Tytuł projektu
Układ zarządzania energią obejmujący rozproszone źródła i zasobniki energii odnawialnej
Podstawa prawna
Umowa nr UDA-POIG.01.03.02-14-021/09-00 pomiędzy Instytucją Wdrażającą – Ośrodkiem Przetwarzania Informacji a Instytutem Tele- i Radiotechnicznym
Termin realizacji
2007 r. – 2013 r.
Projekt jest realizowany w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, lata 2007-2013, Oś priorytetowa 1. Badania i rozwój nowoczesnych technologii Działanie 1.3. Wsparcie projektów B+R na rzecz przedsiębiorców realizowanych przez jednostki naukowe Poddziałanie 1.3.2. Wsparcie ochrony własności przemysłowej tworzonej w jednostkach naukowych w wyniku prac B+R.
Źródło finansowania
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego oraz budżetu państwa.
Cel Projektu
Realizacja projektu przyczyni się do osiągnięcia celu strategicznego POIG, którym jest rozwój polskiej gospodarki oraz celów szczegółowych tego Programu. Tematyka projektu dotyczy 1. osi priorytetowej „Badania i rozwój nowoczesnych technologii” i wpisuje się w obszar tematyczny dotyczący technologii informacyjnych i telekomunikacyjnych oraz sieci inteligentnych, telekomunikacyjnych i teleinformatycznych nowej generacji priorytetowej grupy tematycznej INFO i obszar tematyczny „Projektowanie systemów specjalizowanych” priorytetowej grupy tematycznej TECHNO. Przewidywane podjęcie produkcji opartych na wynalazku mikrosystemów zabezpieczeń oraz ich wdrożenia do eksploatacji w stacjach energetycznych jest spójne z założeniami POIG. Działania określone we wniosku pokrywają się z zakresem wsparcia przewidzianym w Szczegółowym Opisie Priorytetów tego Programu. Wysokość zaplanowanych wydatków jest uzasadniona i adekwatna z punktu widzenia zaplanowanych celów i zadań w projekcie. Zostały one skalkulowane z zachowaniem zasady osiągnięcia założonego efektu przy możliwie najniższych kosztach.
Opis projektu
Projekt jest realizowany w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, lata 2007-2013, Oś priorytetowa 1. Badania i rozwój nowoczesnych technologii Działanie 1.3. Wsparcie projektów B+R na rzecz przedsiębiorców realizowanych przez jednostki naukowe Poddziałanie 1.3.2. Wsparcie ochrony własności przemysłowej tworzonej w jednostkach naukowych w wyniku prac B+R.
ITR prowadzi prace badawczo-rozwojowe, projektowe i konstrukcyjne tworzące bazę dla praktycznych aplikacji i budowania inteligentnych autonomicznych systemów elektroenergetycznych integrujących rozproszone źródła i zasobniki energii odnawialnej oraz aparaturę pomiarowo-kontrolną i zabezpieczeniową, przyczyniających się do zapewnienia bezprzerwowej pracy urządzeń elektrycznych w przypadku krótkotrwałego lub całkowitego zaniku napięcia sieci zasilającej.
