+ All Categories
Home > Documents > STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI...

STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI...

Date post: 30-Aug-2019
Category:
Upload: others
View: 12 times
Download: 1 times
Share this document with a friend
49
RAPORT DE CERCETARE FINAL STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O REFERITOR LA PERIOADA 01/06/2010 - 31/05/2013 STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR-O MICRO-REŢEA INTELIGENTĂ Cercetător postdoctorat: Cercetător postdoctorat: Luminiţa Luminiţa BAROTE BAROTE Luminiţa Luminiţa BAROTE BAROTE Mentor post Mentor post-doctorat: doctorat: Prof. dr. ing. Corneliu MARINESCU Prof. dr. ing. Corneliu MARINESCU
Transcript
Page 1: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

RAPORT DE CERCETARE FINAL

STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O

REFERITOR LA PERIOADA 01/06/2010 - 31/05/2013

STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR-O MICRO-REŢEA INTELIGENTĂ

Cercetător postdoctorat:Cercetător postdoctorat:LuminiţaLuminiţa BAROTEBAROTELuminiţaLuminiţa BAROTEBAROTE

Mentor postMentor post--doctorat:doctorat:Prof. dr. ing. Corneliu MARINESCUProf. dr. ing. Corneliu MARINESCU

Page 2: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Anul I

O1: Cercetarea elementelor de stocare a energieielectrice

O2: Cercetarea sistemelor producătoare de energie dinsurse regenerabile

O3: Stabilirea sistemelor de control şi algoritmilor ce potfi adoptaţi

O4: Construirea cadrului organizatoric

Page 3: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice

A1 Studierea diferitelor elemente de stocare a energiei electrice printre careA1. Studierea diferitelor elemente de stocare a energiei electrice, printre careamintim: baterii de acumulatoare, bateriile VRB, etc.A2. Efectuarea unei analize tehnico-economice asupra elementelor de stocare

s-au studiat diferite elemente de stocare a energiei electrice și modul

pîn funcţie de datele existente în literatura de specialitate.

g șde implementare într-o mirco-rețea (MR) autonomă.

bateria de acumulatoare cu plumb (LAB), bateria de oxido – reducere cu vanadiu(VRB) b t i Li I i il d b ti b ă hi băt d t i(VRB), bateria Li-Ion şi pila de combustie cu membrană schimbătoare de protoni(PEMFC).

o analiză tehnico-economică dar și un studiu comparativ asupraelementelor de stocare în funcţie de datele existente în literatura despecialitate.

d iil d li t l t j i d t j d i ti ddomeniile de aplicare, costul, avantaje şi dezavantaje dar si perspective dedezvoltare in viitor.tabele comparative ale aspectelor tehnico-economice, aplicaţii ale sistemelor destocare integrate in turbinele eoliene si exemple de instalaţii existente de turbineeoliene + sistem de stocare.

Page 4: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O2: Cercetarea sistemelor producătoare de energie din surse regenerabile

A1. Analiza critică şi sinteza sistemelor hibride producătoare de energie bazatepe surse regenerabile.A2. Selectarea soluţiilor optime ce se pot implementa în România

s-a efectuat o analiză critică şi o sinteză asupra sistemelor hibrides a efectuat o analiză critică şi o sinteză asupra sistemelor hibrideproducătoare de energie bazate pe SRE.

combinatii hibride de turbine eoliene (TE), panouri fotovoltaice (PV),i hid t l (MHC) i GD f l t d tmicrohidrocentrale (MHC) si GD, cu sau fara elemente de stocare a

energiei.

pentru alegerea soluției optime exemplele prezentate au condus lapentru alegerea soluției optime, exemplele prezentate au condus laconcluzia că soluțiile propuse în proiect se regăseesc în cerințeleactuale ale României.

cadrul legislativ privind promovarea SRE si etapele realizării şi punerii în funcţiunea unei capacităţi de producere a energiei electrice.aplicaţiile instalate de SRE in România in ultimii ani.

Page 5: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O3: Stabilirea sistemelor de control şi algoritmilor t fi d t ţice pot fi adoptaţi

A1 A li d l l d t l t t l ii ti l d i tA1. Analiza asupra modelelor de control pentru topologii particulare de sistemehibride împreună cu sistemul de stocare/reteaua natională

A2 Dezvoltarea de algoritmi care să raspundă cerinţelor unui sistem autonomA2. Dezvoltarea de algoritmi care să raspundă cerinţelor unui sistem autonom

s-a făcut o analiză asupra modelelor de control pentru topologiiparticulare de sisteme hibride împreună cu sistemul de stocare/reţeauanaţională.s-au prezentat modele de control pentru topologii particulare de SHEs au prezentat modele de control pentru topologii particulare de SHEîmpreună cu sistemul de stocare/reţeaua naţională (studii de caz) - MR dela Institutul de Tehnologii Energetice din Danemarca;

s-au dezvoltat algoritmi de control care să raspundă cerinţelor unuisistem autonom.

s-au prezentat diferite moduri de interconectare a celor trei microsurse(TE, PV și MHC) și stocare într-o MR autonomă.

