Návrh modelu smart grid.

Jan Vysocký

Bachelor's thesis

Design of model of smart grid.

Abstract:

Náplní této bakalářské práce je navrhnout a vytvořit fyzický model, maketu chytré elektrizační sítě. Tento model je navržen tak, aby vizuálně zobrazil tok energií ve vedeních distribuční soustavy vybavené telekomunikačními a datovými sítěmi pro moderní řízení sítě. Vytvořená síť obsahuje všechny prvky, se kterými je uvažováno v teoretických modelech chytrých distribučních sítí. Na modelu najdeme distribuované elektrárny, lokální mikrosíť vytvořenou z vilové čtvrti, sídliště představující odběr střední velikosti a továrnu představující velkoodběr. Dále na modelu najdeme centrální akumulátor pro řízení výkonové rovnováhy sítě a elektrické vedení napojení na napájecí nadřazenou elektrizační soustavu. Vizualizace modelu je provedena tak, aby byl model maximálně názorný a bylo ho možné použít jako výukový materiál pro prvotní seznámení se s fungováním a topologií chytré sítě. Vizuální prvky modelu jsou ztvárněny LED diodami a malými DC motorky, vše je řízeno pomocí řídící desky elektroniky přímo vytvořené pro řízení tohoto modelu. Mikroprocesor řídící desky je naprogramován tak, že model pracuje v několika módech lišících se momentálním výkonem distribuovaných elektráren. Textová část bakalářské práce obsahuje v první části teoretické pojednání o chytrých sítích a v části druhé popis vytvořeného modelu, popis jeho funkčních stavů, schémata plošných spojů použitých na modelu, fotografie detailů jednotlivých částí a obrázky ze samotného návrhu částí modelu.

Abstract:

The aim of this bachelor thesis is to design and create a physical model of smart electricity grid. This model is designed to visually show the energy flow in the lines of distribution grid which is equipped with telecommunication and data networks for advanced network management. A network contains of all the elements which are anticipated in theory of smart grids. In the model there we can find a distributed generation, a local micro grid which is formed from a residential area, a settlement representing the medium-volume consumer and a factory representing high-volume consumption. Furthermore, on the model we can find the central battery serving for power balance management and the connection to the superior power electricity grid. The visualization of the model is performed so that the model clearly provides the understanding of the smart grid model. It is possible to use the model as a learning material for initial familiarization with the operation and the topology of the smart grid. The model is equipped with various visual elements: there are LEDs and small DC motors. Everything is controlled by the control board directly created for the managing this model. The microprocessor of the control board is programmed so that the model works in several modes with various value of electric power generated by the distributed generators. The text part of the bachelor thesis is divided into two parts. The first part contains theoretical analysis of the smart grids. The second part deals with the physical model: there is the model description, the description of its functional modes, schematics of circuit boards which were used in the model, details pictures of the model individual parts and drawings created during the design phase of the model creation process.

Keywords

Chytrá síť, chytrý elektroměr, přenosová soustava, distribuční soustava, elektrizační soustava, elektromobil, zařízení pro uskladnění energie, mikro síť, virtuální elektrárna, výroba elektrické energie, přenos elektrické energie, distribuce elektrické energie, řízení elektrizační soustavy, trh s elektřinou, spotřeba elektrické energie

Keywords

Smart grid, Smart electricity meter, transmission grid, distribution grid, electricity system, electric car, equipments for energy storage, micro grid, virtual power plant, generation of electric energy, transmission of electric energy, distribution of electric energy, electricity system management, electricity market, electric energy consumption

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2015
• Supervisor: Lukáš Prokop
• Reader: Jindřich Stuchlý

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Bachelor programme / field:
Elektrotechnika / Elektroenergetika