ČERNÝ, O. Regulace napětí v distribučních sítích s FVE řízením střídačů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2015.
Student zpracoval bakalářskou práci na téma regulace napětí v distribučních sítích (DS) prostřednictvím řízení střídačů distribuovaných zdrojů, které svou činností narušují standardní schéma koordinace napětí v DS a v mnoha případech jsou příčinou vybočení velikosti napětí z dovolených mezí. V úvodu práce popsal stávající stav a technické aspekty vlivu distribuované výroby na kvalitu napětí v DS, včetně regulačních možností, na kterých vymezil cíle a očekávané výsledky bakalářské práce. V dalším pak provedl rešerši a zhodnocení existujících způsobů autonomního řízení (nastavení) velikosti jalového výkonu v závislosti na variantní vstupních veličinách, kdy prokázal velmi dobrou práci s literárními zdroji. Na základě analýzy existujících metod poté navrhl evolučně další metodu, které je jeho významným přínosem. Testování vlastností všech diskutovaných způsobů autonomního řízení generování jalového výkonu střídači pro regulaci a stabilizaci napětí bylo provedeno na modelovém příkladu, jehož model byl připraven v prostředí programu PSCAD. Výsledky parametrických simulací prezentované v práci ukazují kvalitu jednotlivých regulačních algoritmů a především pak potenciál navržené metody. Lze konstatovat, že zadání práce bylo splněno a dosažené výsledky jsou nadprůměrné. Nicméně se student nevyhnul, kromě jiných technických omylů, několika závažným pochybením, která samotné výsledky znevažují a ohrožují jejich věrohodnost. Nejprve však komentáře k úvodním částem. V první řadě, technické požadavky na paralelně pracující zdroje jsou komplexnější a členitější než je uvedeno v kap. 2.1. Případné odchylky však nemají vliv na podstatu práce. Odchylky velikosti napětí -15% v sítích NN, jak je uvedeno v kap. 2.2.1 jsou aplikovatelné jen za určitých podmínek, jinak je mez -10% od jmenovité hodnoty fázového napětí. Dále i když kvalitu napětí upravuje standard EN 50160, v našem legislativním prostředí jsou podstatné požadavky PPDS příloha 3, která za „normálních okolností“ „kopíruje“ daný standard. Vyvození, která dělá student v kap. 2.2.2, ze změny cos(fi) jsou zavádějící a hlavně chybná. Těžko komentovat větu ve stejné kapitole: „FVE dodávají čistě činný výkon (cos(fi)=0).“ V rovnicích (2.2) a (2.3) představuje a fázor (operátor natočení) a musí být podle toho označen. Také spojení „úbytek napětí, způsobený ztrátami výkonu“ uvedené v kap. 4.1 moc smyslu nedává. Jestliže je odvození rovnic (5.5) a (5.6) pro předpoklad R>>X, proč je regulace v následujícím odstavci popsána inverzně pro případ kdy X>>R? Popis k rovnici (6.5) je chybný. Dále upravené schéma na 6-12 neodpovídá výchozímu na obr. 6-11. Rovnice (6.9), neodpovídá impedanci viděné na svorkách zdroje dle obr. 6-11, navíc nepopisuje ani schéma na obr.6-12. Přepočet impedance náhradního zdroje na vztažné napětí dle (7.1) je irelevantní, neboť model uvažuje zdroj 22 kV a transformátor s převodem 22/0.4 kV. Postup určení odporu a vnitřní impedance náhradního zdroje sítě není vhodný, jelikož rázový zkratový výkon je určen s uvažováním pouze induktivních reaktancí zkratového obvodu.Rovnice (7.8) a (7.9) jsou chybné. Zatímco první z rovnic je v modelu (obr. 7-2) implementována ve správné podobě, amplituda proudu injektovaného DG je vypočtena chybně, jelikož musí být určena ze zdánlivého výkonu. Definice křivky (7.10) neodpovídá obr. 7-3, definiční obor navíc neobsahuje všechny body. Co v dané rovnici představuje proměnná C a čemu se rovná? Student přes výše uvedená pochybení prokázal výbornou orientaci v problematice. Prokázal schopnost analyzovat současný stav věcí a na základě zadaného úkolu docílit kvalitativního posunu, který může ukázat cestu pro budoucí autonomní řízení DG malých výkonu v DS. S ohledem na výše uvedené a náročnost tématu doporučuji práci k obhajobě s navrženým hodnocením 85 b. Nicméně doporučuji snížit hodnocení v případě že student nedokáže: 1) Korigovat vyjádření o vlivu změny cos(fi) na společné větvi zátěže při dodávce činného výkonu z FVE do stejného uzlu na ztráty a úbytek napětí na společné impedanci, 2) Prokázat, že: - chyba v úpravě obr. 6-12 a následném výpočtu nemá vliv na odvozený předpoklad, - chyba v odvození vnitřní impedance sítě 22 kV pro model testovací sítě má zanedbatelný vliv na výsledky, - chyba související s implementací rovnice (7.9) nemá vliv na charakter chování jednotlivých regulačních schémat a že povaha výsledků bude stejná. 3) Odpovědět na otázky: - Jak správný popis funkce na obr. 7-3 ovlivní výsledky? - Co představuje a jak se určí maximální kapacita střídače Qmax popsaná na konci strany 43 a promítnutá do regulačního řetězce na obr. 7-4.
Student se ve své bakalářské práci zabývá regulací napětí v distribučních sítích s FVE řízením střídačů. Bakalářská práce je vhodně členěna a kapitoly na sebe správně navazují. V první části bakalářské práce student popisuje současný stav, možnosti regulace napětí v distribučních sítích a řízení dodávek jalového výkonu. V další části řeší metody řízení jalového výkonu a provádí testování regulačních strategií na modelu distribuční sítě a fotovoltaické elektrárny. V práci se objevují následující drobné nepřesnosti. U sítě bez paralelních zdrojů při zvýšení produkce nedojde ke snížení úbytku napětí na stejném odběru, což nepotvrzuje Obrázek 2-1 b. Nejsou značeny správně fázory v rovnici 2.2 a 2.3. V práci nesouhlasím s formulací: „FVE dodávají čistě činný výkon (cos (fi) =0)“. Jelikož se jedná o práci psanou v českém jazyce, tak autor by měl požívat češtinu i u popisu os v obrázcích (Obr. 6-9 a 6.10). Při výpočtu by bylo vhodné dosazovat v základních jednotkách nebo alespoň vypsat v jakých jednotkách se dosazuje. To se týká zejména rovnic v kapitole 7. V práci se vyskytují drobné formální chyby a překlepy. Výše zmíněné nedostatky ovšem zásadně neovlivnily konečnou kvalitu bakalářské práce. Není úplně jasné, jak student upravil schéma z obrázku 6-11 na obrázek 6-12 a jak výsledně byla odvozena rovnice 6.12. U obrázku 7-5 a 7-6 nejsou popsány osy x a y, i když autor v textu uvádí: „osy y jsou samozřejmě kilowatt a volt“, přitom je tam zobrazena i veličina dodQ. V obrázku 7-5, ani v jeho popisu, není jasné, proč dochází k nárůstu činného výkonu v době, kdy je odebírán jalový výkon. V příloze práce mohl být uveden testovací systém, který student vytvořil v programu PSCAD. Formální zpracování bakalářské práce je na dobré úrovni. Bakalářská práce splňuje veškeré požadavky kladené na práce tohoto typu a doporučuji ji k obhajobě u státní závěrečné zkoušky. Práci hodnotím 82 body.
eVSKP id 85001