Medzinárodné centrum excelentnosti pre výskum inteligentných a bezpečných informačno-komunikačných technológií a systémov - II. etapa

Základná charakteristika projektu:

V rámci projektu sa bude realizovať nezávislý výskum a vývoj, priemyselný výskum a experimentálny vývoj nových inteligentných riešení reagujúcich na súčasné trendy a na požiadavky Smernice európskeho parlamentu a rady 2018/2001 z 11. decembra 2018 o podpore využívania energie z obnoviteľných zdrojov a potreby zaistenia dostupnej, bezporuchovej, kvalitnej a manažovateľnej energie využívajúce nové energetické technológie a služby tzv. „Komunít vyrábajúcich energiu z obnoviteľných zdrojov“ (Community Microgrids), ktoré umožnia, aby sa podniky transformovali do pro-aktívnej roly a stali sa lídrom v oblasti dizajnu svojho energetického hospodárstva a vzťahu k životnému prostrediu s cieľom rozšíriť poznatky v tejto oblasti a lepšie porozumieť daným témam. V rámci uvedenej produktovej línie sa realizácia výskumu a vývoja bude realizovať v rámci nasledovných konkrétnych tém:

• Priemyselný výskum v oblasti ekonomického modelovania energetických sústav pre peer-to-peer transakcie
• Experimentálny vývoj ekonomického modelu efektivity mikrogridu
• Nezávislý výskum a vývoj v oblasti modelovania a simulácie lokálnych energetických sústav (mikrogridov) v priemysle a ich vplyvu na ostatnú elektrizačnú sústavu
• Nezávislý výskum a vývoj v oblasti získavania a spracovania dát z experimentálnej modelovej prevádzky multifunkčného laboratórneho mikrogridu SAV
• Priemyselný výskum v oblasti optimalizácie dátových štruktúr prvkov elektrizačnej sústavy pre modelovanie a simuláciu inteligentných sietí/mikrogridov
• Experimentálny vývoj v oblasti nástrojov pre modelovanie a simuláciu inteligentných sietí/mikrogridov.

Za využitia potenciálu inštitúcií a individualít s aktívnou participáciou kapacít univerzitných vedeckých parkov a výskumných centier s definíciou R&D aktivít zameraných na vysoký potenciál uplatniteľnosti v praxi.

Téma: Inteligentná sieť - Smart grid

Aktivita č. 1: Priemyselný výskum v oblasti ekonomického modelovania energetických sústav pre peer-to-peer transakcie

Realizátor: Atos IT Solutions and Services s.r.o.

V predmetnej aktivite budú analyzované ekonomické aspekty budovania, prevádzky a využívania komunitných mikrosietí vrátane nástrojov pre realizáciu vzájomného (peer-to-peer) zúčtovania energie v prostredí lokálnych energetických sústav. Na tomto základe bude navrhnutá architektúra modelovacieho nástroja a štandardy podporujúce realizáciu týchto funkcií.

Téma: Inteligentná sieť - Smart grid

Aktivita č. 2: Experimentálny vývoj ekonomického modelu efektivity mikrogridu

Realizátor: Atos IT Solutions and Services s.r.o.

V predmetnej aktivite bude zostavený ekonomický model mikrosiete. Na tomto modeli bude realizovaná „business case“ analýza nákladov na vybudovanie a prevádzku vs. ekonomická návratnosť v kontexte možností úspor samospotrebiteľa, vzájomného zúčtovania v mikrosieti, resp. umiestnenia prebytkov na trhu s elektrickou energiou. Z výsledkov analýz bude navrhnutá metodika výpočtu návratnosti investícií pri budovaní lokálnych energetických sústav vrátane ich vplyvu na životné prostredie.

Téma: Inteligentná sieť - Smart grid

Aktivita č. 3: Nezávislý výskum a vývoj v oblasti modelovania a simulácie lokálnych energetických sústav (mikrogridov) v priemysle a ich vplyvu na ostatnú elektrizačnú sústavu

Realizátor: Slovenská technická univerzita v Bratislave

V predmetnej aktivite bude zostavený počítačový model inteligentnej siete (vrátane rôznych energetických zdrojov, vedení, záťaží, meracích a regulačných prvkov). Tento model bude využívaný aj v rámci ostatných aktivít projektu. Na tomto modeli bude realizovaná analýza nameraných elektrických veličín, spracovanie a vyhodnotenie kvalitatívnych ukazovateľov elektrickej energie. Z výsledkov analýz budú navrhnuté opatrenia pre predchádzanie nepriaznivým stavom v sieti aplikovaním vhodných inteligentných meracích a riadiacich systémov.

Téma: Veľké objemy dát - Big Data

Aktivita č. 3: Nezávislý výskum a vývoj v oblasti modelovania a simulácie lokálnych energetických sústav (mikrogridov) v priemysle a ich vplyvu na ostatnú elektrizačnú sústavu

Realizátor: Slovenská technická univerzita v Bratislave

Návrh a realizácia  konkrétneho simulačného modelu mikrosiete v špičkovom energetickom simulačnom prostredí - analýza, predikcia, detekcia anomálií a vizualizáciu dát generovaných v mikrosieti.

