Streszczenie projektu:

Obecny stan rozwoju technologii umożliwia realizację różnych usług systemowych za pośrednictwem magazynów energii (ME). Jakość usług oferowana przez ME jest nieosiągalna dla klasycznych metod stosowanych dotychczas. Zgodnie z przyjętą polityką UE, w najbliższej przyszłości można spodziewać się m.in. dynamicznego rozwoju sektora e-mobilności, co bezpośrednio będzie związane z pojawieniem się na rynku energii elektrycznej nowych typów obciążeń. Rewolucyjne zmiany związane z rozwojem technologii w zakresie e-mobilności wymagają opracowania nowych usług systemowych oferowanych przez Operatorów Systemu Dystrybucyjnego (OSD). W ramach projektu EnergyStore przeprowadzone zostaną badania przemysłowe i eksperymentalne prace rozwojowe, których celem jest opracowanie innowacyjnych usług systemowych realizowanych z wykorzystaniem magazynów energii, o parametrach jakościowych nieosiągalnych przy pomocy klasycznych metod. W ramach projektu planowane jest zbudowanie zasobników w najbardziej obiecujących technologiach (akumulatory litowo-żelazowe LFP (LiFePO4), akumulatory litowo-tytanowe LTO, akumulatory niklowo-cynkowe NiZn, superkondensatory EDLC, superkondensatory LIC) o parametrach umożliwiających świadczenie poszczególnych typów usług z zakresu poprawy jakości energii elektrycznej w sieciach nN.

Cel projektu:  opracowanie i testowanie strategii i metod, w tym również biznesowych, wykorzystania magazynów energii w sieciach elektroenergetycznych w celu poprawy jakości i efektywności wykorzystania energii elektrycznej oraz rozwoju oferty produktowej dla klientów.

Planowane efekty:  wybór optymalnej technologii magazynowania energii, przyczyni się do wyrównania wahań mocy, częstotliwości, asymetrii napięcia, harmonicznych napięcia (THD) i prądu, przerw w zasilaniu spowodowanych nieciągłością pracy urządzeń eksploatacyjnych.

Wartość projektu:  7 238 690 zł brutto

Wkład UE: 3 268 590,33 zł

Data podpisania umowy o dofinansowanie: 10.11.2017 r.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.12.2017 r.:

1. Opracowano środowiska do badań laboratoryjnych komponentów magazynów energii.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.03.2018 r.:

1. Wyznaczono zestaw parametrów oraz charakterystyk zależności pomiędzy poszczególnymi parametrami dla badanych typów zasobników bateryjnych.  Dane te nie są dostarczane przez producentów zasobników natomiast są istotne w kontekście optymalizacji sterowania magazynami energii.
2. Opracowano wyniki badań parametrów jakości energii w potencjalnych lokalizacjach wybranych dla magazynów energii, które będą bazą dla analiz porównawczych.
3. Opracowano rekomendacje technologii zasobników bateryjnych do realizacji poszczególnych usług systemowych.
4. Opracowano wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych interfejsów energoelektronicznych oraz wyniki analiz porównawczych topologii przekształtników oraz technologii łączników energoelektronicznych w kontekście realizacji poszczególnych usług systemowych.
5. Wykonano badania symulacyjne oraz eksperymentalne łączników półprzewodnikowych SiC i GaN mające na celu analizę możliwości optymalizacji strat łączeniowych oraz gabarytów i masy interfejsów energoelektronicznych magazynów energii.
6. Opracowano rekomendacje interfejsów energoelektronicznych dla realizacji poszczególnych usług systemowych.
7. Wyznaczono nowe, dedykowane metody sterowania magazynów energii pozwalające na realizację poszczególnych usług systemowych.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.06.2018 r.:

1. Wyznaczono zestaw parametrów oraz charakterystyk zależności pomiędzy poszczególnymi parametrami dla badanych typów zasobników bateryjnych.
2. W wytypowanych dla realizacji poszczególnych usług systemowych lokalizacjach wykonano długotrwałe rejestracje parametrów jakości energii elektrycznej.
3. Opracowano rekomendacje techniczne dotyczące wykorzystania badanych technologii zasobników bateryjnych do realizacji poszczególnych usług systemowych.
4. Wykonano badania symulacyjne przekształtników energoelektronicznych AC/DC oraz DC/DC planowanych do wykorzystania jako interfejsy energoelektroniczne magazynów energii oraz badania symulacyjne oraz eksperymentalne łączników półprzewodnikowych SiC i GaN mające na celu analizę możliwości optymalizacji strat łączeniowych oraz gabarytów i masy interfejsów energoelektronicznych magazynów energii.
5. Opracowano rekomendacje techniczne dotyczące interfejsów energoelektronicznych dedykowanych poszczególnym usługom systemowym.
6. Opracowane dedykowane metody sterowania magazynów energii zostały zweryfikowane w układzie do szybkiego prototypowania.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.09.2018 r.:

1. Ukończono realizację małoskalowych magazynów energii elektrycznej w rekomendowanych na podstawie wcześniejszych analiz technologiach, przewidywanych w ramach realizacji pięciu małoskalowych modeli magazynów energii.
2. Potwierdzono spełnianie zakładanych parametrów technicznych podczas testów w warunkach laboratoryjnych.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.12.2018 r.:

1. Ukończono prace związane z realizacją wdrożenie innowacyjnych modeli zarządzania magazynami, na małoskalowych modelach magazynów energii.
2. Przygotowano publikację: „Autonomous Model of Cyber-Physical Power System for Energy Storage Testing”, którą przedstawiono do recenzji w czasopiśmie IEEE Access (IF=3,6).

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.03.2019 r.:

1. Ukończono prace stanowiące wsad merytoryczny do dialogu technicznego.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.06.2019 r.:

Zrealizowano badania eksperymentalne w symulowanych warunkach rzeczywistych, weryfikujące efektywność rekomendowanych rozwiązań technicznych oraz skuteczności opracowanych modeli zarządzania magazynów energii.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.09.2019 r.:

Obecnie realizowane są prace w ramach zadania WP4 „Badania pełnoskalowych prototypów magazynów energii na platformach badawczych w warunkach operacyjnych”

Na podstawie informacji uzyskanych w trakcie dialogu technicznego doprecyzowano specyfikację techniczną pięciu modułowych, pełnoskalowych prototypów magazynów energii opartych na: superkondensatorach dwuwarstwowe (EDLC), superkondensatorach, bateriach: litowo-jonowych (LIC), litowo-żelazowo-fosforowych (LFP), litowo-tytanowych (LTO), kwasowych (VRLA).

Analiza możliwości technicznych potencjalnych dostawców wykazała, że możliwa jest kompleksowa realizacja dostawy, bez konieczności dopuszczania składania ofert cząstkowych.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.12.2019 r.:

Określono ostateczne modyfikacje zapisów dot. „Specyfikacji technicznej pięciu modułowych, pełnoskalowych prototypów magazynów energii opartych na: superkondensatorach dwuwarstwowe (EDLC), superkondensatorach, bateriach: litowo-jonowych (LIC), litowo-żelazowo-fosforowych (LFP), litowo-tytanowych (LTO), kwasowe (VRLA)”.

Na podstawie analiz w ramach badań przemysłowych jak i wyników dialogu technicznego opracowano dokumentacje do przetargu nieograniczonego związanego z dostarczeniem Kompletu elementów do budowy prototypów magazynów energii na stałe zabudowanych w prototypach.

Kontynuowane są prace w ramach badania pełnoskalowych prototypów magazynów energii na platformach badawczych w warunkach operacyjnych

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.06.2020 r.:

Przygotowano nowe postępowanie z negocjacjami w celu opracowania ostatecznego kształtu SIWZ. Na podstawie negocjacji opracowane zostaną zapisy SIWZ co pozwoli na udział w postępowaniu wielu potencjalnych oferentów. Dzięki procedurze z negocjacjami oraz korektom budżetu projektu, połączonym z wydłużeniem terminu zakończenia, zakładane w projekcie cele będą mogły zostać zrealizowane. Zaplanowano bezpośrednie negocjacje na 15 lipca wraz z zachowaniem procedur związanych z przeciwdziałaniem zagrożeniu pandemicznemu. 

Kontynuowane są prace w ramach badania pełnoskalowych prototypów magazynów energii na platformach badawczych w warunkach operacyjnych

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.12.2020 r.:

Wykonano przekształtniki energoelektroniczne realizujące funkcje interfejsów zasobników energii elektrycznej oraz planowane dla poszczególnych lokalizacji i technologii bateryjnych usługi systemowe. Przeprowadzono testy uruchomieniowe i podstawowe badania funkcjonalne w warunkach laboratoryjnych. Badaniom poddano przekształtniki dedykowane wszystkim typom magazynów realizowanych w ramach projektu.

Zrealizowano zasobnik bateryjny w technologii VRLA. W najbliższym czasie oczekiwane są dostawy pozostałych typów baterii.

Realizowane są również prace przygotowawcze w poszczególnych lokalizacjach magazynów energii elektrycznej. Dla wszystkich lokalizacji przekazano place budowy wykonawcy.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.03.2021 r.:

Wykonano badania magazynów energii, we wszystkich technologiach bateryjnych będących przedmiotem projektu. Badania wykonano w warunkach laboratoryjnych symulujących warunki rzeczywiste. Potwierdzono realizację usług systemowych dla poszczególnych technologii bateryjnych.