Page 6: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

A3. Dezvoltarea algoritmilor de control, monitorizare şi sincronizare, care săraspundă cerintelor unui sistem conectat la reţeaua nationalăA4. Simularea diferitelor solutii constructive de reglare, aplicând algoritmii decontrol studiati si sisteme de măsură inteligente, tinând cont de cele mairecente standarde de calitate a energiei electrice

s-au dezvoltat algoritmi de control, monitorizare şi sincronizare care

recente standarde de calitate a energiei electrice

au răspuns cerinţelor unui sistem conectat la reţea.s-a prezentat o sinteză a principalelor structuri tehnice de controlpentru conectarea la reţea a sistemelor bazate pe SRE prin utilizareapentru conectarea la reţea a sistemelor bazate pe SRE prin utilizareaconvertoarelor de putere în diferite sisteme de referinţă, atât pentrusisteme monofazate cât și pentru sisteme trifazate.

s-au efectuat simulări cu soluţiile constructive de reglare, aplicândalgoritmii de control stabiliți anterior.

s-au prezentat rezultatele obținute în urma simulărilor pentru cazulfuncționării MR în regim autonom dar și cazul conectării acesteia larețea.ț

Page 7: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O4: Construirea cadrului organizatoric

A1. Evaluarea periodică a activitătilor asociate împreună cu coordonatorul deproiect/departament

A2. Elaborarea si implemenatrea unui plan de accesare a resurselor dedocumentare

A3 Accesarea conferintelor care se încadrează în tematica de cercetare aA3. Accesarea conferintelor care se încadrează în tematica de cercetare aprezentului proiect si realizarea de articole stiintifice.

A4. Realizarea raportului anual de activitate.p

s-au scris 3 articole științifice, dintre care 1 jurnal ISI și 2 articoleprezentate la conferințe internaționale

A cuprins patru activități care s-au derulat pe tot parcursul anului I,activități care s au referit la evaluarea periodică a activităţilor împreună1. L. Barote, C. Marinescu, I. Serban, Energy Storage for a Stand-Alone Wind

Energy Conversion System, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. et Énerg., vol.

prezentate la conferințe internaționale.

activități care s-au referit la evaluarea periodică a activităţilor împreunăcu coordonatorul de proiect dar și la realizarea de articole ştiinţifice.În acest sens, s-au scris 3 articole științifice, dintre care 1 jurnal ISI și 2

55, no. 3, pp. 235–242, Bucharest, 2010 – Revista ISI – FI: 0.057.2. L. Barote, C. Marinescu, Energy Storage Systems Operating in Autonomous

Microgrid, Smart-Grid, ISBN 978-973-0-09194-6, Sibiu, 21 – 23 Septembrie 2010.ș ț j șarticole prezentate la conferințe internaționale.

g p3. L. Barote, C. Marinescu, Current control of single-phase inverter for wind turbine

applications, Proccedings of the IEEE International Conference – Advanced Topicsin Electrical Engineering – ATEE, Bucuresti, ISSN: 2068-7966, 12-14 Mai 2011, pp.g g , , , , pp205-208 – Articol ISI.

Page 8: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Anul II

O1: Modelarea micro-reţelei inteligente împreună cuelementele de stocare şi/sau reţeaua naţională

O2: Simularea micro-reţelei cu dispozitive de stocareşi/sau reţeaua naţională

O3: Valorificarea rezultatelor proiectului

Page 9: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O1: Modelarea micro-reţelei inteligente împreună ţ g pcu elementele de stocare şi/sau reţeaua naţională

A1. Modelarea tuturor elementelor de stocare propuse pentru analiză în acestproiect.

A2 M d l t t SRE (MHC t d t lt ti ( i iA2. Modelarea tuturor SRE (MHC cu generatoare de curent alternativ (sincron siasincron), TE cu generator sincron cu magneti permanenti sau asincron, PV(fotovoltaic)).

A3. Modelarea micro-retelei inteligente împreună cu fiecare element de stocareanalizat anterior si/sau cu reteaua de JT.

in perioada 01.06.-31.09.2011 s-a realizat stagiul extern prevazut înpropunerea de proiect, la Universitatea Aalborg din Danemarca.propunerea de proiect, la Universitatea Aalborg din Danemarca.

rezultatele obținute s-au prezentat în raportul de stagiu extern.

Page 10: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O2: Simularea micro-reţelei cu dispozitive deO2: Simularea micro reţelei cu dispozitive de stocare şi/sau reţeaua naţională

A1. Integrarea elementelor de stocare in micro-retea si simularea acesteia,si/sau simularea interconectivitatii micro-reţelei cu reteaua.

A2 Studiu comparativ între solutiile propuseA2. Studiu comparativ între solutiile propuse.A3. Stabilirea unei structuri finale.

s-au realizat simulări pentru cazurile prezentate în propunerea deproiect, în regim autonom dar și cu posibilitate de conectare la rețea.

comportarea MR la variaţii ale puterii SRE si sarcina constanta; variatiacomportarea MR la variaţii ale puterii SRE si sarcina constanta; variatiasarcinii, cand puterea SRE este fixa.algoritmii de control specifici conectarii la retea (cu regulatoare PI, PR) indiferite cazuri de functionarediferite cazuri de functionare.

s-a realizat și un studiu comparativ asupra solutiilor propuse și s-astabilit structura finală care va fi implementată la nivel de laborator înstabilit structura finală care va fi implementată la nivel de laborator înanul III.

Page 11: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O3: Valorificarea rezultatelor proiectuluiA1 Alegerea tintelor de diseminare în funcţie de conditiile de eligibilitate impuseA1. Alegerea tintelor de diseminare în funcţie de conditiile de eligibilitate impuse.A2. Accesarea conferintelor care se încadrează în tematica de cercetare a

prezentului proiect si realizarea de articole stiintifice si participarea la

În anul II s-au scris 4 articole științifice, dintre care 1 jurnal ISI și 3 articoled f i tă

conferinte.

de conferintă.1. L. Barote, C. Marinescu, Modeling and Operational Testing of an Isolated Variable

Speed PMSG Wind Turbine with Battery Energy Storage Advances in ElectricalSpeed PMSG Wind Turbine with Battery Energy Storage, Advances in Electricaland Computer Engineering, vol. 12, no. 2, pp. 81–88, Suceava, May 2012 –Revista ISI – FI: 0.555.

