Villamosenergia kutatások trendteremtője lehet a Műegyetem

Átütő sikereket értek el a BME VIK kutatói az európai villamosenergia-hálózatok megbízhatóságában és a nagykereskedelmi energiapiac rugalmasságában.

Több úttörő eredménnyel és további kutatások kiindulópontjaként szolgáló lehetőségekkel zárta a BME és egyben Magyarország egyik legnagyobb egyösszegű európai uniós finanszírozású K+F projektjét a Műegyetem. A Horizon 2020 közösségi kezdeményezésben több mint 21,4 millió euró támogatást elnyert FLEXITRANSTORE projekt  több fókuszterületét is a BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar (BME VIK) szakemberei vezető szakértőként koordinálták.

„Kutatásunk fő célja az volt, hogy különböző szoftverekkel és hardverekkel segítsük a nagyfeszültségű távvezetékek, erőművek és energiatárolók összeurópai villamosenergia-rendszerekbe történő integrálását. Többek között egy dinamikus távvezeték terhelhetőségen alapuló komplex távvezeték menedzsment rendszert dolgoztunk ki. Egy olyan szakértői rendszert, amely valós időben képes meghatározni és modellezni egy adott távvezeték átviteli kapacitását, előrejelzést ad a várható jegesedési eseményekről és azok kockázatáról, valamint a távvezeték terhelhetőségéről. Fejlesztésekkel támogattuk az akkumulátoros energiatárolás egész értékláncát, elősegítettük az átviteli hálózatok és a hagyományos erőművek rugalmasságát, emellett saját megoldást dolgoztunk ki a nagykereskedelmi villamosenergia-piac flexibilitására is” – fejtették ki a nagyszabású nemzetközi projekt főbb fókuszpontjait Hartmann Bálint, a BME VIK Villamos Energetika Tanszék, valamint a Villamos Művek és Energiaátalakítók Csoport habilitált docense, valamint Németh Bálint, a BME VIK Villamos Energetika Tanszék, illetve a Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport csoportvezető egyetemi docense, a FLEXITRANSTORE nevű H2020 program részterületeinek műegyetemi koordinátorai.

Távvezeték menedzsment rendszer koncepciója

A projekt részeként a Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Kutatócsoport szakemberei kifejlesztettek egy jegesedés előrejelző modellt, amely a távvezetékek közelében képes előre jelezni a jegesedés kialakulásának valószínűségét, a potenciális jégréteg típusát, továbbá becslést ad annak vastagságára és az általa okozott pótteher mértékére is. „A kutatóink által kifejlesztett ún. kiterjesztett DLR rendszerben (Dynamic Line Rating, magyarul dinamikus távvezeték terhelhetőség) hangsúlyosabban figyelembe vettük a meteorológiai paramétereket, így az elődeihez képest egy pontosabb és megbízhatóbb eredményeket szolgáltató modellt kaptunk” – ecsetelte a több éves kutatómunka eredményeiről Németh Bálint. Kidolgozott rendszerük további része egy ún. black box DLR modell, amely egy neurális hálóra építve határozza meg a sodronyhőmérsékletet, vagyis a jégképződés szempontjából kritikus paramétert. A műegyetemi kutatók kezdeti elméleti elgondolásait gyors gyakorlati próba követte: a rendszert két európai demonstrációs helyszínen, élesben is tesztelték. A szakemberek időjárásmérő állomásokat, távvezeték monitoring, DLR szenzorokat telepítettek a szlovén Kleče-Logatec 110 kV-os, valamint a bolgár Temenuga-Minzuhar szintén 110 kV-os távvezetékekre: a tesztüzem során finomhangolták a rendszert és folyamatosan gyűjtötték az üzemeltetői tapasztalatokat a modell további fejlesztési irányainak meghatározásához, a begyűjtött adatok pontosságát pedig SCADA rendszer támogatásával validálták. „Végeredményben egy olyan, informatikai szempontból egyetlen architektúrában megvalósuló és bárki számára elérhető platformot dolgoztunk ki, ami Európa-szerte jelentős segítséget nyújthat az átvitelirendszer-irányítóknak a kialakult szűk keresztmetszetek megszüntetésében, valamint az extrém időjárási körülmények okozta káresemények megelőzésében és minimalizálásában” – summázta Németh Bálint.