Ukończono prace przygotowawcze w poszczególnych lokalizacjach magazynów energii elektrycznej. Dla wszystkich lokalizacji zgłoszono gotowość do instalacji magazynów. Przygotowano plan odbiorów oraz powołano komisje do spraw odbiorów.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.06.2021 r.:

Przeprowadzono odbiory techniczne wszystkich magazynów energii w wytypowanych lokalizacjach: magazyn z bateriami LTO w Zielonej Górze, magazyn VRLA w Bydgoszczy, EDLC w Gubinie, LIC w Pogorzelicy oraz LFP w Opalenicy. Magazyny zostały włączone są do sieci dystrybucyjnej niskiego napięcia Enei Operator. Wykonano wstępne testy skuteczności realizowanych usług systemowych magazynów energii w warunkach rzeczywistych.

Wyniki wstępnych badań skuteczności algorytmu stabilizacji odbiorników niespokojnych były podstawą artykułu naukowego „Low voltage energy storage based on different battery technologies for precise system services”  w czasopiśmie Applied Energy.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.09.2021

Realizowane są badania efektywności świadczenia usług systemowych z wykorzystaniem magazynów pełnej mocy w wytypowanych lokalizacjach: magazyn z bateriami LTO w Zielonej Górze, magazyn VRLA w Bydgoszczy, EDLC w Gubinie, LIC w Pogorzelicy oraz LFP w Opalenicy.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.10.2021

Przeprowadzono pomiary parametrów jakości dostawy energii elektrycznej w punktach przyłączenia magazynów energii w celu jednoznacznej weryfikacji możliwość realizacji założonych usług systemowych za pomocą opracowanych pełnoskalowych prototypów w warunkach rzeczywistych. Wszystkie parametry istotne z punktu widzenia analizy zmierzone zostały jednocześnie oraz zsynchronizowane, umożliwiając różnego rodzaju analizy korelacyjne współzależności pomiędzy dowolnie wybranymi parametrami. Zagregowane dane pomiarowe posłużyły do opracowania wyników weryfikujących realizację wybranych usług systemowych za pomocą wskazanej technologii magazynowania energii. Rekomendacje dotyczące potencjału aplikacyjnego poszczególnych technologii magazynowania w kontekście świadczonej usługi systemowej obejmowały analizę parametrów technicznych oraz ekonomicznych. Przeprowadzano zarówno analizy kosztów inwestycyjnych jak i operacyjnych.

Na koniec etapu i projektu, został osiągnięty kamień milowy w postaci zweryfikowanych, pełnowymiarowych prototypów magazynów energii w warunkach rzeczywistych odpowiadający poziomowi gotowości technologicznej - TRL IX.

Na podstawie uzyskanych wyników przygotowano publikację naukową „Low voltage energy storage based on different battery technologies for precise system services” przesłaną do recenzji w prestiżowym czasopiśmie wydawnictwa Elsevier: Renewable & Sustainable Energy Reviews.

Innovative system services for energy storage - increasing the quality and efficiency of electricity usege

A summary of the project:

The current state of technology development enables the implementation of various system services through energy stores (ES). The quality of services offered by ES is unattainable for the classic methods used so far. In line with the adopted EU policy, in the near future you can expect dynamic development of the e-mobility sector, which will be directly related to the emergence of new types of loads on the electricity market. Revolutionary changes related to the development of technologies in the field of e-mobility require the development of new system services offered by Distribution System Operators (DSO). As part of the EnergyStore project, industrial research and experimental development works will be carried out. The aim of which is to develop innovative system services realized with the use of energy storage, with qualitative parameters unattainable using classical methods. As part of the project, it is planned to build storage tanks in the most promising technologies (LFP lithium-iron batteries (LiFePO4), LTO lithium-titanium batteries, NiZn nickel-zinc batteries, EDLC supercapacitors, LIC supercapacitors) with parameters enabling the provision of specific types of services in the field of quality improvement electricity in low voltage networks.

Aim of the project: development and testing strategies and methods (including business) of the use of energy storage in electricity grids in order to improve the quality and efficiency of electricity use and the development of the product offer for customers.

Planned effects: choosing the optimal energy storage technology which will help compensate power fluctuations, frequencies, voltage asymmetries, voltage harmonics, interruptions in power supply caused by discontinuity of operating equipment.

Project value: PLN 7 238 690

EU contribution: PLN 3 268 590.33

Date of signing the contract for co-financing: 10th November 2017

Progress of the project - as of 31/12/2017:

1. An environment for laboratory testing of energy storage has been developed.

Progress of the project - as of 30/03/2018:

1. A set of parameters has been determined and the relationships between individual parameters for the studied battery resources are characterized. These data are not made available by producers that are relevant in the context of changes in energy storage management.

2. Tests of the energy quality parameters in selected locations (which are available for comparative analyzes) have been developed.

3. Technical recommendations were developed regarding the use of the investigated battery technologies for the implementation of individual system services.

4. The results of simulation tests, experimental interfaces, comparative topology of converters and power electronic linker technologies in the context of system services were developed.

5. Simulation and experimental studies of SiC and GaN semi-connectors were performed (in order to take into account the functions of the available connections of the strategy as well as the dimensions and mass interfaces of power electronics).

6. Power electronic interfaces for the specific system services have been implemented.

7. New dedicated methods were created for controlling energy storege systems.

Progress of the project - as of 30/06/2018:

1. A set of parameters has been determined and the relationships between individual parameters for the studied battery resources are characterized.

2. Completed registrations of electricity quality were carried out in the selected locations.

3. Technical recommendations were developed regarding the use of the tested Battery resource technologies for the implementation of specific system services.

4. Set of tests were performed for AC/DC and DC/DC power converters (planned for use as power electronic interfaces of energy storage). Moreover, experimental tests for SiC and GaN semiconductors were performed.

5. Technical recommendations were developed for the power electronics interface dedicated to individual system services.

6. The dedicated methods of controlling energy storage have been developed in a system for rapid prototyping.

Progress of the project - as of 30/09/2018:

1. The implementation of small-scale electricity storage was completed, anticipated as part of the implementation of five small-scale energy storage models.

2. Compliance with the assumed technical parameters during tests in laboratory conditions has been confirmed.

Progress of the project - as of 31/12/2018:

1. Works related to the implementation of energy storage (small-scale models) have been completed.

2. A publication was prepared: "Autonomous model of a cyber-physical power system for energy storage testing", which is presented in the IEEE Journal (IF = 3.6).

Progress of the project - as of 31/03/2019:

1. The works constituting input for technical dialogue have been completed.

Progress of the project - as of 30/06/2019:

1. Experimental research was carried out in simulated reality conditions, verifying the effectiveness of the recommended technical solutions.

Progress of the project - as of 30/09/2019:

Currently, work is carried out under the WP4 task "Research on full-scale prototypes of energy storage on research platforms in operational conditions"

Based on the information obtained during the technical dialogue, the technical specification has been clarified for full-scale prototypes of energy storage and is based on: double-layer supercapacitors (EDLC), supercapacitors, lithium-ion (LIC) batteries, lithium-iron-phosphorus (LFP), lithium-titanium batteries (LTO), acidic (VRLA).

An analysis of the technical capabilities of potential suppliers has shown that comprehensive delivery can be carried out without partial offers.

Progress of the project – as of 31/12/2019:

The Final modifications of the provisions concerning Technical specification of five modular, full-scale prototypes of energy storage based on double-layer supercapacitors (EDLC), supercapacitors, lithium-ion (LIC), lithium-iron-phosphorus (LFP), lithium-titanium (LTO), acid (VRLA) batteries ".

Based on the analyzes of industrial research and the results of the technical dialogue, documentation was prepared for an unlimited tender related to the delivery of a set of elements for the construction of prototypes of energy storage permanently built into the prototypes.

We proceed work on "Research on full-scale prototypes of energy storage on research platforms in operational conditions"

Progress of the project – as of 30/06/2020:

A new negotiation procedure was prepared in order to develop the final form of the Terms of Tender. On the basis of the negotiations, the provisions of the Terms of Tender will be prepared, which will allow the participation of many potential bidders in the procedure. Through the procedure with negotiations and corrections to the project budget, combined with the extension of the deadline for completion, the objectives assumed in the project will be able to be achieved. Direct negotiations are planned for July 15th, along with the procedures related to counteracting the pandemic threat.

We proceed work on "Research on full-scale prototypes of energy storage on research platforms in operational conditions"

Progress of the project – as of 31/12/2020:

Power electronic converters were made to perform the functions of electricity storage interfaces and system services planned for individual locations and battery technologies.  Commissioning tests and basic functional tests were carried out in laboratory conditions. The tests covered converters dedicated to all types of energy storage implemented under the project. A battery tray in the VRLA technology was implemented. Deliveries of other types of batteries are expected shortly. Preparatory work is also carried out at individual electricity storage locations. The construction sites at all locations have been handed over to the contractor

Progress of the project – as of 31/03/2021:

Tests of energy storage in all battery technologies being the subject of the project were execute. The tests were carried out in laboratory conditions simulating realistic conditions. The implementation of system services for individual battery technologies was confirmed.

Preparatory work has been finalized at individual electricity storage locations. Readiness to install warehouses has been reported for all places. A commissioning plan was prepared as well as commissioning committees were appointed.