Výskum univerzálneho simulačného modelu mikrosiete použitím metód UI a v projekte vytvoreného kybernetického modelu mikrosiete - využitie strojového učenia a neurónových sietí na analýzu, predikciu a vizualizáciu veľkých dát (big data) generovaných Smart Gridom.

Analýza správania sa mikrosiete v núdzových situáciách.  Pre zabezpečenie plnenia povinností TSO (prevádzkovateľa prenosovej sústavy) vyplývajúcich z novej energetickej legislatívy.

Vytvorenie interaktívnej vizualizácie simulačného procesu modelovania mikrosietí - tvorba edukačných materiálov pre oblasť mikrosietí s využitím transferu vedomostí a technológii z NEWTON H2020 projektu.

Modelovanie a návrh využitia blockchain technológií pre prenos údajov v prostredí mikrosietí.

Téma: Inteligentná sieť - Smart grid

Aktivita č. 4: Nezávislý výskum a vývoj v oblasti modelovania a simulácie lokálnych energetických sústav (mikrogridov) v priemysle a ich vplyvu na ostatnú elektrizačnú sústavu

Realizátor: Ústav materiálov a mechaniky strojov Slovenskej akadémie vied

V rámci aktivity sa v experimentálnom laboratóriu SAV „Smartgrid“ budú skúmať procesy získavania energie z obnoviteľných zdrojov (OZE), najmä pomocou PV-elektrárne a geotermálnych zemných vrtov a jej možného dočasného uskladňovania do elektrických batérií, stlačeného vzduchu, resp. tepelných zásobníkov pre budúcu potrebu. Cieľom bude monitorovať efektivitu získavania a používania energie z OZE v období počas riešenia projektu v danej lokalite, poskytovať získané údaje pre tvorbu optimalizačných modelov, verifikovať vytvorené modely v reálnej experimentálnej prevádzke laboratória, prípadne v experimentálnej prevádzke simulovať niektoré extrémne stavy, ktoré by mohli v reálnej prevádzke nastať. 

Energia v rámci laboratória sa bude získavať zo slnečného žiarenia pomocou PV a termosolárnych kolektorov a zo  zemského tepla pomocou 4 stometrových zemných vrtov (voda-voda). Následne sa bude pomocou sofistikovaného riadiaceho systému konvertovať na elektrickú energiu a teplo (tepelné čerpadlo) a využívať v prevádzke technológií experimentálnej haly ÚMMS. Energia z OZE môže byť využívaná buď v ostrovnej prevádzke, alebo ako doplnok k sieťovému rozvodu. Riadiaci systém umožňuje presne monitorovať všetky parametre energetického systému. Prebytočná energia z OZE v ostrovnej prevádzke bude uskladňovaná v batériách, tepelných zásobníkoch do fázovej premeny (PCM) a do stlačeného vzduchu. Následne môže byť využitá ako elektrická alebo priamo mechanická energia, resp. ako teplo. Zabudovaný batériový tester s výkonom do 60 kW okrem toho umožňuje experimentálnu simuláciu rôznych energetických stavov laboratória aj bez potreby okamžitého využívania OZE.

Téma: Inteligentná sieť - Smart grid

Aktivita č. 5: Priemyselný výskum v oblasti optimalizácie dátových štruktúr prvkov elektrizačnej sústavy pre modelovanie a simuláciu inteligentných sietí/mikrogridov

Realizátor: SFÉRA, a.s.

Výskumno-vývojová aktivita sa bude zaoberať analýzou rozsahu dát potrebných pre modelovanie sústavy (prvky elektrizačnej sústavy, ich statickými a dynamickými parametrami a spôsobmi prepojenia, analýzou vonkajších vplyvov a vzájomných interakcií prvkov elektrizačnej sústavy v ustálených a prechodových javoch na dátové štruktúry modelov, návrhom dátových štruktúr databázy a entít potrebných pre modelovanie sústavy, vytvorením dátových štruktúr jednotlivých prvkov v relačnej databáze a overením naplnením databázy dátami z laboratórnej mikrosiete.

Téma: Inteligentná sieť - Smart grid

Aktivita č. 6: Experimentálny vývoj v oblasti nástrojov pre modelovanie a simuláciu inteligentných sietí/mikrogridov

Realizátor: SFÉRA, a.s.

Výskumno-vývojová aktivita sa bude zaoberať návrhom celkovej architektúry riešenia pre modelovanie a simuláciu mikrosiete, vývojom prototypu riešenia (Network Modelling Database, Metering Management System, rozhrania na ďalšie moduly), nasadením a konfiguráciou prototypu, vytvorením digitálneho dvojčaťa laboratórnej mikrosiete, jeho testovaním a overením funkčnosti integrovaného riešenia.