Projects | Damir ‧ Jakus

FLEXSYS

Fri, 10 Oct 2025 00:00:00 +0000

Implementacija izvora fleksibilnosti i naprednih upravljačkih algoritama za podršku modernim elektroenergetskim sustavima s visokim udjelom OIE

Globalni elektroenergetski sustavi prolaze kroz duboku transformaciju potaknutu imperativom dekarbonizacije i prijelazom na održive, niskougljične energetske modele. U tom kontekstu, obnovljivi izvori energije (OIE) – osobito solarne elektrane i vjetroelektrane – bilježe značajan porast, čime njihov udio u globalnoj proizvodnji električne energije, zajedno s hidroelektranama, premašuje 30%. Iako ključni za smanjenje emisija stakleničkih plinova, ovi varijabilni izvori uvode niz tehničkih izazova povezanih s oscilacijama u proizvodnji, stabilnosti mreže, upravljanjem potrošnjom te ekonomičnošću rada sustava.

Projekt FLEXSYS odgovara na ove izazove istraživanjem inovativnih rješenja za sustavno i koordinirano upravljanje izvorima fleksibilnosti na razini elektroenergetskog sustava. Glavni cilj projekta je osigurati stabilnu integraciju OIE kroz primjenu naprednih modela i strategija upravljanja izvorima fleksibilnosti, pri čemu se posebna pažnja posvećuje tehnologijama poput baterijskih spremnika energije, električnih vozila, reverzibilnih hidroelektrana i većih potrošača poput PEM elektrolizatora. FLEXSYS uključuje teorijsko modeliranje, projektiranje hibridnih pretvarača i upravljačkih algoritama temeljenih na model-prediktivnom upravljanju (MPC) i metodama umjetne inteligencije (AI/ML), te višerazinskoj optimizaciji. Validacija razvijenih rješenja provodi se putem simulacija, Hardware-in-the-Loop testiranja i eksperimentalnih validacija na razini stvarnih sustava. Rezultati projekta doprinose otpornijem, održivijem i učinkovitijem energetskom sustavu, podržavajući europske ciljeve dekarbonizacije i sigurnosti opskrbe.

Ciljevi projekta

Projekt je usmjeren na razvoj inovativnih znanstvenih i tehnoloških rješenja u području upravljanja fleksibilnošću u elektroenergetskim sustavima s visokim udjelom obnovljivih izvora energije. Ključni ciljevi uključuju:

Razvoj preciznih i računalno učinkovitih modela izvora fleksibilnosti poput baterijskih sustava, superkondenzatora, električnih vozila (V2G), reverzibilnih hidroelektrana i upravljive potrošnje (O1),
Implementaciju naprednih upravljačkih strategija temeljenih na model prediktivnom upravljanju i metodama umjetne inteligencije/strojnog učenja, uključujući alate za predviđanje ključnih varijabli poput proizvodnje iz OIE, potrošnje i cijena (O2),
Razvoj optimizacijskih modela za upravljanje mikromrežama i modeliranje fleksibilnosti u prijenosnim i distribucijskim mrežama (O3),
Izradu prototipa hibridnog energetskog pretvarača koji integrira više izvora i omogućuje primjenu u V2G sustavima (O4),
Analizu dinamičke stabilnosti i prijelaznih pojava u sustavima s visokim udjelom OIE koristeći EMT simulacije i metode strojnog učenja (O5),
Validaciju razvijenih rješenja kroz simulacije, HIL testiranja i ispitivanja u stvarnim uvjetima (O6),
Diseminaciju rezultata putem znanstvenih publikacija, konferencija, tehničkih izvješća i otvorenih alata (O7).

Voditelj projekta: prof. Damir Jakus

Vrijednost projekta: 238.050 €

Trajanje projekta: 10/2025 - 10/2029

Izvor financiranja: Financira Europska unija - NextGenerationEU

LuminiH2

Mon, 01 Jan 2024 00:00:00 +0000

Opis istraživanja

Projekt LUMINIH2 sastoji se od više dijelova pri čemu je cilj realizacija laboratorijskog modela i prototipa mikromreže te laboratorijskog modela i prototipa elektromotornog pogona na vodik čime će se objediniti korištenje različitih tehnologija obnovljivih izvora energije (OIE) i vodika, s vlastitim razvijenim sustavom upravljanja i monitoringa. Također, cilj je stvoriti napredni model\algoritam za dijagnostiku i monitoring komponenata vodikovih tehnologija i ostalih komponenti podsustava (kompresor, energetski pretvarači, FN sustav, vjetroagregat, baterijski spremnik), što će omogućiti održavanje stabilnosti i pouzdanosti sustava.