Progress  of the project – as of 30/06/2021:

Technical acceptance of all energy storage was carried out in selected locations: LTO battery warehouse in Zielona Góra, VRLA warehouse in Bydgoszcz, EDLC in Gubin, LIC in Pogorzelica, also LFP in Opalenica. The warehouses are connected to the low voltage distribution network of the Enea Operator. Initial tests of the effectiveness of the realized energy storage system services in real conditions were performed.

The results of the preliminary research on the effectiveness of the stabilization algorithm of restless receivers were the basis of the scientific article "Low voltage energy storage based on different battery technologies for precise system services" in the Applied Energy journal.

Progress of the project - as of 30/09/2021:

Research on the effectiveness of system services is carried out with the use of full storage capacity in selected locations: LTO battery type in Zielona Góra, VRLA in Bydgoszcz, EDLC in Gubin, LIC in Pogorzelica and LFP in Opalenica.

Progress of the project - as of 31/10/2021:

Quality measurements of electricity supply parameters were carried out at the connection points of energy storage facilities in order to unequivocally verify the possibility of implementing the assumed system services by means of developed full-scale prototypes in real conditions. All parameters relevant, were measured simultaneously and synchronized, enabling various types of correlation analyzes of interdependencies between any selected parameters. Aggregated measurement data was used to develop the results verifying the implementation of selected system services using the indicated energy storage technology. Recommendations regarding the application potential of individual storage technologies in the context of the provided system service included the analysis of technical and economic parameters. Moreover, analyzes of both investment and operating costs were carried out.

At the end of the stage and the finals of the project, a milestone was achieved in the form of verified, full-size prototypes of energy storage in real conditions, corresponding to the technological readiness level - TRL IX.

On the basis of the obtained results, a scientific publication "Low voltage energy storage based on different battery technologies for precise system services" was prepared and sent for review in the prestigious journal of the Elsevier publishing house: Renewable & Sustainable Energy Reviews.

Streszczenie projektu:

W ramach projektu przeprowadzone zostaną badania przemysłowe i eksperymentalne prace rozwojowe zaplanowane w trzech etapach. W ramach prac etapu I i II powstanie m.in. system pomiarowy ciągłego monitorowania jakości dostawy energii elektrycznej zbudowany w oparciu
o rozproszone urządzenia pomiarowe – analizatory jakości energii elektrycznej. Natomiast w ramach etapu III zostanie opracowany nadrzędny system MoBiSys, którego zadaniem będzie bilansowanie mocy energii i monitorowanie wskaźników jakości dostawy energii elektrycznej w ramach sieci EO.

Cel projektu:

Zbudowanie nadrzędnego systemu MoBiSys, którego zadaniem będzie ciągłe bilansowanie mocy i energii oraz monitorowanie wskaźników jakości dostawy energii elektrycznej w ramach sieci dystrybucyjnej ENEA Operator.

Planowane efekty:

Budowa systemu MoBiSys jest jednym z istotnych filarów wdrażania koncepcji inteligentnych sieci elektroenergetycznych smart grids. Wskutek realizacji projektu EO będzie posiadała innowacyjne narzędzie, umożliwiające bieżące bilansowanie energii w interwałach czasowych 10-min., 15-min., godzinnych. Dotychczas możliwe było bilansowanie wolumenowe za okres tygodniowy, dekadowy czy miesięczny. System MoBiSys umożliwi regulowanie całego systemu przesyłowego według zadanych funkcji celu, np. minimalizacji kosztu wytworzenia energii.

Wartość projektu: 6 079 451,73 zł

Wkład UE: 2 629 619,54 zł

Data podpisania umowy: 30.11.2018 r.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.12.2022

1. W ramach zadania 5 kontynuowano proces agregacji danych pochodzących z analizatorów jakości energii elektrycznej (stacjonarnych, mobilnych oraz PMU zainstalowanych w punkach przyłączenia RZE i OZE oraz odbiorców energii elektrycznej). Przeprowadzono testy użytkowe instalacji pilotażowej systemu monitorowania jakości dostawy energii elektrycznej oraz ciągłego bilansowania mocy i energii wprowadzanej do systemu elektroenergetycznego przez rozproszone źródła i zasobniki energii elektrycznej oraz rozbudowano ją o nowe funkcjonalności. W ramach projektu kontynuowano również proces agregacji danych pogodowych i prognoz pogody na potrzeby procedur prognozowania produkcji energii z OZE. Dodatkowo w ramach trzeciego etapu umowy zawartej z dostawcą systemu MobiSysy opracowano wspólnie narzędzie algorytmiczne pozwalające na interpretację uzyskiwanych wyników. Projekt zakończony.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.10.2022

1. W ramach zadania 5 zbudowano i uruchamiano instalację pilotażową systemu monitorowania jakości dostawy energii elektrycznej oraz ciągłego bilansowania mocy i energii wprowadzanej do systemu elektroenergetycznego przez rozproszone źródła i zasobniki energii elektrycznej. Zgodnie z założeniami poczynionymi w projekcie do testów wykorzystywane są rzeczywiste dane pomiarowe pozyskane z analizatorów jakości energii (stacjonarnych, mobilnych i PMU) zainstalowanych w wytypowanych na podstawie wcześniejszych analiz punkach przyłączenia RZE i OZE oraz odbiorców energii elektrycznej. Agregowane i wykorzystywane są również dane pogodowe (archiwalne jak i aktualne dla poszczególnych lokalizacji) i prognozy pogody na potrzeby procedur estymacji produkcji energii z OZE.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.07.2022

1. W ramach zadania 5 są budowane i systematycznie uruchamiane elementy instalacji pilotażowej systemu monitorowania jakości dostawy energii elektrycznej oraz ciągłego bilansowania mocy i energii wprowadzanej do systemu elektroenergetycznego przez rozproszone źródła i zasobniki energii elektrycznej. Do testów wykorzystywane są rzeczywiste dane pomiarowe pozyskane z analizatorów jakości energii (stacjonarnych i mobilnych) zainstalowanych w punkach przyłączenia RZE i OZE oraz odbiorców energii elektrycznej. Agregowane i wykorzystywane są również dane pogodowe (archiwalne jak i aktualne dla poszczególnych lokalizacji) i prognozy pogody na potrzeby procedur estymacji produkcji energii z OZE.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.04.2022 r.

1. W ramach zadania 5 budowana jest instalacja pilotażowa systemu monitorowania jakości dostawy energii elektrycznej oraz ciągłego bilansowania mocy i energii wprowadzanej do systemu elektroenergetycznego przez rozproszone źródła i zasobniki energii elektrycznej. Do testów wykorzystywane są rzeczywiste dane pomiarowe pozyskane z analizatorów jakości energii (stacjonarnych i mobilnych) zainstalowanych w punkach przyłączenia RZE i OZE oraz odbiorców energii elektrycznej. Agregowane i wykorzystywane są również dane pogodowe (archiwalne jak i aktualne dla poszczególnych lokalizacji) i prognozy pogody na potrzeby procedur estymacji produkcji energii z OZE.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.01.2022 r.

1. W ramach zadań 3 i 4 zakończono proces agregacji danych pochodzących z różnych źródeł energii, stacji pogodowych a także ze strony popytowej.
2. W ramach zadania 5 budowana jest instalacja pilotażowa systemu monitorowania jakości dostawy energii elektrycznej oraz ciągłego bilansowania mocy i energii wprowadzanej do systemu elektroenergetycznego przez rozproszone źródła i zasobniki energii elektrycznej. Do testów wykorzystywane są rzeczywiste dane pomiarowe pozyskane z analizatorów jakości energii zainstalowanych w punkach przyłączenia RZE i OZE oraz odbiorców energii elektrycznej. Przygotowywane są również źródła danych pogodowych i prognoz pogody na potrzeby procedur prognozowania produkcji energii z OZE.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.10.2021 r.

1. W ramach zadań 3 i 4 kontynuowany jest proces agregacji danych pochodzących z różnych źródeł energii, stacji pogodowych a także ze strony popytowej. Agregowane dane są również wykorzystywane w procesie opracowywania demonstratora systemu prognozowania generacji ze źródeł odnawialnych.
2. W ramach zadania 5 kontynuowana jest budowa instalacji pilotażowej systemu monitorowania jakości dostawy energii elektrycznej oraz ciągłego bilansowania mocy i energii wprowadzanej do systemu elektroenergetycznego przez rozproszone źródła i zasobniki energii elektrycznej. Do testów wykorzystywane są rzeczywiste dane pomiarowe pozyskane z analizatorów jakości energii zainstalowanych w punkach przyłączenia RZE i OZE oraz odbiorców energii elektrycznej.
3. Przygotowywane są również źródła danych pogodowych i prognoz pogody na potrzeby procedur prognozowania produkcji energii z OZE. Prognozy pogody pozyskiwane są automatycznie od profesjonalnego dostawcy jakim jest IMGW. Prognozy mają horyzont 48h, przesyłane są co 6h i mają interwał 1h. Wnioskodawca zakłada, że do końca listopada 2021 zostanie ogłoszony przetarg w wyniku którego wyłoniony zostanie wykonawca systemu MobiSys. Dodatkowo na potrzeby budowy systemu MobiSys Wnioskodawca prowadzi postępowanie, którego celem jest wyłonienie dostawcy mobilnych analizatorów jakości energii elektrycznej.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.07.2021

1. W ramach zadań 3 i 4 kontynuowany jest proces agregacji danych pochodzących ze źródeł energii, stacji pogodowych a także ze strony popytowej. Dane swoim zakresem obejmują:
   1. dla strony wytwórczej: typ i moc źródła energii elektrycznej, jego miejsce w systemie elektroenergetyczny, historyczne i bieżące dane dotyczące produkowanej energii oraz historyczne i aktualne dane pogodowe;
   2. dla strony popytowej: miejsce odbiorcy w systemie elektroenergetycznym, typy zainstalowanych urządzeń, dane historyczne dot. pobieranej energii, dane historyczne w zakresie jakości energii elektrycznej w miejscu podłączenia do systemu.