A FLEXITARNSTORE projekt további munkacsoportjában a BME VIK Villamos Energetika Tanszék villamosenergia-piaccal foglalkozó kutatói egy folytonos kereskedésű napközbeni piaci (IDM – Intraday Market) platform kidolgozására vállalkoztak. Céljuk a villamosenergia-piacok likviditásának és rugalmasságának növelése volt az első, európai piacokat ilyen mértékben és alapossággal elemző kutatásban. „Egy olyan új platformot alakítottunk ki, amely a korábbi merev, túl kevés és túl drága ajánlatokat tartalmazó („száraz”) rendszerrel ellentétben lehetőséget adott sokkal rugalmasabb ajánlattípusok, pl. negyedórás termékek bevezetésére. Olyan intelligens funkciókat és ajánlattípusokat alakítottunk ki, amelyekkel az ajánlattételi stratégiák jelentősen egyszerűsödtek, ezzel együtt csökkent a pénzügyi kockázat és nőtt a piac likviditása is” – ismertette a műegyetemi kutatók további eredményeit a témáért felelős Hartmann Bálint. Szakértői gárdája két demonstrációs piac, Bulgária és Ciprus valós, az éles tőzsdei rendszerekből tükrözött adatainak felhasználásával vette górcső alá a vizsgálandó klíring, azaz a tőzsdei kereskedés során a párosítást végző algoritmust, amelybe folyamatosan, akár korlátlan számban is beérkezhetnek az ún. energiaajánlatok. „A valós rendszerben Bulgária is folytat napközbeni energiakereskedést, ám a projekt indításakor az ország még csak tervezte a negyedórás felbontás bevezetését, míg Ciprus még ennél is egy picit ’hátrébb’ jár: most fekteti le a liberalizált, többszereplős villamosenergia-piac alapjait” – magyarázta Hartmann Bálint a két ország eltérő fejlettségű piaci portfóliójának jellegzetességeiről, amelyek a kutatók számára értékes és széleskörű tapasztalatok összegyűjtésére adtak lehetőséget. Elárulta, hogy végeredményben egy sokkal rugalmasabb, a korábbihoz képest megháromszorozódott mennyiségű ajánlatot tartalmazó, kiegyenlített virtuális piacot modelleztek a műegyetemi kutatók.

A sikerrel és számos innovatív kutatási eredménnyel zárult 4,5 éves H2020 projektben a Műegyetem vezető szakértőként vállalt szerepet, felelt a szakmai demonstrációk előkészítéséért, informatikai és adatkezelési támogatást nyújtott a kidolgozott módszerek és eszközök integrálásához. A széleskörű nemzetközi konzorciumban 31 ipari és akadémiai partner fogott össze, a Műegyetem oldaláról 21 szakértő kutató vett részt a munkában, akik számos idegen nyelvű folyóiratban tették már közzé eredményeiket.

„Következtetéseinket alapul véve szinte valamennyi európai távvezeték üzemeltető már DLR irányba indult el, ami az európai villamosenergia rendszer nagyfokú rugalmasságát és a biztonságosabb energiaellátást vetíti előre” – jegyezte meg Németh Bálint, példaként említve, hogy egy dinamikus rendszer sokkal jobban ellenáll egy olyan nagyfokú terhelésnek, amikor egy Európa északi részén megtermelt energiát délre kell juttatni.

„Szeretnénk arra ösztönözni az európai energiaellátókat, hogy az országhatárok ne jelentsenek akadályt a villamosenergia-kereskedelemben, matematikai optimalizációs módszerekkel és kooperációk révén még jobban használják ki az országok között meglévő kapacitások adta lehetőségeket” – fogalmazta meg véleményét a piac- és termékoptimalizálási lehetőségekről Hartmann Bálint is.

„Büszkék vagyunk az elért eredményre: nemcsak intézményi, hanem széleskörű nemzetközi összefogásra is szükség volt ahhoz, hogy a projektet sikerre vigyük. Nem volt könnyű dolgunk, ugyanis a pályázat benyújtásakor még sokan szkeptikusak voltak azzal kapcsolatban, hogy a műegyetemi kutatók gesztorálhatnak egy ilyen volumenű pályázatot. Ám olyan eredményeket értünk el, amellyel trendteremtőek lettünk, és bebizonyítottuk, hogy a BME-n felhalmozott tudásnak és szakembereknek helyük van a tudományos élvonalban. Nehéz és rögös út vezetett ideáig, aminek meglett az eredménye és lesz folytatása is. Hasonló vállalásokra bíztatjuk az intézményi kollégákat is!” – zárták gondolataikat a FLEXITRANSTORE projekt műegyetemi koordinátorai.

A DLR demó hivatalos oldala: http://www.flexitranstore.eu/Demo-3

A szlovéniai demóról szóló összefoglaló videó a YouTube-on tekinthető meg.

A piaci demóról szóló összefoglaló videó szintén a YouTube-on érhető el.

A jegesedés előrejelző rendszerről szóló publikáció az alábbi linken olvasható.

A folytonos kereskedést megvalósító piaci platform bemutató videója ugyancsak a YouTube-on tekinthető meg.

TZS-KJ

Fotók forrása: FLEXITRANSTORE projekt