2 L Barote C Marinescu Renewable Hybrid System with Battery Storage for Safe2. L. Barote, C. Marinescu, Renewable Hybrid System with Battery Storage for SafeLoads Supply, Proccedings of the IEEE International Conference – PowerTech2011, 19 - 23 June 2011, Trondheim, Norway, pp. 1-5 – Articol ISI.

3 L Barote C Marinescu Autonomous micro grid based on RES 8th International3. L. Barote, C. Marinescu, Autonomous micro-grid based on RES, 8th InternationalConference on Electromechanical and Power Systems – SIELMEN 2011, 13-15October, Chişinău, Rep. Moldova, 2011, pp. 202-207.

4 L Barote C Marinescu R Teodorescu Current controller considering harmonics4. L. Barote, C. Marinescu, R. Teodorescu, Current controller considering harmonicscompensation for grid connected converter in DPGS applications, Proccedings ofthe IEEE International Conference on Optimization of Electrical and ElectronicE i t OPTIM 2012 24 26 M B R i 2012 899 905Equipments, OPTIM 2012, 24-26 May, Brasov, Romania, 2012, pp. 899-905 –Articol ISI.

Page 12: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Anul III

O1: Implementarea practică a soluţiei adoptate laO1: Implementarea practică a soluţiei adoptate lapunctul precedent

O2: Elaborarea de experimente asupra sistemului hibridO2: Elaborarea de experimente asupra sistemului hibridimplementat

O3: Valorificarea rezultatelor teoretice şi practiceO3: Valorificarea rezultatelor teoretice şi practiceobţinute

O4: Managerierea aspectelor financiare şi diseminareaO4: Managerierea aspectelor financiare şi diseminarearezultatelor

Page 13: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O1: Implementarea practică a soluţiei adoptatela punctul precedentla punctul precedent

A1. Proiectarea elementelor componente ale instalatiei experimentale.o ecta ea e e e te o co po e te a e sta at e e pe e ta eA2. Stabilirea tehnicilor de implementare practică a instalatiei.A3. Realizarea propriu-zisă a instalatiei experimentale.p p p

in cadrul acestor activități s-au proiectat elementele componenteale instalației practice și s au stabilit tehnicile de implementareale instalației practice și s-au stabilit tehnicile de implementarepractică pentru soluția(le) adoptata(e).

s-a realizat instalația experimentală propriu-zisă la nivel delaborator pentru cazul conectarii sistemului distribuit de generare laretearetea.

Page 14: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O2: Elaborarea de experimente asupra sistemuluihibrid implementat

A1. Realizarea de încercări experimentale, în vederea realizării unui acord întresimulare si experiment.

A2. Testarea algoritmilor de comandă stabiliti anterior.

aceste două activități s-au analizat împreună, deoarece s-au realizatmăsurători experimentale la nivel de laborator cu algoritmii de comandăstabiliți în rapoartele anterioarestabiliți în rapoartele anterioare.s-a testat funcționarea sistemului hibrid la conectarea la rețea cu diferitestructuri de control și in diferite condiții de funcționare.s-a realizat și o analiză comparativă între structurile de controlimplementate.în toate cazurile analizate aceste strategii de control funcționează bineîn toate cazurile analizate, aceste strategii de control funcționează bineatât în condiții normale cât și tranzitorii.există o diferență mică între rezultatele obtinute in simulare și cele

bti t i t l M t d d ti lt t l tili dobtinute experimental. Metoda de estimare a rezultatelor utilizandcontrolul cu regulatoarele PI/PR este validata de masuratorileexperimentale ca fiind precisa, astfel incat poate fi folosita cu succes inp p , pproiectare (nu este necesara validarea experimentala), minimizand astfelpretul de cost si timpul de implementare.

Page 15: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O3: Valorificarea rezultatelor teoretice şi practice obţinuteşi practice obţinute

A1. Realizarea de articole stiintifice (indexate ISI) si participarea la seminarii siconferinţe internationale.conferinţe internationale.

A2. Evaluarea rezultatelor obtinute, împreună cu conducătorul de stagiupostdoctoral.

În anul III s-au scris 4 articole științifice, dintre care 1 jurnal ISI și 1articol de conferintă au fost publicate, iar 2 articole de jurnal ISI sunt în

d iproces de recenzie.1. L. Barote, C. Marinescu, M. N. Cirstea, Control Structure for Single Phase Stand

Alone Wind Based Energy Sources, IEEE Transaction on Industrial Electronics, vol.gy , ,60, no. 2, pp. 764-772, 2013, Jurnal ISI – FI: 5.16 (SRI: 1.87).

2. L. Barote, C. Marinescu, PI current controller for grid connected VSI in DPGSapplications, 9th World Energy System Conference – WESC 2012, 28-30 June 2012,pp gy ySuceava, Romania, pp. 31 – 39.

3. L. Barote, C. Marinescu, C.P. Ion, Current Controllers Effectiveness for Grid Connected3 a ote, C a escu, C o , Cu e t Co t o e s ect e ess o G d Co ectedConverters Considering Harmonics Compensation, International Journal of ElectricalPower and Energy Systems, Elsevier.

4. L. Barote, C. Marinescu, PI Controller Effectiveness for Grid Connecting Converters in, gDistributed Power Generation Systems, Energy, Elsevier.

Page 16: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O4: Managerierea aspectelor financiare şi di i lt t ldiseminarea rezultatelor

A1 Depunerea unui brevet de inventieA1. Depunerea unui brevet de inventieA2. Depunerea unui proiect de cercetare stiintifică tip CNCSIS

Propunerea de brevet:“M t dă i ft d l ți t l i d i i d d“Metodă și software de evaluare a conținutului de armonici produse deconvertoare” (OSIM: A/00317/23.04.13)

Propunere de proiect de cercetare ştiinţifică:- tip Parteneriate: “Sistem de stocare a energiei electrice provenitep g pdin surse regenerabile prin pomparea apei – HydroStorage”.