Ww. dane są wykorzystywane w procesie oceny wskaźników jakości dostawy energii elektrycznej (JDEE) w wybranych punktach systemu elektroenergetycznego Enea Operator a także w procesie weryfikacji i optymalizacji (dla różnych obiektów oszacowano precyzję systemu prognozowania) modeli prognostycznych systemu prognozowania generacji energii ze źródeł odnawialnych (który jest elementem systemu nadrzędnego).

1. Agregowane dane są również wykorzystywane w procesie opracowywania demonstratora systemu prognozowania generacji ze źródeł odnawialnych. Zaproponowane narzędzie prognozowania może zostać wdrożone w taki sposób, aby umożliwiało współdziałanie z innymi systemami po zasileniu go wymaganym zbiorem danych uczących oraz weryfikacyjnych..
2. W ramach zadania 5 budowana jest instalacja pilotażowa systemu monitorowania jakości dostawy energii elektrycznej oraz ciągłego bilansowania mocy i energii wprowadzanej do systemu elektroenergetycznego przez rozproszone źródła i zasobniki energii elektrycznej. Zaawansowanie prac nad systemem nadrzędnym pozwala na prowadzenie jego pierwszych testów funkcjonalnych. System nadrzędny wykonywany jest z możliwością skalowalności i rozbudowy. Do testów wykorzystywane są rzeczywiste dane pomiarowe pozyskane z analizatorów jakości energii zainstalowanych w punkach przyłączenia RZE i OZE oraz odbiorców energii elektrycznej.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.04.2021 r

1. W ramach zadań 3 i 4 agregowano dane źródeł objętych obszarem badań (dane swoim zakresem obejmują m.in. wielkości generowanych mocy) oraz informacje pogodowe pochodzące ze stacji pogodowych, z systemu SCADA jak i serwisów pogodowych. Dane swoim zakresem obejmują stronę wytwórczą – typ i moc źródła energii elektrycznej, jego miejsce w systemie elektroenergetyczny, historyczne i bieżące dane dotyczące produkowanej energii oraz historyczne i aktualne dane pogodowe. Ewidencja swoim zakresem obejmuje również stronę odbiorczą (miejsce odbiorcy w systemie elektroenergetycznym, typy zainstalowanych urządzeń, dane historyczne dot. pobieranej energii, dane historyczne w zakresie jakości energii elektrycznej w miejscu podłączenia do systemu). Ww. informacje są wykorzystywane w procesie weryfikacji i optymalizacji prognostycznych modeli pogodowych, które w formie modułu są elementem systemu nadrzędnego. Dane te są również wykorzystywane w procesie opracowywania demonstratora systemu prognozowania generacji ze źródeł odnawialnych.
2. W ramach zadania 5 Budowana jest instalacja pilotażowa systemu monitorowania jakości dostawy energii elektrycznej oraz ciągłego bilansowania mocy i energii wprowadzanej do systemu elektroenergetycznego przez rozproszone źródła i zasobniki energii elektrycznej
3. W ramach zadania przedstawiono również procedurę funkcjonalną pozwalającą na bilansowanie mocy i energii, zaproponowano też przykładowy sposób analizy pracy monitorowanych źródeł energii i odbiorców. Do testów wykorzystywane są rzeczywiste dane pomiarowe pozyskane z analizatorów jakości energii zainstalowanych w punkach przyłączenia RZE i OZE oraz odbiorców energii elektrycznej.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.01.2021 r.

1. W ramach zadania 3 kontynuowano analizy, których celem był wybór optymalnych miejsc do instalacji analizatorów w odniesieniu do topologii sieci, typu obciążenia, liczby oraz typu OZE oraz warunków specyficznych dla danego obszaru sieci. Kontynuowano również analizy dotyczące wyboru punktów/obiektów/odbiorców pod katem możliwości przeprowadzenia przesiewowych pomiarów z zastosowaniem analizatorów jakości energii elektrycznej.
2. Celem prac w ramach zadania 4 było m.in. przedstawienie opisu bieżących oraz historycznych parametrów sieci (moc, energia), pogodowych, prognostycznych dla wytypowanych elektrowni. Zrealizowano zdalny dwukierunkowy dostęp do analizatorów umożliwiający podgląd aktualnych pomiarów oraz zdalną rekonfigurację z zachowaniem standardów bezpieczeństwa OSD. W ramach zadania przedstawiono zagadnienia dotyczące koncepcji i założeń funkcjonalnych dla systemu prognozowania generacji energii z odnawialnych źródeł, opisano warunki niezbędne do budowy modeli prognostycznych, przeanalizowano struktury sieci neuronowych pod katem predykcji warunków pogodowych i produkcji energii ze źródeł rozproszonych (wiatrowych i słonecznych). Wyżej wymienione analizy były podstawą do budowy modeli prognostycznych, które zostaną zaimplementowane w docelowym systemie MoBiSys.
3. Dodatkowo w celu zademonstrowania przykładowego sposobu działania modułu prognozowania generacji energii z OZE oraz jego funkcjonalności opracowano oryginalnąaplikację.
4. W ramach zadania 5 opracowano koncepcję systemu monitorowania jakości dostawy energii elektrycznej oraz ciągłego bilansowania mocy i energii wprowadzanej przez OZE i zasobniki energii.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.10.2020 r.

1. Celem analiz realizowanych w ramach zadania 3 był wybór optymalnych miejsc do instalacji analizatorów w odniesieniu do topologii sieci, typu obciążenia, liczby oraz typu OZE oraz warunków specyficznych dla danego obszaru sieci. Dla wybranych lokalizacji przeprowadzona została również inwentaryzacja wyposażenia techniczno-pomiarowego agregowanych źródeł/zasobników energii wchodzących w skład wirtualnej elektrowni, będącej podstawą funkcjonowania sytemu bilansowania mocy i energii oraz nadrzędnego systemu monitorowania wskaźników jakości energii.
2. Dodatkowo celem analiz realizowanych w ramach zadania 3 był wybór punktów/obiektów/odbiorców pod katem możliwości przeprowadzenia przesiewowych pomiarów z zastosowaniem analizatorów jakości energii elektrycznej.
3. Celem prac zrealizowanych w ramach zadania 4 było wytypowanie obszaru badawczego zawierającego elektrownie zróżnicowane pod względem zainstalowanej mocy, warunków lokalizacyjnych i terenowych oraz technologii produkcji energii. Na podstawie przygotowanego apletu, przedstawiono graficznie rozkład jednostek wytwórczych OZE na terenie ENEA Operator, w podziale na rodzaj energii pierwotnej. Na podstawie analiz obszarów koncentracji źródeł oraz danych dotyczących źródeł przyłączonych do poszczególnych GPZów wytypowano obszary badawcze zawierające elektrownie zróżnicowane pod względem zainstalowanej mocy, warunków lokalizacyjnych i terenowych oraz technologii produkcji energii.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.07.2020 r.:

1. Opracowano ankietę, której wyniki pozwolą ocenić przydatność poszczególnych lokalizacji, wybranych pierwotnie na podstawie danych z baz pomiarowych i bilingowych
2. Na podstawie danych ankietowych dla wybranych, optymalnych lokalizacji analizatorów jakości energii elektrycznej (AJEE) prowadzono prace inwentaryzacyjne mające na celu pozyskanie informacji niezbędnych dla systemu wirtualnej elektrowni
3. Na podstawie danych z systemów GIS oraz wyników ankiet opracowywano mapę potencjalnych obszarów badawczych (typy jednostek wytwórczych, moce, itd.). Dla wyselekcjonowanych obszarów prowadzona jest bardziej szczegółowa analiza obejmująca pozyskanie danych technicznych takich jak typ i model jednostki wytwórczej, lokalizacja, moc zainstalowana, dane historyczne pomocne w opracowaniu prognoz (moc, energia) itp. oraz danych specyficznych dla lokalizacji, mających wpływ na generację takich jak parametry pogodowe lub efekt wzajemnego zasłaniania się turbin wiatrowych (wake effect), itp.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.01.2020 r.:

1. Zakończono kompleksowe badania dotyczące jakości dostawy energii elektrycznej w paśmie 2 – 150 kHz.
2. Zakończono badania dotyczące możliwości wykorzystania techniki fazorowej w monitorowaniu jakości energii elektrycznej oraz budowa infrastruktury pomiarowo-testowej w wybranych punktach sieci elektroenergetycznej OSD.
3. Rozpoczęto prace nad opracowaniem koncepcji systemu monitorowania jakości dostawy energii elektrycznej oraz ciągłego bilansowania mocy i energii wprowadzanej do systemu elektroenergetycznego przez rozproszone źródła i zasobniki energii elektrycznej oraz opracowanie koncepcji nadrzędnego systemu przeznaczonego do integracji i przetwarzania danych pomiarowych.
4. Rozpoczęto prace nad opracowaniem koncepcji i założeń funkcjonalnych dla systemu prognozowania generacji energii ze źródeł odnawialnych

