Projekti B - Hrvatska zaklada za znanost

Optimization of renewable electricity generation systems connected in a microgrid

Naziv projekta Optimization of renewable electricity generation systems connected in a microgrid
Optimizacija sustava proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora povezanih u mikromrežu
Abstract

Project "Optimization of renewable electricity generation systems connected in a microgrid" (http://www.fer.unizg.hr/microgrid) is an interdisciplinary project in the area of weather-dependent energy technologies.

The ever increasing electrical energy demands, limited fossil and nuclear fuel reserves, climate change, the national desire for energy independence and diversification of energy sources, thrust in the first plan distributed production of electric power from renewable sources as a key element in achieving sustainable development. Over ninety percent of the electricity generated in developed countries is consumed in homes, buildings, and industry. Greater attention must therefore be paid to end-use sectors if the promised benefits of smart grids - reduction of electricity consumption-losses, integration of renewable generation and storage, reduced use of fossil fuels, and improved grid reliability – are to be achieved.

The main problem in the usage of renewable electrical energy sources (REES) is their intermittency, which leads to problems in regulation of the power system. This problem exists both on a local production-storage-consumption level and on the power system level and becomes more pronounced with the increasing contribution of REES in the total energy production. A natural solution is to derive a coordinated and dynamic planning strategy for production-storage-consumption of electric power. With a local information- and power-connection of REES, energy storage facilities, and consumers in a system – a microgrid – one can control resulting energy flows while considering techno-economical criteria and the local energy yield forecast. Solution of such problems – via optimization for microgrid design and control – will significantly improve the integration of REES on both the local and the utility grid level.

Kratki opis projekta

Projekt „Optimizacija sustava proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora povezanih u mikromrežu” (http://www.fer.unizg.hr/microgrid) je interdisciplinarni projekt u području vremenski-ovisnih energetskih tehnologija.

Sve veći zahtjevi za električnom energijom, ograničene reserve fosilnih i nuklearnih goriva, klimatske promjene, potreba za energetskom nezavisnošću i diverzifikacija izvora energije u prvi plan stavljaju distribuiranu proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora kao glavni element održivog razvoja. Više od 90% električne energije u razvijenim zemljama potroši se u kućama, zgradama i industriji. Stoga se veća pažnja mora posvetiti sektorima krajnjih korisnika el. energije ako se žele postići dobrobiti "pametnih" mreža – smanjenje gubitaka, integracija proizvodnje i pohrane, smanjenje upotrebe fosilnih goriva i poboljšana pouzdanost mreže.

Osnovni problem upotrebe obnovljivih izvora energije (OIE) je njihova intermitentnost koja uzrokuje nesigurnosti u regulaciji elektroenergetskog sustava. Ovaj problem postoji i na nivou lokalna proizvodnja-pohrana-potrošnja i na nivou cijelog elektroenergetskog sustava, te postaje sve veći kako se povećava udio OIE u ukupnoj proizvodnji električne energije. Prirodno rješenje je razviti koordiniranu i dinamičku strategiju planiranja za proizvodnju, pohranu i potrošnju elektične energije. Sa povezivanjem proizvodnje, kapaciteta za pohranu i potrošača u jedan sustav – mikromrežu – moguće je kotrolirati tokove energije uz uvažavanje tehno-ekonomskih kriterija i uz korištenje prognoze vremena i proizvodnje energije. Rješavanje takvih problema – kroz optimizaciju dizajna mikromreže i njezinu kontrolu – će značajno povećati udio OIE kako na lokalnoj tako i na razini operatora prijenosnog sustava.

Cilj projekta

Glavni cilj ovog projekta je jače povezivanje 4 istraživačke institucije za sudjelovanje na međunarodno kompetitivnim programima koji uključuju multidisciplinarno istraživanje mikromreža, kao inovativnu temu i jedan od glavnih uvjeta za razvoj distribuirane proizvodnje energije iz obnovljivih izvora energije. Razvijeni matematički modeli, alati i provedeni eksperimenti će postaviti mikromreže kao važno polje istraživanja u elektroenegetici. Projekt predstavlja inovativan pristup razvoju, analizi i optimizaciji mikromreža kao glavne jezgre budućeg elektorgenergetskog sustava temeljenom na "pametnim" mrežama, virtualnim elektranama i liberaliziranom tržištu energije. Dodatan cilj ovoga projekta je poboljšati, unaprijediti i povezati suradnje laboratorije i nekoliko mjernih postaja da bi se proveli ekperimenti neophodni za kvalitativno vrednovanje relultata i dokazivanja hipoteze. Neke zadaće unutar projekta su formulirane tako da omoguće trening mladim istraživačima i poboljšaju transfer znanja među suradnim institucijama.

Ključne riječi Numerička prognoza vremena, obnovljivi izvori energije, mikromreže, proizvodnja energije
Numerical weather prediction, renewable energy, microgrids, prediction of energy production
Odgovorna osoba dr.sc. Kristian Horvath (kristian.horvath(at)cirus.dhz.hr, tel: 01-45 65 752)
Trajanje Od 2012. do 2014.
Suradne institucije/projekti

Fakultet elektrotehnike i računarstva, Sveučilište u Zagrebu (FER)
Fakultet strojarstva i brodogradnje, Sveučilište u Zagrebu (FSB)
Državni hidrometeorološki zavod (DHMZ)
Končar – Institut za elektrotehniku (KIET)

University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing (FER)
University of Zagreb Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture (FSB)
Meteorological and Hydrological Institute of Croatia (DHMZ)
Končar – Electrical Engineering Institute (KIET).

Web stranica projekta: www.fer.unizg.hr/microgrid