Page 17: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Planificat Realizat

Numărul total al lucrărilor publicate (sau acceptate spre publicare, cu dovada atașată), din care:

7 9sp e pub ca e, cu do ada atașată), d ca e

lucrari ISI 3 3lucrari in proceedings conferinte internationale 4 6lucrari in proceedings conferinte internationale 4 6

Rapoarte de cercetare validate de Consiliul Ştiinţific al departamentului de Cercetare

2 2p

Propunere de brevet 1 1Propunere de proiect de cercetare ştiinţifică 1 1Propunere de proiect de cercetare ştiinţifică 1 1

Page 18: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Gradul de originalitate/inovare al proiectului realizatg p

VRB, tehnologie nouă de stocare, pentru care s-a dezvoltat un modelVRB, tehnologie nouă de stocare, pentru care s a dezvoltat un modelelectric care a fost validat și integrat în MR autonoma analizata.

perspectiva integratoare a diferitelor surse regenerabile de energie -p p g g gSRE (TE, PV și MHC) cu sistemul de stocare într-o MR. Prin utilizareaelectronicii de putere şi a controlului inteligent al surselor şi al stocăriis a asig rat o f ncţionare stabilă controlată electronics-a asigurat o funcţionare stabilă controlată electronic.

dezvoltarea algoritmilor de control, monitorizare şi sincronizare pentruinterconectarea MR la reţeaua de joasa tensiuneinterconectarea MR la reţeaua de joasa tensiune.

propunerea unui brevet de invenție care se referă la o metodă șisoftware de evaluare a conținutului de armonici produse de convertorulsoftware de evaluare a conținutului de armonici produse de convertorulde putere din schema de conectare la rețea a unui sistem distribuit degenerare bazat pe surse de energie regenerabile.

conceperea si realizarea standului experimental de laborator,implementarea practică a topologiilor de control propuse utilizândsisteme de comandă şi control în timp real, tip dSPACE®.

Page 19: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Raport de cercetare finalPOSDRU/89/1.5/S/59323

01/06/2010 - 31/05/2013

Sistem de control al frecvenţei pentru micro reţele inteligente cu surse de energiemicro-reţele inteligente cu surse de energie

regenerabile

Cercetator: Dr. ing. SERBAN IoanCercetator: Dr. ing. SERBAN Ioan

Mentor: prof dr ing MARINESCU CorneliuMentor: prof. dr. ing. MARINESCU Corneliu

Page 20: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Scopul principal al proiectului

De oltarea n i sistem integrat de reglare a frec enţeiDezvoltarea unui sistem integrat de reglare a frecvenţei optimizat pentru integrarea in microretele (MR) inteligente cu surse de energie regenerabila (SER), bazat pe sisteme de stocare a energiei.

Conceperea si dezvoltarea unor structuri originale de sistem de stocare a energiei cu baterii (SSEB);stocare a energiei cu baterii (SSEB);

Page 21: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Organizarea obiectivelor proiectului

Anul 1:

– A1.O1: Realizare de modele simplificate ale elementelor MR;

– A1 O2: Studiu asupra funcţiilor SSEB într-o MR autonoma;A1.O2: Studiu asupra funcţiilor SSEB într o MR autonoma;

– A1.O3: Valorificarea rezultatelor;

Anul 2:

– A2.O1: Identificarea structurilor optime a SSEB;

– A2.O2: Valorificarea rezultatelor.O a o ca ea e u a e o

Anul 3:

– A3.O1: Testarea experimentală şi optimizarea structurilor SSEB;

A3 O2 V l ifi lt t l– A3.O2: Valorificarea rezultatelor;

Page 22: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

A1.O1: Realizare de modele simplificate ale elementelor MR

Modele specializate pentru analiza reglajului frecventei in microretele inteligente cu diferite surse de energie regenerabila si sarcini:

– generatoare: eolian, PV si microhidro (puteri mici);

– sarcini active si pasive;

Modele validate prin simulari si unele experimental;Modele validate prin simulari si unele experimental;

S-a dezvoltat si o solutie originala de control pentru generatoare g p geoliene de mica putere, ce a facut obiectul unei propuneri de brevet de inventie;brevet de inventie;

S-a optimizat o structura de sarcina activa;

Page 23: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

A1.O2: Studiu asupra funcţiilor SSEB într-o MR autonoma

Functiile de control ale unui sistem de stocare a energiei cu baterii (SSEB), cu rol de participare la reglajul frecventei in microretele autonome cu surse de energie regenerabila;g g

Corelarea functiilor cu standardele de retea existente (UCTE):

– Trei niveluri de reglaj al frecventei: primar, secundar si tertiar;

S d fi it i i lii ti i ti l l j l f t i i tS-au definit principalii participanti la reglajul frecventei intr-o MR cu SER;

Pe baza SSEB s-a conceput o structura de modul consumator inteligent dezvoltata ulterior;inteligent, dezvoltata ulterior;

S-a dezvoltat un regulator de frecventa pentru SSEB;g p ;

Page 24: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

A1.O3: Valorificarea rezultatelor

In primul an s-au intocmit 4 articole de conferinte si 2 articole in jurnale ISI, publicate ulterior:jurnale ISI, publicate ulterior:

1. I. Serban, C. Marinescu, „Aggregate load-frequency control of a wind-hydro autonomous microgrid”, Renewable Energy, vol. 36, 2011, pp. 3345-3354. (FI=2.978, SRI=1.462);

2. I. Serban, C. Marinescu, „A sensorless control method for variable-speed small wind turbines”, Renewable Energy, vol. 43, 2012, pp. 256-266. (FI=2.978, SRI=1.462);

3 I S b C M i A d d d l f t t h t f i d3. I. Serban, C. Marinescu, „A reduced model of permanent magnet synchronous generators for wind energy conversion systems”, Proceedings of the IEEE International Symposioum on Computer as a Tool (EUROCON), Lisbon, April 2011, pp. 1-4. –IEEEXplore.