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.10.2019 r.:

1. W oparciu o stanowisko laboratoryjne składające się m.in. z generatora sygnałów zaburzających w paśmie min. do 150 kHz prowadzone są testy z punktu widzenia odporności i emisji zakłóceń do sieci.
2. W celu wytypowania potencjalnych lokalizacji, wykorzystano dane z systemów informatycznych departamentów informacji pomiarowej oraz majątku sieciowego. Na podstawie uzyskanych danych oraz przeprowadzonych wizji lokalnych wybrano obszar sieci spełniający założenia projektowe
3. Zakończono procedurę zakupową urządzeń do pomiarów fazorów PMUprowadzone są badania których celem jest ocena możliwości wykorzystania techniki fazorowej do monitorowania jakości dostawy energii elektrycznej.
4. Jednostka badawcza w oparciu o dane dotyczące wybranego fragmentu sieci opracowuje model obserwowanego obszaru sieci.
5. W wytypowanych lokalizacjach zainstalowano analizatory jakości energii elektrycznej za pomocą których wykonywane są długotrwałe pomiary zaburzeń w paśmie do 150 kHz.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.07.2019 r.:

1. Dokonano wyboru fragmentu sieci dystrybucyjnej do celów eksperymentu pomiarowego, w której potwierdzono obecność źródła zaburzeń w paśmie 2 kHz do 150 kHz.
2. Wytypowano liczniki i inne urządzenia potencjalnie wrażliwe na zakłócenia w paśmie do 150 kHz.
3. Dokonano przeglądu dostępnych na rynku analizatorów jakości energii elektrycznej umożliwiających pomiar w paśmie do 150 kHz.
4. Dokonano wyboru obszaru badań ze znaczącym udziałem źródeł energii małej mocy
5. Przygotowano infrastrukturę pomiarowo – testową w oparciu o wydzieloną część systemu.
6. Przeprowadzono postępowania dotyczące zakupu analizatorów jakości energii.

System for balancing power and quality monitoring of electricity supply from distributed sources and energy storage

A summary of the project:

The project consists of industrial research and experimental development works, which are planned in three stages. As part of the works of stages I and II, there will be developed measuring system for continuous monitoring of the quality of electricity supply - based on distributed measuring devices. Moreover, as part of stage III, the MoBiSys system will be developed, which task will be to balance energy capacity and monitor the quality indicators of electricity supply within the EO network.

Aim of the project: construction of a superior MoBiSys system, which includes continuous power and energy balancing as well as monitoring the quality of the quality of electricity supply within the distribution network of ENEA Operator.

Planned effects: the developement of the MoBiSys system is one of the essentials for the implementation of smart grids. As a result, EO will have an innovative tool that enables energy balancing in intervals (10-minute, 15-minute, hourly). Previously, it was possible to balance the volume for a weekly, decade or monthly period. The MoBiSys system will make it possible to regulate the entire transmission system according to the set functions, e.g. minimizing the cost of energy production.

Project value: PLN 6 079 451.73

EU contribution: PLN 2 629 619.54

Date of signing the contract: 30 November 2018

Progress of the project - as of 30 December 2022

1. As part of task 5, the process of aggregating data from electricity quality analyzers (stationary, mobile and PMU installed at RZE and RES connection points and electricity consumers) was continued. Usability tests of the pilot installation of the system for monitoring the quality of electricity supply and continuous balancing of power and energy were carried out introduced into the power system by distributed electricity sources and storage tanks, and it was extended with new functionalities. As part of the project, the process of aggregating weather data and weather forecasts for the purposes of forecasting procedures for energy production from RES was continued. In addition, as part of the third stage of the agreement concluded with the supplier of the MobiSysy system, an algorithmic tool was jointly developed to allow interpretation of the obtained results. Project completed.

Progress of the project - as of 31 October 2022

1. As part of task 5, a pilot installation was built and launched for monitoring the quality of electricity supply and continuous balancing of power and energy introduced to the power system by distributed electricity sources and storage tanks. In accordance with the assumptions made in the project, real measurement data obtained are used for testing from power quality analyzers (stationary, mobile and PMU) installed at RZE and RES connection points and electricity consumers selected on the basis of previous analyses. Weather data (archival and current for individual locations) and weather forecasts are also aggregated and used for the purposes of RES energy production estimation procedures.

Progress of the project – as of 31 July 2022

1. As part of task 5, elements of the pilot installation of the system for monitoring the quality of electricity supply and continuous balancing of power and energy introduced into the power system by distributed sources and electricity storage tanks are built and systematically launched. For the tests, actual measurement data obtained from power quality analyzers (stationary and mobile) installed at the RZE and RES connection points and electricity consumers are used. Weather data (both archived and current for individual locations) and weather forecasts for the purposes of RES energy production estimation procedures are also aggregated and used.

Progress of the project – as of 30 April 2022

1. As part of task 5, a pilot installation of a system for monitoring the quality of electricity supply and continuous balancing of power and energy introduced into the power system by dispersed sources and storage of electricity is being built. For the tests, actual measurement data obtained from power quality analyzers (stationary and mobile) installed at the RZE and RES connection points and electricity consumers are used. Weather data (both archived and current for individual locations) and weather forecasts for the needs of RES energy production estimation procedures are also aggregated and used.

Progress of the project – as of 31 January 2022

1. As part of tasks 3 and 4, the process of aggregating data from various energy sources, weather stations and the demand side was completed.
2. As part of task 5, a pilot installation of a system for monitoring the quality of electricity supply and continuous balancing of power and energy introduced into the power system by dispersed sources and storage of electricity is being built. For the tests, actual measurement data obtained from power quality analyzers (stationary and mobile) installed at the RZE and RES connection points and electricity consumers are used. Weather data (both archived and current for individual locations) and weather forecasts for the needs of RES energy production estimation procedures are also aggregated and used.

Progress of the project – as of 31 October 2021

1. As part of the third and fourth tasks, the process of aggregating data from various energy sources, weather stations, and the demand side is continued. Moreover, aggregated data is also used in the development of a renewable generation forecasting system demonstrator.
2. As part of the fifth task, the construction of a pilot installation of a system for monitoring the quality of electricity supply and continuous balancing of power and energy introduced into the power system by distributed sources and electricity storage is continued. For the tests, actual measurement data obtained from energy quality analyzers installed at the RZE and RES connection points and electricity consumers are used.
3. Sources of weather data and weather forecasts to forecast RES energy production are also being prepared. Weather forecasts are obtained automatically from a professional supplier such as the Institute of Meteorology and Water Management. Forecasts have a horizon of 48 hours, are sent every 6 hours, and have an interval of 1 hour. The applicant assumes that a tender will be announced by the end of November 2021, as a result of which a contractor for the MobiSys system will be selected. Additionally, for the purposes of building the MobiSys system, the Applicant conducts a procedure aimed at selecting a supplier of mobile electricity quality analyzers.

Progress of the project – as of 31 July 2021

1. As part of the third and fourth tasks, the process of aggregating data from energy sources, weather stations and the demand side is continued. The scope of the data includes:
   1. for the generating side: the type and capacity of the electricity source, its place in the electricity system, historical and current energy production data, and historical and current weather data;
   2. for the demand side: the recipient's position in the power system, types of installed devices, historical data on the energy consumed, historical data on the quality of electricity at the point of connection to the system.

The above-mentioned data are used in the process of assessing the quality of electricity supply indicators (JDEE) in selected points of the power system of Enea Operator, as well as in the process of verification and optimization (for various facilities the accuracy of the forecasting system has been estimated) forecast models of the forecasting system for energy generation from renewable sources (which is an element of the superior system).

1. Aggregated data is also used in the development of a renewable generation forecasting system demonstrator. The proposed forecasting tool can be implemented in such a way that it enables interaction with other systems after it is fed with the required set of training and verification data.
2. As part of the fifth task, a pilot installation of the system for monitoring the quality of electricity supply and continuous balancing of power and energy introduced into the power system by distributed sources and storage of electricity is being built. The advancement of work on the master system allows for its first functional tests. The master system is made with the possibility of scalability and expansion. For the tests, actual measurement data obtained from energy quality analyzers installed at the RZE and RES connection points and electricity consumers are used.

Progress of the project – as of 30 April 2021:

1. As part of tasks 3 and 4, the data of the sources covered by the research area were aggregated (the data covers, among others, the amount of generated power) and information on atmospheric conditions from weather stations, the SCADA system, and weather services. The scope of the data covers the generation side - the type and power of the electricity source, its place in the power system, historical and current data on the produced energy as well as weather information. The extent of records also includes the receiving side (the recipient's place in the power system, types of installed devices, historical data on the energy consumed, historical data on the quality of electricity at the point of connection to the system). Above the information is used in the process of verification and optimization of forecast weather models, which in the form of a module are an element of the supervisory system. This data could also be used in the development of a renewable generation forecasting system demonstrator.
2. As part of task 5, a pilot installation of a system for monitoring the quality of electricity supply and continuous balancing of power and energy introduced into the power system by distributed sources and electricity storage is being built.
3. As part of the task, a functional procedure was also presented that allows for balancing power and energy, and an exemplary method of analyzing the operation of monitored energy sources and consumers was proposed. For the tests, actual measurement data obtained from energy quality analyzers installed at DES and RES connection points and electricity consumers are used.