Projekt dotyczy wynalazku z zakresu wysokich technologii. Jego implementacja pozwoli na opracowanie pierwszego w kraju mikrosystemu obejmującego uniwersalne, zaawansowane wielopolowe urządzenia automatyki zabezpieczeniowej stało- i zmiennoprądowej, wyposażone w funkcje analizy jakości sieci, moduły kontroli i sterowania zasobnikami energii, które będą szczególnie predestynowane do zastosowań w sieciach zintegrowanych z rozproszonymi odnawialnymi źródłami energii, gdzie na skutek obecności inwerterów napięcia i częstotliwości występują znaczne poziomy wyższych harmonicznych. Wartość innowacyjna wynalazku wynika m.in. z zastosowania zaawansowanych technologii teleinformatycznych bazujących na najnowszej generacji procesorów sygnałowych DSP, umożliwiających wyznaczenie dużej liczby parametrów sygnałów napięciowych i prądowych w czasie rzeczywistym, tzn. z szybkością, jakiej wymagają algorytmy zabezpieczeniowe i przyczyniających się do znacznego uproszczenia torów wstępnego przetwarzania sygnałów, dzięki stosowaniu odpowiednio wysokich i stałych częstotliwości próbkowania. Wynalazek związany jest także z wykorzystaniem zaawansowanych technologii aplikacji zasobników energii bazujących na superkondensatorach serii BOOSTCAP. Opracowanie mikrosystemu zabezpieczeń stało- i zmiennoprądowych oraz automatyk dla sieci energetycznych średnich i niskich napięć obejmującego rozproszone źródła i zasobniki energii odnawialnej (OŹE) ma duże znaczenie dla praktyki gospodarczej w Polsce w perspektywie najbliższych dziesięcioleci. Realizacja projektu pozwoli na wypełnienie luki technologicznej, która się wytworzyła w zakresie rozwiązań systemowych obejmujących różnorodne obiekty generujące energię ze źródeł odnawialnych i wykorzystujące duże zasobniki energii. Projekt rozwiązuje szczegółowe problemy, które będą występować w związku z rosnącym udziałem energii odnawialnych w bilansie energetycznym kraju. Zgłoszony projekt ma duże znaczenie dla praktyki gospodarczej w Polsce w świetle obejmujących Polskę zobowiązań międzynarodowych i wynikającej z nich polityki energetycznej kraju, a jego realizacja pozwoli na wypełnienie luki technologicznej, która w tym zakresie się wytworzyła. Nacisk dotychczas był kładziony na rozwiązania o charakterze energetycznym, natomiast marginalnie traktowano zabezpieczenia i automatyki, zwłaszcza w ujęciu systemowym, przeznaczone dla obiektów generujących energię ze źródeł odnawialnych i wykorzystujących duże zasobniki energii. Powodzenie realizacji projektu gwarantuje wieloletnie doświadczenie wysoko wykwalifikowanej kadry badawczej wnioskodawcy w opracowywaniu i wdrażaniu urządzeń EAZ i systemów dla energetyki, która od lat ma ścisły związek z przemysłem oraz utrzymuje kontakty międzynarodowe.
Zespoły badawcze Instytutu współpracują od szeregu lat z grupami naukowców i wybitnych ekspertów z uczelni technicznych i JBR-ów, z takich jednostek jak:
Instytut Energoelektryki Politechniki Wrocławskiej
Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej Politechniki Warszawskiej
Instytut Elektroenergetyki Politechniki Warszawskiej
Instytut Elektrotechniki
Instytut Energetyki
Przewidywany w ramach projektu do opracowania, zgłoszenia i ochrony wynalazek stanowi syntezę rozwiązania wielu problemów naukowych, wśród których na uwagę zasługują zagadnienia związane z wykorzystaniem różnorodnych rozproszonych źródeł energii odnawialnej i dostosowanych do nich inteligentnych technologii przetwarzania, automatyki, pomiarów jakości sieci jak też monitoringu, niezbędnego do podejmowania decyzji przez małe autonomiczne systemy lub przez większe centra koordynujące cały proces pozyskiwania energii. Największa grupa problemów wiąże się z dużą okresową zmiennością i nieprzewidywalnością poziomu wydajności OŹE, co prowadzi do podwyższania poziomu zakłóceń i zniekształceń w sieci. W celu rozwiązania tego problemu stosuje się zasobniki energii oraz rezerwowe źródła zasilania, co jest związane z koniecznością systemowego rozwiązania problemów zabezpieczeń stało- i zmiennoprądowych oraz automatyk dla mikrosieci energetycznej, uwzględniającego specyfikę dużych zasobników energii oraz sieci zmienno- i stałoprądowych.
Realizacja powyższych zadań badawczych stanowić będzie niewątpliwy wkład ITR w rozwój krajowego i światowego dorobku naukowego i technicznego w dziedzinie wynalazku. Potrzeba prowadzenia prac B+R i realizacji niniejszego projektu w zakresie wynalazczości wynika z przesłanek:
prawnych– Polityka Energetyczna Polski do roku 2025, przyjęta przez Radę Ministrów 4 stycznia 2005 r., Energia i jej zasoby, ust. 8 Krajowego Programu Ramowego ustanowionego przez Ministra Nauki i Informatyzacji 21 września 2005 r. (Dz. Urz. MNiI Nr 10, poz. 47) zgodnego z postanowieniami Strategii zrównoważonego rozwoju Polski do 2025 roku.
