanie v elektroenergetike (základné vedomosti z oblasti modelovania prvkov elektrizačnej sústavy)
• Bakalárske štúdium: Predmet Poruchy v elektrizačnej sústave (základné vedomosti zo spôsobov prevádzky elektrických sietí, výpočtov skratových pomerov a ich analýzy v ES)
• Bakalárske štúdium: Predmet Premeny elektrickej energie (základné vedomosti z premien elektrickej energie na koncové užitočné formy (mechanickú, svetelnú, chemickú a tepelnú))
• Inžinierske štúdium: Predmet Riadenie prevádzky elektrizačnej sústavy (základné poznatky o nových smeroch riadenia elektrizačnej sústavy v liberalizovanom trhu s elektrinou)
• Bakalárske štúdium: Predmet Svetelná technika (základné poznatky pre tvorbu správneho svetelného prostredia pre rozmanité pracovné a oddychové činnosti ľudí)
• Inžinierske štúdium: Predmet Prepätia v elektrických sieťach (základné poznatky o vzniku prepätí v elektrických sieťach pre rozličné prevádzkové podmienky)
• Doktorandské štúdium: Predmet Teoretická elektroenergetika: získanie prehĺbujúcich teoretických vedomostí, s využitím najnovších poznatkov výskumu a trendov vývoja elektroenergetiky. – modelovanie prvkov v elektrizačnej sústave. Osvojenie nových metód analýzy elektrizačných sústav. Schopnosť riešiť vlnové procesy na vedeniach vlnové procesy na vedeniach, modelovať a analyzovať elektromagnetické polia, riešiť povrchové javy pri prenose elektrickej energie, skúmať elektromagnetické prechodné javy.
• Doktorandské štúdium: Predmet Vedecká činnosť 1-5.: Schopnosť samostatne koncipovať, konštruovať, realizovať a upravovať podstatnú časť výskumu s vedeckou integritou a prispeje pôvodným výskumom k rozšíreniu hraníc vedeckého poznania prostredníctvom realizácie rozsiahleho súboru prác, z ktorých niektoré sú hodné recenzného publikovania. Dosahovanie pôvodných vedeckých výsledkov, akceptovateľných na medzinárodnej úrovni. Na základe realizácie vedeckého výskumu sa absolvent považuje za experta v svojej oblasti.
• Doktorandské štúdium: Predmet Analýza elektrizačnej sústavy: Rozšírenie teoretických poznatkov získaných v druhom stupni štúdiá o najnovšie výsledky výskumu a trendy vývoja v oblasti riadenia a prevádzky elektrizačnej sústavy s využitím prvkov umelej inteligencie. Schopnosť aplikácie informačných a riadiacich systémov pri riešení stability elektrizačnej sústavy a jednosmerných prenosov elektrickej energie. Získanie rozširujúcich poznatkov o degradačných procesoch zariadení elektrizačnej sústavy o špecifikách TVN pri jednosmerných vedeniach ZVN. Schopnosť riešiť technické problémy prevádzky elektrizačných sústav  v rámci UCTE a problémy racionalizácie spotreby elektrickej energie. Vedomosti o princípe a schopnosť pracovať v podmienkach liberalizovanom trhu s elektrinou.
• Doktorandské štúdium: Predmet Dizertačný projekt: Osvojenie si metód vedeckej práce. Prehĺbenie vedomostí z oblasti témy dizertačnej práce. Intenzívnym výskumom dosiahnuť pôvodné vedecké výsledky, akceptovateľné na medzinárodnej úrovni. Doktorand sa vie preukázať schopnosťou tvorivej samostatnej aj tímovej práce pri riešení vedecko-výskumnej úlohy alebo projektu formou prezentovania výsledkov vo forme vedeckých publikácií, v časopisoch a na konferenciách, účasťou v riešiteľských kolektívoch grantových úloh a pod. Je schopný formulovať ciele dizertačnej práce a metódy, ktoré vedú k splneniu jej cieľov. Je schopný navrhnúť a aplikovať vedecké postupy riešenia. Vie prezentovať postupy a dosiahnuté výsledky svojej vedeckej práce.

Na čo slúži laboratórium?

Smart Industry Lab slúži na edukačné, experimentálne a výskumné účely a pre potreby VSD. Laboratórium modeluje sústavu nízkeho napätia, do ktorej je pripojené najväčšie množstvo zákazníkov VSD. Slúži na testovanie spätných vplyvov zariadení, ktoré sú do distribučnej sústavy pripájané buď samotným prevádzkovateľom alebo jej zákazníkmi, a to tak odberateľmi ako aj výrobcami, alebo ich kombináciou, s tým, že Smart Industry Lab umožňuje skúmať ich dopad na sústavu a súčasne umožňuje pre tento účel využívať rôzne meradlá a analyzátory.

Možnosti laboratória

Laboratórium umožňuje predovšetkým modelovať nízkonapäťové elektrické vedenie rôznej dĺžky, od 60 metrov až po 3500 metrov. Do tohto vedenia je následne možné pripájať vo vopred určených bodoch rôzne zariadenia. Tieto zariadenia môžu buď pozitívne alebo negatívne vplývať na simulované vedenie, teda model distribučnej sústavy. Takýmito zariadeniami sú napríklad rôzne typy zdrojov výroby elektriny, spotrebičov a akumulátorov elektriny, riadiaca elektronika a ďalšie. Laboratórium podľa neho disponuje vysokou úrovňou automatizácie – je vybavené riadiacim systémom umožňujúcim meniť napríklad vstupné hodnoty napätia, frekvencie, parametre modelovanej distribučnej sústavy, parametre zdrojov, spotrebičov elektrickej energie a taktiež miesto ich pripojenia do sústavy.

Laboratórium je vybavené špeciálnym softvérom, pomocou ktorého je možné špecifikovať vplyv zákazníkov na distribučnú sústavu. Napríklad, do akej miery tieto spotrebiče ovplyvňujú kvalitu elektriny. Súčasťou Smart Industry Lab je aj skutočná nabíjačka elektromobilov umiestnená na parkovisku KEE v exteriéri, pre zoznamovanie sa s témou e-mobility.

Dva v jednom

Ďalšou možnosťou je vzájomné prepojenie Smart Industry Lab a laboratóriou HybridLab, keďže obe laboratóriá sú prevádzkované v priestoroch Technickej univerzity v Košiciach. Prepojením laboratórií dostaneme vernejšie napodobnenie skutočnej situácie v sústave. Zdanlivo rovnakí zákazníci môžu mať totiž rôzny vplyv na distribučnú sústavu, vzhľadom na rôzne miesta ich pripojenia do nej. Súčinnosť laboratórií rozširuje možnosti testovania zdrojov.

Meranie vplyvu elektromobility

VSD zrealizovala od spustenia laboratória Smart Industry Lab viacero meraní na nabíjacej stanici elektromobilov, ktorá je integrálnou súčasťou laboratória. Po analýzach výsledkov meraní je zrejmé, že nabíjaním elektromobilov predovšetkým nižšej strednej triedy je záťaž distribučnej sústavy značne nesymetrická. To môže v niektorých miestach distribučnej sústavy v budúcnosti viesť k prekročeniu povolených hodnôt kvality elektriny dodávanej zákazníkom. Negatívne pôsobenie nesymetrickej záťaže na distribučnú sústavu je omnoho intenzívnejšie ako pôsobenie symetrickej záťaže. Zjednodušene povedané, ak by nabíjanie elektromobilov bolo výhradne symetrické, bolo by možné do sústavy pripojiť päťkrát viac nabíjacích staníc rovnakého výkonu.