4. I. Serban, C. Marinescu, „Frequency control issues in microgrids with renewable energy sources”, Proceedings of the 7th International Symposioum on Advanced Topics in Electrical Engineering (ATEE), Bucharest, May 2011, pp. 229-234. – ISI Proceedings, IEEEXplore.( ) y pp g p

5. I. Serban, C. Marinescu, C.P. Ion, „A voltage-independent active load for frequency control in microgrids with renewable energy sources”, Proceedings of the 10th International Conference on Environment and Electrical Engineering (EEEIC) Rome May 2011 pp 695 698 IEEEXploreEnvironment and Electrical Engineering (EEEIC), Rome, May 2011, pp. 695-698. – IEEEXplore.

6. I. Serban, C. Marinescu, „Sensorless control for small wind turbines with permanent magnet synchronous generator”, Proceedings of the IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), Gdansk, June 2011, pp. 1482-1487. – ISI Proceedings, IEEEXplore.

Page 25: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

A2.O1: Identificarea structurii optime a SSEB

Activitatile au demarat cu stagiului extern, in cadrul caruia:

– S-a dezvoltat si optimizat o structura originala de regulator de frecventa pentru SSEB, destinat MR ce includ atat generatoare p gclasice rotative, cat si convertoare electronice de putere.

P f t l i t l i f t t t t i t l b i– Performantele sistemului au fost testate experimental pe baza unei platforme de tip HIL (hardware-in-the-loop), incluzand in principal un i l t di it l i ti l (RTDS) i i t d t l tisimulator digital in timp real (RTDS) si un sistem de control tip

dSPACE.

S-au dezvoltate functii suplimentare de control pentru SSEB, legate de notiunea de consumator inteligent definit in Anul I;legate de notiunea de consumator inteligent definit in Anul I;

In prima etapa s-a analizat varianta trifazata a SSEB, iar ulterior s-a adaptat si varianta monofazata;

Page 26: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Validare experimentala (stagiu extern):

CE

GU

IdS

PAC

S G

UI

RTD

S

Page 27: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

A2.O2: Valorificarea rezultatelor

In anul II s-au intocmit 2 articole de conferinte (publicate ulterior) si 2 articole de jurnale ISI (unul acceptat si unul in recenzie):)

1. I. Serban, R. Teodorescu, C. Marinescu, “Energy Storage Systems Impact on the Short-Term Frequency Stability of Distributed Autonomous Microgrids, an Analysis Using Aggregate Models”, IET Renewable Power Generation, acceptat pentru publicare in 11.02.2013.

2. I. Serban, C. Marinescu: “Battery energy storage system for frequency support in microgrids and with enhanced control features for uninterruptible supply of local loads” International Journal ofwith enhanced control features for uninterruptible supply of local loads , International Journal of Electrical Power and Energy Systems, trimis in 21.05.2012;

3. I. Serban, C. Marinescu, „An enhanced three-phase battery energy storage system for frequency p y gy g y q ycontrol in microgrids”, Proceedings of the 13th International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment (OPTIM), Brasov, May 2012, pp. 912 – 918.

4. I. Serban, R. Teodorescu, C. Marinescu, „Analysis and optimization of the battery energy storage systems for frequency control in autonomous microgrids, by means of hardware-in-the-loop simulations”, Proceedings of the 3rd IEEE International Symposium on Power Electronics for Distributed Generation Systems (PEDG), Aalborg, June 2012, pp. 374-379.

Page 28: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Pe baza unor rezultate obtinute in primul an s-a intocmit o propunere de brevet national:

– I Serban C Marinescu Metodă de reglare fără senzori a– I. Serban, C. Marinescu, „Metodă de reglare fără senzori a turaţiei şi puterii generatoarelor eoliene cu magneţi permanenţi de mică putere” OSIM A/00417/11 06 12de mică putere , OSIM A/00417/11.06.12.

S-a realizat o propunere de proiect de cercetare stiintifica in cadrul programului PNII-Tinere Echipe:

I S b E h d t l l ti f t i id ith– I. Serban, „Enhanced control solutions for smart microgrids with renewable energy sources”, PN-II-RU-TE-2012-3-0293.

Page 29: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

A3.O1: Testarea experimentală şi optimizarea structurii SSEB

Validarea experimentala si optimizarea sistemului dezvoltat in proiect;

S a adaptat instalatia experimentala necesara prin integrareaS-a adaptat instalatia experimentala necesara prin integrarea variantei trifazate de SSEB intr-o microretea de laborator din cadrul institutului Pro-DD;

S-a implementat pachetul software de control a SSEB in cadrulS-a implementat pachetul software de control a SSEB in cadrul platformei dSPACE DS1103;

S-au realizat teste in diferite regimuri de functionare ale SSEB (insularizat, conectat la retea si la microretea);(insularizat, conectat la retea si la microretea);

S-au realizat o serie de optimizari ale functiilor SSEB;

Page 30: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Instalatie experimentala:IG

Induction generator

SSEB

Stand 1 Stand 2

Stand 3

Lf

CfVdc

+

SSEB

Surs

a c.

c.

650V

/6kW SG

MR

P,Q trafo 6kVA1:1

Retea

PWM

ioabcKG

Vdc6

KgON

Sarcina locala

iGabcvoabcvGabc

Sarcina externa

Invertoare formare MR (3x2.2kVA)

DO

Interfata PWMRB

ioabcvoabc VdcvGabc iGabc

dSPACE DS1103ADC

DO- MATLAB/Simulink®

- dSPACE/ControlDesk®

Conv. FiltruRB

Invertoare MR

Interfata dSPACE ADC/DO

Traductoare V/I

dSPACE DS1103

Sursa C.C.