Progress of the project – as of 31January 2021

1. As part of task 3, analyzes were continued, the purpose of which was to select the optimal places for the installation of analyzers concerning the distribution network topology, load type, number, and type of RES and conditions specific to a given network area. Moreover, analyzes were also continued regarding the selection of points/facilities/consumers in terms of the possibility of conducting screening measurements with the use of electricity quality analyzers.,
2. The aim of the works under task 4 was, inter alia, to present a description of the current and historical grid parameters (power, energy), weather, and prognostic parameters for the selected power plants. Remote two-way access to the analyzers was implemented, enabling the preview of current measurements and remote reconfiguration while maintaining the safety standards of the distribution network operator. The scope of this task was to present issues regarding the concept and functional assumptions for the system of forecasting energy generation from renewable sources were presented, the conditions necessary for the construction of forecasting models were described, the structures of neural networks were analyzed in terms of prediction of weather conditions and energy production from dispersed sources (wind and solar). Mentioned above analyzes were the basis for building forecasting models that will be implemented in the target „MoBiSys system”.
3. Furthermore, an original application was developed to demonstrate an exemplary method of operation of the RES energy generation forecasting module and its functionality.
4. The task 5 involves a developed concept of a system for monitoring the quality of electricity supply and the continuous balancing of power and energy introduced by RES and energy storage.

Progress of the project – as of 31 October 2020

1. The purpose of the analyzes carried out under task 3 was to select the optimal places for the installation of analyzers concerning the network topology, load type, number and type of RES, and conditions specific to a given area of the network. For selected locations, an inventory was also carried out of the technical and measurement equipment of aggregated energy sources/storage units included in the virtual power plant, which is the basis for the operation of the power and energy balancing system and the superior system for monitoring energy quality indicators.
2. Besides, the purpose of the analyzes carried out under task 3 was to select points/facilities/consumers in terms of the possibility of conducting screening measurements with the use of electricity quality analyzers.
3. The aim of the works carried out under task 4 was to select a research area containing power plants varied in terms of installed power, location and field conditions, and energy production technology. Based on the prepared applet, the distribution of RES generating units in ENEA Operator is presented graphically, broken down by type of Primary energy (PE). Based on analyzes of the areas of concentration of sources and data on sources connected to individual main supply points, research areas were selected containing power plants varying in terms of installed power, location and field conditions, and energy production technology.

Progress of the project - as of 31 July 2020:

1. A survey was developed, the results of which will allow assessing the usefulness of individual locations, selected initially based on data from measurement and billing databases
2. Based on survey data for selected, optimal locations of electricity quality analyzers, inventory work was carried out to obtain information necessary for the virtual power plant system
3. Based on data from Geographic Information System (GIS) and the results of surveys, a map of potential research areas was developed (types of generating units, capacities, etc.). For selected areas, a more detailed analysis is carried out, including the acquisition of technical data such as the type and model of a generating unit, location, installed capacity, historical data helpful in the development of forecasts (power, energy), etc., as well as location-specific data influencing generation such as weather parameters, wake effect, etc.

Progress of the project - as of 31 January 2020

1. Comprehensive research on the quality of electricity supply in the 2 - 150 kHz band has been completed.
2. The research on the possibility of using phasor technique in monitoring the quality of electricity and the construction of the measuring and testing infrastructure at selected points of the DSO power network were completed.
3. Work began on developing the concept of a system for monitoring the quality of electricity supply and continuous balancing of power and energy introduced into the power system by dispersed sources and accumulators of electricity, and developing the concept of a superior system designed for the integration and processing of measurement data.
4. Work began on the development of concepts and functional assumptions for the system of forecasting energy generation from renewable sources.

Progress of the project - as of 31 October 2019

1. Based on a laboratory stand (consisting of a disturbing signal generator in the band up to 150 kHz) tests are carried out in terms of immunity and interference emission to the network.
2. In order to identify potential locations, data from the IT systems of measurement information departments and network assets were used. On the basis of the data obtained and the site visits carried out, a network area that meets the project assumptions was selected.
3. The purchasing procedure for PMU phasor measurement devices has been completed. The research is being conducted to assess the possibility of using phasor technology to monitor the quality of electricity supply.
4. The research unit develops a model of the observed network area, based on data on a selected fragment of the network.
5. Electricity quality analyzers were installed in selected locations, with the help of which long-term measurements of disturbances in the band up to 150 kHz are performed.

Progress of the project - as of 31 July 2019:

1. A fragment of the experimental distribution network of measurements was selected in which, the presence of related errors (in the 2 kHz to 150 kHz band) was confirmed.
2. Meters and other devices potentially sensitive to interference in the band up to 150 kHz have been selected.
3. The market of energy quality analyzers allowing measurement in the band up to 150 kHz has been reviewed.
4. Scientific research area was selected with a significant share of low-power energy sources.
5. The measuring and testing infrastructure was prepared - based on specific part of the system.
6. Proceedings concerning the purchase of energy quality analyzers has been carried out.

Streszczenie projektu: 

Projekt zakłada zastosowanie technik VR w szkoleniu pracowników służb technicznych na niespotykaną dotąd w świecie skalę – proponuje się budowę systemu mającego zdolność do przeprowadzenia szkolenia pracowników dla wszystkich stacji elektroenergetycznych (główne punkty zasilające - GPZ) będących w dyspozycji EO, na wirtualnych (cyfrowych) modelach tych stacji, z zastosowaniem metod realistycznej interakcji z animowanymi, trójwymiarowymi obiektami reprezentującymi infrastrukturę elektroenergetyczną.

Realizację projektu zaplanowano w 4 etapach. Projekt rozpoczyna się od badań przemysłowych, które będą realizowane przez 2 etapy projektu, mające na celu zdobycie nowej wiedzy w zakresie tworzenia założeń do systemu VR w branży energetycznej.

W kolejnych 2 etapach będą prowadzone prace rozwojowe poświęcone:

- budowie prototypu stanowiska szkoleniowego,

- hardware systemu;

- software systemu.

Projekt zakończy się pracami rozwojowymi, które maja na celu potwierdzenie że opracowywany system działa w przewidywanych dla niego warunkach.

Cel projektu: Głównym celem projektu jest budowa elastycznego, innowacyjnego systemu wirtualnej rzeczywistości do prowadzenia szkoleń pracowników służb technicznych, zawierającego interaktywne wirtualne scenariusze szkoleniowe dla wybranych (15 GPZ) Głównych Punktów Zasilających, stacji Średniego Napięcia oraz ośrodka szkoleniowego prac pod napięciem.

Najważniejszą cechą systemu z punktu widzenia jego implementacji w EO będzie możliwość swobodnego rozszerzania treści w nim zawartych o kolejne scenariusze i obiekty infrastruktury energetycznej, dzięki zastosowaniu technik inżynierii wiedzy oraz częściowej automatyzacji procesu przygotowania treści, m. in. z zastosowaniem bezstykowych technik digitalizacji.

Planowane efekty: W efekcie prowadzenia prac zostanie opracowany prototypowy, jeden z pierwszych na świecie, elastyczny system zwiększania kompetencji pracowników służb technicznych z zastosowaniem technik VR.

Wartość projektu: 6 260 305,88zł

Wkład UE: 3 050 641,89zł

Data podpisania umowy: 18.02.2019 r.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31 grudnia 2022r:

1. Rozbudowano menu główne o system śledzenia postępów i analizę programu szkoleniowego. Nowa wersja menu umożliwia eksport analizy do pliku pdf lub csv, oraz pozwala na odtworzenie nagranych wcześniej sesji szkoleniowych.
2. Zweryfikowano i wprowadzono poprawki do scen szkoleniowych – GPZ Żegrze, GPZ Czerwonak, GPZ Morzyczyn, GPZ Braniborska, GPZ Włoszakowice, GPZ Bydgoszcz-Jachcice, GPZ Dobiegniew, GPZ Zdroje, GPZ Graniczna, GPZ Kostrzyn, GPZ Pniewy, GPZ Białowieska, GPZ Bytom, GPZ Karczyn, SN Rokietnica, SN Owińska-Potasze, SN Nowa Sól Fredry, SN Barnisław, SN Dębno Droga Zielona, SN Ławy Wieś, SN Nowa Sól Fredry, SN Dębno Włościańska, SN Żary Żagańska, SN Żary Podwale, SN Zbąszyń.
3. Zakończono tworzenie scenariusza realizującego procedurę przyłączeniową w technologii Prac Pod Napięciem wykonywaną na terenie poligonu szkoleniowego w Łagowie. Czynność polega na podłączeniu kabla niebędącego pod napięciem do rozdzielni niskiego napięcia.
4. Zintegrowano repozytorium systemu kontroli wersji Git z zasobami Enea Operator. Umożliwia to bezpośredni dostęp do plików źródłowych i usprawniło edycję oprogramowania szkoleniowego.
5. Zakończono prace związanych z realizacjami scenariuszy czynności łączeniowych na stacjach SN oraz GPZ. Możliwe jest przejście w środowisku wirtualnym różnego rodzaju procedur na najróżniejszych stacjach.
6. Zakończono weryfikację działania aplikacji szkoleniowej. Wykonano pomniejsze poprawki związane z odbiorem wizualnym środowiska VR.
7. Przeprowadzono wdrożenie zakupionych wcześniej stacji szkoleniowych wraz z najnowszą wersją aplikacji. Przygotowano stanowiska szkoleniowe w Poznaniu oraz Łagowie.
8. Zakupiono oraz zabudowano samochód zgodny z określonymi wymaganiami w celu budowy mobilnych stacji szkoleniowych.
9. Przeprowadzono testy działania i wykonania pojazdu pełniącego rolę mobilnej stacji szkoleniowej. Zaprezentowano pojazd grupom szkolonych elektromonterów.
10. Rozpoczęto wdrażanie aplikacji w procesy szkoleniowe elektromonterów Enea Operator.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30 listopada 2022r:

1. Zaimplementowano menu główne pozwalające uruchamiać poszczególne sceny scenariusza za pomocą mapy. Implementacja menu umożliwia również zarządzanie i analizę wynikami szkoleń oraz różne poziomy dostępu do danych np. na podstawie logowania instruktora do aplikacji.

