Laboratorium Sterowania Systemami Rozproszonymi (SSR)

Laboratorium Sterowania Systemami
Rozproszonymi (SSR)
Pawilon C-5, lokal 111
Obszary naukowo-badawcze
I. Metody sterowania rozproszonego w energetyce
Rozproszone systemy sterowania są dominującym rozwiązaniem stosowanym we współczesnych układach
automatyki przemysłowej, w tym w układach sterowania i monitorowania systemami energetyki tradycyjnej
i odnawialnej. W systemach tych funkcje pomiarowe, obliczanie sterowania a także jego realizacja są
zdecentralizowane pomiędzy wiele autonomicznych urządzeń sterujących, bazujących na technologii
mikroprocesorowej. Urządzenia te posiadają zdolność nie tylko do przetwarzania informacji, ale także ich
dwukierunkowej, cyfrowej wymiany, tworząc węzły przemysłowej sieci pomiarowo-sterującej.
Przedmiotem proponowanych badań będzie rozwój algorytmów sterowania rozproszonego odpornych na
efekty wnoszone przez przewodowe i bezprzewodowe układy transmisji danych cyfrowych. Badania będą
w pierwszej kolejności dotyczyły algorytmicznych metod kompensacji efektów wnoszonych przez sieć
transmisji danych.
Badania obejmą metody identyfikacji, modelowania i symulacji rozproszonych układów sterowania, z
uwzględnieniem wymagań pracy w czasie rzeczywistym. Algorytmy sterowania będą analizowane i
testowane dla różnych protokołów transmisji i różnych warunków transmisji danych, ze szczególnym
uwzględnieniem Ethernetu czasu rzeczywistego oraz standardu IEC 61850 zalecanego w energetyce.
Prace te obejmą również rozwój środowisk laboratoryjnych i większych instalacji sterowania
rozproszonego, umożliwiających praktyczną weryfikacje wyników.
II. Metody i technologie sterowania tradycyjnymi i odnawialnymi źródłami energii oraz jej
dystrybucją
Badania będą dotyczyły optymalnego prowadzenie procesu dystrybucji energii do rozproszonych
terytorialnie odbiorców o zróżnicowanym zapotrzebowaniu na energię, zasilanych z jednego lub kilku
źródeł zasilania w energię Jest to typowa konfiguracja występująca w układach dystrybucji energii
cieplnej zasilających osiedla mieszkaniowe, obiekty przemysłowe, kompleksy budynków szpitalnych
szpitale, kampusy uczelni. Uwzględnione będzie wykorzystanie niekonwencjonalnych źródeł energii a
także magazynów energii.
Optymalne prowadzenie procesu dystrybucji energii będzie realizowane poprzez nadrzędne algorytmy
sterowania optymalnego, koordynowane z regulatorami lokalnymi w węzłach energetycznych.
Optymalne prowadzenie procesu dystrybucji energii będzie realizowane poprzez nadrzędne algorytmy
sterowania optymalnego, koordynowane z regulatorami lokalnymi w węzłach energetycznych.
Wynikiem badań będą nowe metody i technologie informatyki, automatyki i telekomunikacji prowadzące
do unowocześniania systemów energetycznych (grzewczych, elektrycznych) poprzez zastosowanie
zintegrowanych, komputerowych układów sterowania i monitorowania procesów oraz systemów
teletransmisji danych. Przewiduje się także rozwój automatycznej diagnostyki – zdalnego wykrywanie
stanów awaryjnych podsystemów energetycznych oraz dostarczenie także interaktywnych usług
elektronicznych administratorom systemów energetycznych.
W szczególności będą analizowane i rozwijane technologie przewodowe i bezprzewodowe sterowania i
monitorowania procesów: standard IEC 61850 i inne wersje Ethernetu czasu rzeczywistego.
Przewidywana jest budowa prototypów innowacyjnych (ultra-szybkich) sterowników węzłów
energetycznych z wykorzystaniem technologii FPGA.
Potencjalni odbiorcy opracowanych technologii, to:
lokalni producenci i dystrybutorzy energii tak konwencjonalnej jak i niekonwencjonalnej,
odbiorcy energii, dla oceny optymalności wykorzystania,
twórcy nowych technologii pozyskiwania energii dla opracowania metod właściwego prowadzenia
procesu, np. w oparciu o model procesu.
Planowane projekty badawczo-innowacyjne (2013 – 2018)
1. Ultraszybki sterownik podstacji stacji energetyczne niskiej mocy (monitorowanie parametrów podstacji ,
analiza jakości energii elektrycznej , reakcja na stany awaryjne)
2. Metody integracji sterowników niskiego poziomu z systemami SCADA
3. Algorytmy sterowania nadrzędnego siecią mikrogrid (monitorowanie, detekcja i separacja stanów
awaryjnych, optymalizacja wykorzystania zasobów energetycznych)
4. Algorytmy sterowania nadrzędnego rozległą siecią dystrybucji energii cieplnej (monitorowanie,
optymalne prowadzenie procesu, ocena jakości, detekcja i diagnostyka usterek)
5. Metody modelowania (w czasie rzeczywistym) sieci mikrogrid (wykorzystanie technologii hardware-in
–the loop, rozwój specjalistycznych modeli węzłów energetycznych z komunikacją IEC 61850 lub innym
standardem przemysłowego Ethernetu )
6. Projektowanie i implementacja algorytmów sterowania rozproszonego z wykorzystaniem różnych
przewodowych i bezprzewodowych protokołów transmisji danych (analiza stabilności sieci sterujących,
kompensacja utraty danych, kompensacja opóźnień)
7. Rozwój algorytmów sterowania rozproszonego odpornych na ograniczenia wnoszone prze przewodowe i
bezprzewodowe sieci transmisji danych
8. Struktury i algorytmy sterowania optymalnego złożonymi układami produkcyjnymi energii odnawialnej
(np. piec na biomasę, akumulatory energii, silnik Stirlinga, wymienniki ciepła
Użytkownicy laboratorium
prof. dr. hab. inż. Wojciech Grega
tel:12 617 20 96
e-mail: [email protected]
Miejsce pracy:
WEAIiIB, Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej, B-1, pok. 313