- MATLAB/Simulink- dSPACE/ControlDesk

Page 31: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

S-a dezvoltat si varianta monofazata a SSEB, in cadrul aceleasi platforme de laborator;

S-a conceput, optimizat si dezvoltat o solutie originala de d l t i l t ii t iidecuplare a componentei pulsatorii a puterii;

S-au realizat teste experimentale in diferite conditii deS au realizat teste experimentale in diferite conditii de functionare;

Solutia de decuplare a fost analizata in detaliu, dovedindu-se a fi un rezultat original cu un potential aplicativ ridicat;g p p ;

Page 32: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

A3.O2: Valorificarea rezultatelor

In anul III s-au intocmit 2 articole in jurnale ISI (ambele aflate in recenzie):

1. I. Serban, C. Marinescu, Enhanced Control Strategy of Three-Phase Battery Energy Storage Systems for Frequency Support in Microgrids and with Uninterrupted Supply of Local Loads, IEEE Trans. Power Electronics, trimis in 17.08.2012;

2. I. Serban, C. Marinescu, Investigation on microgrid frequency control by using a smart battery energy storage system with local loads compensation Electric Power Systems Research trimis inenergy storage system with local loads compensation, Electric Power Systems Research, trimis in 16.10.2012.

Page 33: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

REZULTATE PLANIFICATE SI OBTINUTE

Rezultatele raportate pana la data finalizarii proiectului ca fiind publicate sau acceptate pentru publicare, comparativ cu planificarea initiala:

Rezultat Planificat Realizat Numarul total al lucrarilor publicate, din care: 8 9

lucrari ISI 3 3lucrari ISI 3 3lucrari in proceedings conferinte internationale 5 6

Rapoarte de cercetare validate de Consiliul Ştiinţific al departamentului de Cercetare

2 2 departamentului de CercetarePropunere de brevet 1 1 Propunere de proiect de cercetare ştiinţifică 1 1

Rezultatele asumate initial in proiect au fost indeplinite in totalitate;

Rezultatele asumate initial in proiect au fost indeplinite in totalitate;

Page 34: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Contributii originale ale proiectului

1. Conceperea si dezvoltarea unor modele reprezentative pentru studiul integrarii surselor regenerabile de energie in microretele inteligente;

2. Conceperea si dezvoltarea unei metode de control fara senzori pentru generatoare eoliene cu magneti permanenti de mica putere; g g p p ;

3. Conceperea si dezvoltarea unui SSEB, atat in varianta monofazata cat si trifazata, destinat reglarii frecventei si imbunatatirii calitatii energiei intrifazata, destinat reglarii frecventei si imbunatatirii calitatii energiei in microretele inteligente;

4 Adaptarea unei metode tip HIL (hardware-in-the-loop) pentru dezvoltarea unei4. Adaptarea unei metode tip HIL (hardware in the loop) pentru dezvoltarea unei platforme de testare a impactului avut de un SSEB asupra reglarii frecventei in microretele;

5. Adaptarea si dezvoltarea unor metode de testare experimentala in conditii de laborator a sistemelor studiate in proiect; p ;

6. Conceperea, dezvoltarea si testarea experimentala a unei metode de decuplare a puterii pulsatorii pentru un invertor monofazat din cadrul SSEB.decuplare a puterii pulsatorii pentru un invertor monofazat din cadrul SSEB.

Page 35: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Proiect POSDRU/89/1.5/S/59323

CERCETARI PRIVIND FUNCTIONAREA IN PARALEL A MICROHIDROCENTRALELOR

Raport referitor la perioada01/06/2010 ‐ 31/05/2013

C d Mentor:Cercetator postdoc:ION Catalin Petrea

Mentor:Prof. dr. ing. MARINESCU Corneliu 

Page 36: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Planul de lucru An I

O.1 Studierea sistemelor de microhidrocentrale (MHC)

A 1 Analiza critică şi sinteza sistemelor de microhidrocentraleA.1 Analiza critică şi sinteza sistemelor de microhidrocentrale

• S-au evaluat ultimele tendinte referitoare la echipamentul electromecanicaferent unei microhidrocentrale cu accent pe partea de turbine hidraulice siaferent unei microhidrocentrale, cu accent pe partea de turbine hidraulice sigeneratoare electrice.

A 2 Aprofundarea studiului funcţionării în paralel pe reţea insularizată aA.2 Aprofundarea studiului funcţionării în paralel pe reţea insularizată ageneratoarelor electrice de curent alternativ antrenate de turbine hidraulice

• S-a pus accentul pe functionarea autonoma individuala si in paralel aS-a pus accentul pe functionarea autonoma individuala si in paralel aurmatoarelor tipuri de generatoare: sincron clasic, sincron cu magneti permanenti,asincron cu rotorul in colivie si cel cu rotorul bobinat.

A.3 Documentare pe tema conectării unităţilor de generare distribuită lareţea

• A urmarit trecerea in revista a structurii si modalitatilor de control pentruconvertoarele electronice de putere ce asigura conectarea uneia sau mai multorunitati de generare distribuita la reteaua publica.

Page 37: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

A.4 Efectuarea unui stagiu de documentare – cercetare în străinătate

• S-a desfasurat in cadrul „Department of Energy Technology” din cadrulUniversitatii din Aalborg, in perioada 12-25 noiembrie 2010.

S i l i i i l d i d i li i i• Stagiul a constat in participarea la doua cursuri de specialitate in ariatematica de studiu a proiectului postdoctorat, si anume: PERES (Power Electronicsfor Renewable Energy Systems) si MG (Micro-grids) si vizitarea laboratoarelorgy y ) ( g )dedicate controlului surselor de energie regenerabila.