Założenia do „Polityki energetycznej dla Polski do roku 2030” VII Program Ramowy Unii Europejskiej w zakresie niekonwencjonalnych, a w tym odnawialnych, źródeł energii; technicznych – rosnący udział energii ze źródeł odnawialnych niesie za sobą szereg nowych problemów, których rozwiązanie jest istotne ze względów technicznych. Szczególnej uwagi wymagają problemy związane z wykorzystaniem różnorodnych rozproszonych źródeł energii odnawialnej i dostosowanych do nich inteligentnych technologii przetwarzania, automatyki, pomiarów jakości sieci jak też monitoringu, niezbędnego do podejmowania decyzji przez małe autonomiczne systemy lub przez większe centra koordynujące cały proces pozyskiwania energii. Największa grupa problemów wiąże się z dużą okresową zmiennością i nieprzewidywalnością poziomu wydajności OŹE, co prowadzi do podwyższania poziomu zakłóceń i zniekształceń w sieci. W celu rozwiązania tego problemu stosuje się zasobniki energii oraz rezerwowe źródła zasilania, co jest związane z koniecznością systemowego rozwiązania problemów zabezpieczeń stało- i zmiennoprądowych oraz automatyk dla mikrosieci energetycznej uwzględniającego specyfikę dużych zasobników energii oraz sieci zmienno- i stałoprądowych; ekonomiczno-społecznych– rozwiązanie problemów technicznych skutkuje obniżeniem kosztów wytwarzania energii, poprawą jej jakości i minimalizacją strat wynikających z awarii będących skutkiem niedostatecznego poziomu technicznego zabezpieczeń i automatyk. Rozwiązania techniczne w tym zakresie przynoszą zwiększenie poziomu bezpieczeństwa generacji energii i eksploatacji mikrosieci energetycznych. Przyczyniają się również do podnoszenia komfortu życia i poziomu inwestycji na terenach słabo zurbanizowanych, gdzie energetyka rozproszona ma szczególne znaczenie. Wyniki prac badawczo-rozwojowych będą podstawą do uruchomienia w Centrum Innowacji ITR produkcji doświadczalnej mikrosystemów zabezpieczeń stało- i zmiennoprądowych oraz automatyk opracowanych zgodnie z wynalazkiem planowanym w ramach niniejszego projektu.
Aplikacją mikrosystemów zainteresowani są producenci rozdzielnic, m.in. Elektrobudowa S.A., ZPUE Włoszczowa, Elektrometal S.A. Rezultaty projektu mogą być również wykorzystywane przez:
- terenowe zakłady dystrybucji energii zasilające małe i średnie przedsiębiorstwa produkcyjne oraz indywidualnych odbiorców
- miejscowe zakłady przemysłowe posiadające własną infrastrukturę energetyczną
- jednostki użyteczności publicznej, dla których dobra jakość energii elektrycznej jest warunkiem bezpiecznego i niezawodnego funkcjonowania (np. szpitale)
- instytucje centralne, jak: Ministerstwo Gospodarki, Ministerstwo Infrastruktury i in.
- władze lokalne.
Informacje kontaktowe
Biuro projektu
Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Tele- i Radiotechniczny
ul. Ratuszowa 11
03-450 Warszawa
Tel: + 48 22 618 21 88
Fax: + 48 22 619 29 47
e-mail: itr@itr.lukasiewicz.gov.pl
Realizatorzy projektu
Zespół naukowy:
Rzecznik patentowy Barbara Adamowicz, tel.: + 48 22 818-88-30, barbara.adamowicz@itr.lukasiewicz.gov.pl
Adiunkt dr inż. Marek Gonera
Patent na wynalazek pt: “Układ do zabezpieczeń i diagnostyki wyłącznika – [PDF]