Predloženi projekt sastoji se od više dijelova pri čemu je cilj realizacija laboratorijskog modela i prototipa mikromreže te laboratorijskog modela i prototipa elektromotornog pogona na vodik s vlastitim razvijenim sustavom upravljanja i monitoringa. Laboratorijski model podrazumijeva numeričke i simulacijske realizacije sustava, dok prototip obuhvaća fzički model sustava. Navedeni laboratorijski modeli i prototipovi su osnova za implementaciju različitih modela\algoritama upravljanja i monitoringa za čiju je izradu nužno istražiti i razviti različite softverske modele. Također, cilj je stvoriti napredni model\algoritam za dijagnostiku i monitoring komponenata vodikovih tehnologija i ostalih komponenti podsustava. Kroz projekt će se osigurati evaluacija laboratorijskih modela i prototipova te sustava upravljanja i monitoringa.

Očekivani rezultati

Krajnji korisnici ovog projekta su sve fzičke i pravne osobe koji trebaju kontinuiranu opskrbu električnom energijom na izoliranim elektroenergetskim lokacijama. To uključuje pojedince, kućanstva, tvrtke, industrije ili čak zajednice koje se nalaze u ruralnim ili udaljenim područjima koja nisu povezana s glavnim elektroenergetskim mrežama. Ova tehnološka rješenja koja kombiniraju OIE i vodikovu tehnologiju mogu pružiti održivu i pouzdanu električnu energiju za krajnje korisnike koji inače nemaju pristup konvencionalnoj elektroenergetskoj mreži. Ovo uključuje udaljena sela, otoke, planinska područja ili druga mjesta koja su izvan dosega konvencionalne infrastrukture.

MsEVP

Sat, 30 Dec 2023 00:00:00 +0000

Razvijena prometna infrastruktura smatra se izuzetno važnim čimbenikom održivog i uravnoteženog razvoja svake države. Trendovi koji se javljaju u prometu, odnosno u industriji automobila prate tehnološki razvoj i zahtjeve koji se odnose na očuvanje okoliša i smanjenje emisije stakleničkih plinova, pa se kao rezultat toga sve češće umjesto vozila na motorni pogon koriste automobili na električni pogon. Napredak u razvoja baterija, energetske učinkovitosti, materijala za izradu vozila, sam dizajn i bolja aerodinamičnost dovode električna vozila gotovo u svakodnevnu primjenu. Razvoj novih tehnologija, posebno u području baterija, omogućuje vrlo kratko vrijeme punjenja vozila, no glavne prepreke masovnog korištenja električnih vozila u cestovnom prometu su još uvijek visoka cijena i nedovoljno razvijena mreža punionica u nekim zemljama. Kao i kod motornih vozila, osnovni problem proizlazi iz činjenice da se zagušenje prometa u mirovanju neće riješiti porastom prometa u kretanju, nego su nužne promjene u infrastrukturi koje će osigurati optimizaciju i prometa u mirovanju i prometa u kretanju. Rezultat provedenog istraživanja i razvoja bit će smart-grid punionica za električna vozila unutar konstrukcije rotacionog parking sustava čiji je osnovni cilj optimiziranja prometa u mirovanju i prometa u kretanju. Sustav pod nazivom Markoje Smart EV (Smart Electric Vehicle) - MsEVP podrazumijeva razvoj hardverskih i softverskih komponenti:

Stanica za punjenje električnih vozila (nastaje spajanjem pametnih parkirnih sustava i sustava za električno napajanje vozila)
Aplikacija za potpuno upravljanje sustavom MsEVP (sa strane vlasnika i korisnika)

Cilj projekta je razvoj smart grid punionice za električna vozila unutar konstrukcije rotacijskog parkinga, kojom se upravlja od strane vlasnika platforme i krajnjeg korisnika putem aplikacije. Rotirajući parking zauzima prostor kao dva parkirna mjesta za vozila, a postavljanjem vozila vertikalno u više razina prihvaćaju i do 16 vozila, ovisno o dimenziji garaže. Integriranjem tehnologije za napajanje EV do svakog parkiranog vozila - dobije se rješenje koje omogućava da se vozila pune dok parkirana stoje na garažnom mjestu pri čemu je prostor koji vozila zauzimaju znatno manji od prostora potrebnog za horizontalno parkiranje jednakog broja vozila. Cilj je projekta stjecanje znanja i praktičnih iskustava suradnjom sa znanstveno- istraživačkom ustanovom u istraživanju i razvoju inovativnog proizvoda. Dodatno kroz projekt će se istražiti i mogućnosti primjene inovativnih tehničkih rješenja vezanih uz optimalno napajanje rotacijskog parkinga za električna vozila te mogućnost iskorištavanja fleksibilnog načina punjenja u svrhu potpore elektroenergetskoj mreži.