O. 2 Modelarea micro-reţelei de MHC considerata spre studiuţ p

A.1 Modelarea micro-reţelei de MHC echipată cu generatoare sincrone şiasincrone

A.2 Modelarea micro-reţelei de MHC echipată cu generatoare asincrone

A 3 M d l i l d l 2 1 i 2 2A.3 Modelarea sistemelor de control pentru 2.1 şi 2.2

A.4 Adaptarea modelului de la 2.3 pentru funcţionarea insularizată cât şiă lconectată la reţea

• A presupus analiza modelelor matematice pentru cele patru tipuri dei d i il l d l lgeneratoare avute in vedere si pentru structurile lor de control necesare la

functionarea in regim autonom.

Page 38: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O. 3 Managementul aspectelor financiare ale proiectului şi planificareag p p ş pdiseminării rezultatelor

A f bli d l i i d l d f i i i l ISIAu fost publicate doua lucrari in cadrul a doua conferinte internationale cotate ISI:

1. Ion Catalin Petrea, Marinescu Corneliu, Factors influencing a micro-grid, , g grecovery process following a short-circuit, 10th International Conference onEnvironment and Electrical Engineering – EEEIC 2011, pp: 1-4 , ISBN: 978-1-4244 8779 04244-8779-0

2. Catalin Petrea ION, Corneliu Marinescu, Parallel operation of micro hydropower plants, 7th International Symposium on ADVANCED TOPICS INp p , y pELECTRICAL ENGINEERING – ATEE 2011, pp: 223-228, ISSN: 2068-7966 .

Page 39: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Planul de lucru An II

O.1 Simularea micro-reţelei de MHC considerata spre studiu

A.1 Simularea micro-reţelei de MHC de la 2.1 funcţionând în regim insularizat

A.2 Simularea micro-reţelei de MHC de la 2.2 funcţionând în regiminsularizat

A.3 Simularea micro-reţelei de MHC de la 2.1 funcţionând conectată la reţea

A.4 Simularea micro-reţelei de MHC de la 2.2 funcţionând conectată la reţea

• In etapa precedenta s-au evidentiat modelele echivalente pentru programulIn etapa precedenta s-au evidentiat modelele echivalente pentru programulMatlab/Simulink.

• Pe baza acestora s-a realizat o serie complexa de simulari pe doua structuriPe baza acestora s-a realizat o serie complexa de simulari pe doua structuride micro-retea: una continanad generatoare sincrone si asincrone, iar alta numaigeneratoare asincrone; pentru ambele s-a simulat functionarea insularizata cat siconectata la retea.

Page 40: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O. 2 Elaborarea structurii de micro-reţea ce urmează a fi implementata

A.1 Optimizarea - pe baza simulărilor anterioare – a micro-reţelei ce sedoreşte a fi implementată

A.2 Elaborarea micro-reţelei pe baza modelelor cu generatoare de curentalternativ conectate în paralel

• Pe baza rezultatelor obtinute in etapa precedenta s-a realizat optimizareamicro-retelei din punct de vedere al combinatiei de generatoare, al numarului

i l ii d lacestora si al structurii de control.

• S-a adoptat in final o structura de micro-retea care contine douad i i l i i i i d lgeneratoare de tip asincron cu rotorul in scurtcircuit a carei structura de control se

bazeaza pe o combinatie intre un convertor de tensiune (CT) si un circuit de balast(CB).( )

Page 41: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O. 3 Managementul aspectelor financiare ale proiectului şi planificareag p p ş pdiseminării rezultatelor

A f bli d l i i d l i f i i i l ISIAu fost publicate doua lucrari in cadrul unei conferinte internationala cotate ISI:

1. C. P. Ion, C. Marinescu, Control of Autonomous micro-grid based on micro, , ghydro power plants, Proceedings of the 13th International Conference onOptimization of Electrical and Electronic Equipment, OPTIM 2012, Brasov,R i 941 946Romania, pp: 941-946

2. M. Ducar, C. P. Ion, Design of a PMSG for Micro Hydro Power Plants,Proceedings of the 13th International Conference on Optimization ofg pElectrical and Electronic Equipment, OPTIM 2012, Brasov, Romania

I l ili 2012 f d i ii ifi i l lIn luna aprilie 2012 a fost depusa o propunere proiect cercetare stiintifica cu titlul“Contribuţii la utilizarea microhidrocentralelor pentru alimentarea cu energieelectrică a consumatorilor izolaţi”, PN-II-RU-TE-2012-3-0460ţ ,

Page 42: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Planul de lucru An III

O.1 Realizarea instalaţiei experimentale în vederea validării cercetărilor

A.1 Proiectarea detaliată a instalaţiei experimentale

A.2 Realizarea propriu-zisă a instalaţiei experimentale

• In vederea validarii solutiilor propuse prin prezenta cercetare s-a trecut apoiIn vederea validarii solutiilor propuse prin prezenta cercetare s-a trecut apoila implementarea practica a micro-retelei studiate.

• S-a realizat determinarea parametrilor electrici ai generatoarelor cat si aS-a realizat determinarea parametrilor electrici ai generatoarelor, cat si amotoarelor de antrenare pentru a se putea optimiza atat structura de control cat siemulatoarele de turbina hidraulica.

• S-a impus suplimentarea capacitatii condensatorului de pe partea de curentcontinuu a CT.

• S-a impus de asemenea conectarea in serie a sase surse de tensiune continuascazuta pentru asigurarea pragului de tensiune minim necesar pornirii generatoruluiprincipal.

Page 43: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O. 2 Experimentarea şi validarea soluţiilor de control propuse

A.1 Verificarea experimentală a funcţionarii insularizate a micro-reţelei

V lid l iil f i ifi i l f i iiValidarea soltiilor propuse s-a facut prin verificarea experimentala a functionariiinsularizate a micro-retelei. Au fost avute in vedere urmatoarele etape:

• pornirea generatorului principal si incarcarea acestuia;p g p p ;• testarea randamentului generatorului principal si a comportamentului micro-retelei in regim de sarcina nominala, de suprasarcina si cand alimenteaza

i d hilib iconsumatori dezechilibrati;• testarea performantelor generatorului secundar in regim monofazat, masurareaputerea maxime furnizate de acesta;p ;• testarea functionarii in paralel a celor doua generatoare.

A.2 Verificarea experimentală a funcţionarii pe reţea prin intermediulp ţ p ţ punui tablou de automatizare

Pentru modul de functionare manual s-a realizat conectarea generatorului lagretea, incarcarea acestui precum si compensarea factorului de putere.

A.3 Identificarea de locaţii unde există potenţial pentru implementareaţ p ţ p peficientă a rezultatelor studiului.

Page 44: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

O. 3 Managementul aspectelor financiare ale proiectului şi planificareag p p ş pdiseminării rezultatelor

A f bli d i l i d l d j l i d ISI i l ilAu fost publicate doua articole in cadrul a doua jurnale indexate ISI, iar un al treileaeste in curs de aparitie:

1. C.P. Ion, C. Marinescu, Three -Phase Induction Generators for Single-PhasePower Generation: An Overview, Renewable & Sustainable Energy Reviews,El i 2013 10 1016/j 2013 01 031Elsevier, 2013 10.1016/j.rser.2013.01.031

2. C. P. Ion, C. Marinescu, Stand-alone micro-hydro power plant with inductiongenerator supplying single phase loads, J. Renewable Sustainable Energy 5,g pp y g g p , J gy ,013105 (2013)

3. C.P. Ion, C. Marinescu, Autonomous three-phase induction generatorl i b l d l d Ad i El i l d C E i isupplying unbalanced loads, Advances in Electrical and Computer Engineering,

- in curs de publicare

Page 45: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Au fost publicate doua lucrari in cadrul unei conferinte internationala cotate ISI:p

1.C. P. Ion, C. Marinescu, “Micro hydro power plant with three-phase inductionf di i l h ” P I b l 2013generator feeding single-phase consumers” Powereng Istanbul 2013

2.C. P. Ion, C. Marinescu, “Stability limits of a three-phase induction generatorsupplying single-phase loads” Atee Bucuresti 2013pp y g g p

Propunere de brevet

Ion Catalin Petrea, Marinescu Corneliu, „Metodă, algoritm și structură de controlpentru pornirea cu convertor electronic de putere a generatoarelor asincronep p p gautonome”, inregistrat la OSIM cu nr. A00395 din 24.05.2013.

Page 46: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Tabel comparativ privitor la rezultatele obtinute

Planificat RealizatPlanificat RealizatNumarul total al lucrarilor publicate (sau acceptate sprepublicare, cu dovada atasata), din care:

9 9

lucrari ISI - jurnale 3 3lucrari in proceedings conferinte internationale (ISI) 6 6Rapoarte de cercetare validate de Consiliul Ştiinţific al 1 1Rapoarte de cercetare validate de Consiliul Ştiinţific aldepartamentului de Cercetare

1 1

Propunere de brevet 1 1Propunere de proiect de cercetare ştiinţifică 1 1

Page 47: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Instalatia experimentala (scheme bloc /poze)

Micro-retea

MHC1(GA)

Emulatorde impedanta

(GA)

Baterie de cond.

MHC2

Circuit de balast

Sarcinide CA

(GA)

Baterie de cond. de CA

Page 48: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

Realizari

• Analiza critica si sinteza a sistemelor de microhidrocentrale,evidentiindu-se ultimele tendinte referitoare la echipamentulevidentiindu se ultimele tendinte referitoare la echipamentulelectromecanic, cu accent pe partea de turbine hidraulice si generatoareelectrice;• Studiul functionarii in paralel a diferite tipuri de generatoare, punandu-se accent pe structurile de control implicate pentru asigurarea

d d dparamentrilor de calitate ai energiei electrice si evidentiind limitarile sidezavantajele acestora;• Creionarea etapelor de urmat in cazul in care se doreste realizarea si• Creionarea etapelor de urmat in cazul in care se doreste realizarea siimplementarea unei micro-retele de microhidrocentrale, adaptata laspecificul locatiei unde va fi implementata:specificul locatiei unde va fi implementata:

alegerea combinatiei optime de generatoare;alegerea numarului optim de generatoare;alegerea structurii optime de control.

Page 49: STOCAREA ENERGIEI ELECTRICE ÎNTR O STOCAREA ENERGIEI ...old.unitbv.ro/Portals/48/Activitati/Postdoc_Posdru.pdf · O1: Cercetarea elementelor de stocare a energiei electrice A1. Studierea

P i i i l i i i l d l b• Proiectarea si implementarea practica a unei micro-retele avand la bazadoua generatoare asincrone cu rotorul in scurtcircuit si a carei structurade control impune existenta unui singur convertor electronic de puterede control impune existenta unui singur convertor electronic de putereinterfatat cu micro-reteaua si care are o structura de control de ocomplexitate redusa;p ;• Validarea experimentala a eficacitatii micro-retelei propuse spre studiuin conditii de sarcina nominala, de suprasarcina, sarcina dezechilibrata sisarcina dinamica;• Adaptarea structurii de control a micro-retelei pentru a permitef ti t l i d i i f tfunctionarea generatorului secundar in regim monofazat;• Validarea experimentala a structurii de control pentru regimulmonofazat cu accent pe stabilitatea ridicata in caz de variatie a puteriimonofazat cu accent pe stabilitatea ridicata in caz de variatie a puteriisi/sau al factorului de putere al sarcinii.


Recommended