Napred-OIE

Sat, 30 Dec 2023 00:00:00 +0000

Opis istraživanja

Trendovi razvoja elektroenergetskih sustava jasno ukazuju na činjenicu da će period narednih 5 godina obilježiti razdoblje proizvodnih jedinica baziranih na OIE. U svrhu osiguranja sigurnog i pouzdanog rada EES u takvim uvjetima pogona nužne su značajne investicije u kapitalnu opremu na razini EES ili kao alternativa tome razvoj naprednih metoda upravljanja i vođenja EES kojim će se ti troškovi izbjeći ili u većoj mjeri reducirati. S obzirom na navedene trendove, fokus istraživačke grupe biti će na razvoj naprednih metoda optimizacije i strojnog učenja i njihovoj primjeni u planiranju i vođenju EES s visokim udjelom OIE. U tu svrhu, ciljevi istraživačke grupe biti će usmjereni u nekoliko smjerova:

Optimizacija pogona prijenosnih i distribucijskih mreža s visokim udjelom OIE . U ovom dijelu aktivnosti se odnose na:
- Razvoj metoda za optimalno planiranje razvoja prijenosnih/distribucijskih mreža s visokim udjelom OIE
- Razvoj metoda za optimalno pogonsko upravljanje elektroenergetskim mrežama u svrhu povećanja apsorpcijski sposobnosti sustava u uvjetima aktualne izgrađenosti
- Analizu značaja različitih metoda fleksibilnog upravljanja u svrhu stvaranja uvjeta za energetsku tranziciju EES prema sustavima baziranim na OIE
Optimalno upravljanje mikromrežama. U ovom dijelu aktivnosti se odnose na:
- Primjenu metoda model-prediktivnog upravljanja za optimizaciju rada mikromreže te stvaranja uvjeta za sudjelovanje na tržištu pomoćnih usluga
- Primjenu metoda baziranih na potpomognutom strojnom učenja u svrhu izrade generičkih pristupa za optimalno upravljanje rada mikromrežom
- Primjena metoda strojnog i dubokog učenja u dijagnostici i prognoziranju relevantnih parametara EES-a. Aktivnosti u ovom dijelu odnose se na:
Razvoj metoda za prognoziranje bitnih parametara vezanih za pogon elektroenergetskog sustava poput: potrošnje na tržištu dan unaprijed/unutar dnevnom tržištu, prognoziranje proizvodnje vjetroelektrana/FN elektrana, prognoziranja hidroloških prilika na razini pojedinačnih slivova
- Razvoj metoda baziranih na strojnom učenju i Bayesovoj statistici za prognoziranje i klasifikaciju stanja opreme u elektroenergetskim objektima
- Razvoj metoda baziranih na strojnom učenju za analizu tranzijentne stabilnosti elektroenergetskog sustava
- Razvoj metoda baziranih na strojnom učenju za klasifikaciju kvarova u elektroenergetskom sustavu
Razvoj laboratorija za mikromreže i simulaciju EES-a u realnom vremenu:
- Nabavka opreme kroz druge izvore financiranja u svrhu razvoja mikromreže na kojoj bi se testirali razvijeni algoritmi i metode te implementirala napredni sustavi upravljanja mikromrežom;
- Nabavka opreme za simulaciju rada EES u realnom vremenu na kojoj bi se ispitala mogućnost implementacije razvijenih algoritama te analizirali efekti njihove primjene.

Očekivani rezultati

Predviđa se razvoj naprednih metoda i algoritama za optimalno planiranje razvoja, vođenje i upravljanje EES s visokim udjelom OIE (vjetroelektrane i solarne elektrane). U tu svrhu predviđa se razvoj i simulacija modela mreže na nacionalnom/ regionalnom/lokalnom nivo koji uključuju različite naponske razine. Spomenuti modeli će omogućiti analizu različitih izazova u integraciji novih tehnologija proizvodnje/potrošnje/skladištenja u postojeće EES kao i prijedlog rješenja. Osim navedenog, planira se i razvoj metoda za prognoziranje potrošnje/proizvodnje OIE na različitim vremenskim razinama relevantnim za funkcioniranje tržišta električne energije.

GridS

Fri, 30 Dec 2022 00:00:00 +0000

Sažetak projekta

Grids je projekt o istraživanju mogućnosti primjene inovativnog koncepta upravljanja mikro-mrežama, koji bi implementirao napredne upravljačke tehnike i koji bi bio primjenjiv na globalnoj razini. Projekt se realizira u partnerstvu sa RITA SOLAR d.o.o., IRI d.o.o. i FESB - Fakultetom elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje u Splitu.

Opći cilj projekta

Ovim projektom cilj je razviti tehnologiju, aktivni sustavupravljanja distribucijom električne energije, koji omogućuje prihvat distribuiranih proizvodnih postrojenja, dinamički prekid isporuke električne energije i uvođenje prioritetnog sustava isporuke iste primjenom IKT tehnologije i smart-grid energetskih rješenja. Svrha projekta je ispitati tehnologiju za upravljanje proizvodnjom i potrošnjom električne energije koja bi se temeljila na prediktivnim algoritmima te validirati istu u relevantnom okruženju.

Projekt obuhvaća razvoj sljedećih sustava:

Sustav za integraciju različitih obnovljivih izvora električne energije u jedan upravljivi energetski izvor (Integrator/Agregator)
Sustav za isporuku električne energije te kontrolu potrošnje i maksimalne angažirane snage (Dinamički limitator)
Nadređeni distribuirani upravljački sustav koji održava stabilnost sustava i omogućuje prioritetnu isporuku električne energije