2. Zweryfikowano i wprowadzono poprawki do scen szkoleniowych – GPZ Braniborska, GPZ Włoszakowice, GPZ Bydgoszcz-Jachcice, GPZ Dobiegniew, GPZ Zdroje, GPZ Graniczna, GPZ Kostrzyn, GPZ Pniewy, GPZ Białowieska, GPZ Bytom, GPZ Karczyn, SN Rokietnica, SN Owińska-Potasze, SN Nowa Sól Fredry, SN Barnisław, SN Dębno Droga Zielona, SN Ławy Wieś, SN Nowa Sól Fredry, SN Dębno Włościańska, SN Żary Żagańska, SN Żary Podwale, SN Zbąszyń.

3. Opracowano i utworzono scenariusz realizujący procedurę przyłączeniową w technologii Prac Pod Napięciem wykonywaną na terenie poligonu szkoleniowego w Łagowie. Czynność polega na podłączeniu kabla niebędącego pod napięciem do rozdzielni niskiego napięcia.

4. Zintegrowano repozytorium systemu kontroli wersji Git z zasobami Enea Operator. Umożliwia to bezpośredni dostęp do plików źródłowych i usprawniło edycję oprogramowania szkoleniowego.

5. Osiągnięte zostało około 80% prac związanych z realizacjami scenariuszy czynności łączeniowych na stacjach SN oraz GPZ. Możliwe jest przejście w środowisku wirualnym różnego rodzaju procedur na najróżniejszych stacjach.

6. Kontynuacja weryfikacji działania edytora obiektów i scenariuszy na przykładzie interakcji awatara z otoczeniem i modelami 3D.

7. Zakończono przetarg na zakup sprzętu komputerowego oraz systemu VR. Zakupiony sprzęt został zamontowany w mobilnych oraz lokalnych stacjach szkoleniowych.

8. Zakupiono samochód zgodny z określonymi wymaganiami w celu budowy mobilnych stacji szkoleniowych.

9. Zakończono wykonanie specjalistycznej zabudowy i modyfikacji pojazdu pełniącego rolę mobilnej stacji szkoleniowej.

10. Przeprowadzono pierwsze testy szkolenia wraz z grupami elektromonterów. Testy mają na celu zweryfikować wartość merytoryczną szkolenia oraz trudność obsługi środowiska VR.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.07.2021r:

1. Rozbudowa biblioteki obiektów 3D o nowe elementy utworzone za pomocą uniwersalnych skryptów do budowy interaktywnych obiektów 3D – GPZ Zdroje i GPZ Włoszakowice.

2. Budowa nowych scen szkoleniowych – GPZ Zdroje, GPZ Włoszakowice, GPZ  Jachcice, GPZ Dobiegniew.

3. Utworzenie repozytorium dla rozproszonego systemu kontroli wersji w technologii Git

4. Opracowanie prototypowego edytora scenariuszy szkoleniowych współpracującego ze środowiskiem Unity, umożliwiającego zapis formalny nowych scenariuszy dla istniejących obiektów infrastruktury WN/SN i SN/nN.

5. Opracowanie prototypowego edytora obiektów, umożliwiającego formalny zapis listy obiektów interaktywnych występujących w stacjach GPZ oraz SN/nN.

6. Wykonanie testów opracowanych rozwiązań, zarówno wewnętrznych – laboratoryjnych, jak również zewnętrznych – przemysłowych. W ramach tego podzadania zostaną opracowane funkcje agregujące dane nt. przebiegu szkoleń. Automatyzacja agregacji danych pochodzących z systemu szkoleniowego pozwoli na ograniczenie kosztów testów systemu oraz zapewni warunki testowania, w których pomiar nie będzie miał wpływu na zachowanie osoby testującej system szkoleniowy.

7. Opracowanie funkcji agregujących dane nt. przebiegu szkoleń.

8. Określenie wymagań i wybór pojazdu, w którym będą znajdowały się mobilne stacje szkoleniowe.

9. Określenie wymagań i dobór sprzętu VR oraz komputerowego, który będzie zainstalowany w ramach mobilnych i stacjonarnych stacji szkoleniowych.

10. Przeprowadzenie postępowania na zakup samochodu w celu budowy mobilnych stacji szkoleniowych.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.04.2021r:

1. opracowanie modeli CAD obiektów infrastruktury energetycznej dla 3 stacji WN/SN.

2. kontynuacja weryfikacji poprawności działania szablonu obiektów w bibliotece 3D w procesie instancjonowania obiektów oraz zapisu/odczytu metadanych podczas edycji sceny,

3. opracowanie i dodanie do biblioteki obiektów 3D obiektów z opracowywanych stacji GPZ i stacji SN/nN – uzupełnienie infrastruktury WN/SN dla stacji GPZ Karczyn, GPZ Braniborska, GPZ Pniewy, GPZ Żegrze, a także dla dwóch nowych stacji GPZ Bydgoszcz-Jachcice i GPZ Dobiegniew oraz dwóch stacji SN/nN: Rokietnica, Owińska-Potasze,

4. udoskonalenie uniwersalnych skryptów do realizacji interakcji z obiektami podczas realizacji scenariuszy szkoleniowych w środowisku VR,

5. nadanie warstwy interakcyjnej obiektom znajdującym się w bibliotece obiektów, zweryfikowanie poprawności działania w trybie VR i w trybie desktop.

6. rozwinięcie uniwersalnych skryptów do wspomagania budowy interaktywnych obiektów 3D wykorzystywanych podczas realizacji scenariuszy szkoleniowych,

7. opracowanie uniwersalnego interfejsu użytkownika do wyboru scen szkoleniowych i zaimplementowanie jego prototypowej wersji w aplikacji szkoleniowej.

8. przypisanie do poszczególnych obiektów 3D komponentów odpowiedzialnych za interakcje użytkowników z obiektami, np. podnoszenie, przesuwanie, uruchamianie predefiniowanych animacji obiektów,

9. opracowanie i implementacja interfejsu użytkownika do realizacji czynności łączeniowych na obiektach GPZ z użyciem wirtualnego odpowiednika tabletu używanego przez pracowników służb technicznych,

10. Implementacja funkcji oceny postępów i zbierania danych nt. przebiegu szkoleń. Dzięki tej funkcji pracodawca będzie mógł łatwiej ocenić kompetencje swoich pracowników, przez co możliwe będzie lepsze zarządzanie zasobami odpowiedzialnymi za szkolenie pracowników.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.01.2021r:

1. rozwinięcie i uszczegółowienie specyfikacji scenariuszy szkoleniowych dla kolejnych obiektów infrastruktury elektroenergetycznej,
2. zeskanowanie 9 stacji WN/SN: GPZ Zdroje, GPZ Włoszakowice, GPZ Dobiegniew, GPZ Białowieska, GPZ Morzyczyn, GPZ Graniczna, GPZ Kostrzyn, GPZ Bytom, GPZ Czerwonak.
3. zeskanowanie 9 stacji SN/nN: 06-824 Potasze A, S-6551 Nowa Sól, S-8048 Żary ul. Żagańska, S-8584 Żary ul. Podwale, 765640 Zbąszyń Promenada, Dębno Droga Zielona S-2054, Barnisław PGR nr 1405, Ławy Wieś S-2187, Dębno Włościańska S-2655.
4. opracowanie modeli CAD obiektów infrastruktury energetycznej dla 6 stacji WN/SN i 9 stacji SN/nn.
5. rozbudowa biblioteki obiektów 3D o obiekty pochodzące z kolejnych stacji WN/SN i SN/nN – uzupełnienie biblioteki o obiekty z 4 stacji WN/SN: GPZ Karczyn, GPZ Braniborska, GPZ Pniewy, GPZ Żegrze oraz poligonu PPN w Łagowie.
6. implementacja warstwy interakcji dla opracowywanych obiektów 3D infrastruktury elektroenergetycznej – nadanie interakcji dla co najmniej 75% obiektów znajdujących się w bibliotece,
7. nadanie metadanych i warstwy interakcyjnej dla 2 kompletnych scen szkoleniowych VR.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.10.2020r:

1. opracowanie bieżącego planu digitalizacji – terminy pomiarów, określenie wymagań i ograniczeń w trakcie pomiarów dla 1 stacji WN/SN i 1 stacji SN/nN,
2. opracowanie bazy obiektów i ich elementów składowych infrastruktury elektroenergetycznej na potrzeby projektowania scenariuszy szkoleniowych dla kolejnych stacji GPZ,
3. uszczegółowienie założeń funkcjonalnych dla rozwijanego systemu szkoleniowego dla operatorów elektryków.
4. realizacja planu digitalizacji infrastruktury energetycznej zgodnie z wytycznymi opracowanymi w zad. 3.1 z użyciem technik skanowania 3D na potrzeby opracowania wirtualnych scen szkoleniowych dla operatorów elektryków,
5. zeskanowanie stacji WN/SN GPZ Jachcice i stacji SN/nN Rokietnica z zastosowaniem skanera laserowego 3D.
6. analiza danych uzyskanych w wyniku procesu digitalizacji w zad. 3.2 pod kątem przygotowania trójwymiarowych modeli stacji elektroenergetycznych z uwzględnieniem wymagań szkoleń w VR,
7. opracowanie modeli CAD obiektów infrastruktury energetycznej dla stacji WN/SN GPZ Jachcice i 1 stacji SN/nn Rokietnica.
8. opracowanie rozszerzonej bazy danych obiektów infrastruktury elektroenergetycznej zgodnie z opracowanym modelem danych,
9. rozbudowa biblioteki obiektów 3D o obiekty pochodzące z kolejnych stacji WN/SN i SN/nN,
10. opracowanie procedury dodawania do biblioteki komponentów i obiektów, przygotowanie dokumentu z jej formalnym zapisem oraz przykładowe instrukcje w formie filmów

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.07.2020r.

1. Opracowano bieżący planu digitalizacji – terminy pomiarów, określenie wymagań i ograniczeń w trakcie pomiarów dla każdego ze skanowanych obiektów,
2. Opracowano procedury bezpieczeństwa i dostępu do obiektów poddawanych digitalizacji – z uwzględnieniem wymagań i regulacji wewnętrznych Enea Operator,
3. Opracowano bazy obiektów i ich elementów składowych infrastruktury elektroenergetycznej na potrzeby scenariuszy szkoleniowych dla 3 stacji GPZ i poligonu szkoleniowego w Łagowie,
4. Rozszerzono specyfikacje scenariuszy szkoleniowych dla zamodelowanych obiektów elektroenergetycznych,
5. Przeprowadzono i rozstrzygnięto postępowanie oraz wyłonienie podwykonawcy do realizacji skanowania i modelowania 3D stacji transformatorowych WN/SN i SN/nn
6. Opracowano skrypty przechowujące metadane obiektów 3D w scenie VR wraz z mechanizmami ich odczytu i zapisu do zewnętrznego formatu danych,
7. Opracowano rozszerzony model danych bazy danych obiektów i ich elementów składowych infrastruktury elektroenergetycznej na potrzeby tworzenia scenariuszy szkoleniowych,
8. Rozszerzono biblioteki obiektów 3D o obiekty pochodzące z kolejnych stacji GPZ, takie jak: transformatory, pola transformatorowe, pola liniowe, pola łącznika szyn, zespoły uziemiające, nastawnie z szafami sterującymi, budynki, słupy,
9. Rozszerzono biblioteki materiałów pozwalających na kompletne odwzorowanie zamodelowanych obiektów infrastruktury elektroenergetycznej; opracowanie wariantów materiałów fizycznych o różnej gęstości ułożenia oraz zróżnicowanych parametrach m. in. jasności czy refleksyjności,
10. Rozwinięto uniwersalne skrypty do realizacji interakcji z obiektami podczas realizacji scenariuszy szkoleniowych w środowisku VR,
11. Zaimplementowano warstwy interakcji dla opracowanych obiektów 3D infrastruktury elektroenergetycznej, a także zweryfikowano poprawności jej działania w trybie VR

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.04.2020r.

1. Opracowano i zaimplementowano metadane opisujące model 3D stacji GPZ Karczyn,
2. Opracowano elastyczną scenę wirtualną dla stacji GPZ Karczyn z użyciem technik inżynierii wiedzy,
3. Przeanalizowano porównawczo techniki wizualizacji pod względem akceptowalnych uproszczeń w wizualizacji obiektów infrastruktury oraz różnych podejść zastosowanych do tworzenia tekstur,
4. Opracowano warstwy wizualne w środowisku VR dla stacji GPZ Żegrze, GPZ Braniborska, GPZ Pniewy.
5. Opracowano uniwersalne skrypty do interakcji zgodnie z koncepcją obiektu interaktywnego w elastycznym systemie szkoleniowym,
6. Opracowano i  zaimplementowano algorytmy dynamicznego ładowania scenariuszy szkoleniowych, na podstawie metadanych wygenerowanych z wypełnionego szablonu specyfikacji scenariuszy,
7. Opracowano bazy wiedzy metod interakcji – 38 różnych metod interakcji obejmujących wykonanie 13 różnych czynności w wirtualnej przestrzeni,
8. Przeprowadzono eksperymenty laboratoryjne w celu przetestowania różnych metod interakcji w scenie szkoleniowej VR z udziałem wybranej grupy użytkowników.
9. Opracowano procedury dodawania nowych i modyfikacji istniejących treści w systemie szkoleniowym VR,
10. Zaimplementowano metodyki importu, edycji i zapisu metadanych tworzących wirtualne scenariusze szkoleniowe z użyciem przykładowych danych – prototyp edytora scenariuszy,
11. Przeprowadzono testy wewnętrzne – modyfikacja wybranych scen i scenariuszy za pomocą prototypowych edytorów,
12. Opracowano założenia do planu digitalizacji infrastruktury energetycznej,
13. Opracowano kryteria wyboru obiektów infrastruktury energetycznej do digitalizacji,
14. Wybrano obiekty infrastruktury energetycznej do digitalizacji: 10 obiektów WN/SN i 10 obiektów SN/nn,

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.01.2020r.

1. Opracowano założenia dla rekomendowanego przebiegu procesu szkoleniowego w rzeczywistości wirtualnej we współpracy ze specjalistami od czynności łączeniowych, PPN, BHP oraz wirtualnej rzeczywistości,
2. Opracowano szczegółowe specyfikacje scenariuszy szkoleń wirtualnych dla dwóch stacji GPZ oraz dla wybranej technologii prac pod napięciem zgodnie z opracowaną metodyką transferu wiedzy o szkoleniach.
3. Opracowano modele 3D stacji GPZ: Żegrze, Braniborska, Pniewy oraz poligonu szkoleniowego w Łagowie na podstawie wyników wykonanych pomiarów,
4. Opracowano klasyfikację technik digitalizacji w odniesieniu do różnych obiektów infrastruktury elektroenergetycznej.
5. Opracowano bibliotekę materiałów i tekstur niezbędnych do budowy wizualizacji stacji GPZ i poligonu szkoleniowego w Łagowie,
6. Opracowano ścieżkę przetwarzania grafiki 3D w celu uzyskania satysfakcjonującej jakości wizualnej budowanych wirtualnych środowisk szkoleniowych,
7. Opracowano szablon elastycznej sceny szkoleniowej,
8. Opracowano metodykę tworzenia elastycznych wirtualnych scen szkoleniowych z użyciem technik inżynierii wiedzy,
9. Opracowano i przeprowadzono eksperyment w celu ewaluacji metody interakcji ze śledzeniem wzroku użytkownika z zastosowaniem systemu HTC Vive Pro,
10. Opracowano metodykę eksportu i konwersji specyfikacji scenariuszy szkoleniowych na metadane opisujące scenariusz szkoleniowy w aplikacji VR,

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.10.2019r.

1. Opracowano koncepcję architektury projektowanego wirtualnego środowiska szkoleniowego dla operatorów elektryków,
2. Określono limity dotyczące strukturalnej złożoności modeli 3D infrastruktury elektroenergetycznej,
3. Przeprowadzono eksperymenty z udziałem pracowników Enea Operator
4. Przeprowadzono analizę dokładności metod pomiarowych,
5. Opracowano kryteria oceny i ustalenie rankingu metod pomiarowych,
6. Opracowanie metodyki transferu istniejącej wiedzy o szkoleniach rzeczywistych do środowiska wirtualnego,
7. Opracowanie scenariuszy szkoleń wirtualnych dla wybranych technologii prac pod napięciem oraz sekwencji czynności łączeniowych dla 4 wybranych stacji GPZ,
8. Nagranie filmów ilustrujących przeprowadzenie rzeczywistych czynności łączeniowych realizowanych zgodnie z opracowanymi scenariuszami dla stacji GPZ Karczyn oraz GPZ Pniewy, Żegrze oraz GPZ Braniborska,
9. Wykonanie skanów 3D dla poligonu szkoleniowego PPN w Łagowie oraz dla 4 stacji GPZ: Karczyn, Żegrze, Braniborska, Pniewy,
10. Opracowano modele 3D stacji GPZ Karczyn na podstawie wyników wykonanych skanów.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.07.2019 r.:

1. Przeanalizowano zgromadzoną dokumentację i zidentyfikowano dokumenty zawierające istotne informacje związane ze szkoleniami prowadzonymi metodami tradycyjnymi. W wyniku przeprowadzonej analizy wyróżniono 2 główne obszary tematyczne prowadzonych szkoleń: prace pod napięciem i czynności łączeniowe.
2. Przeprowadzono analizę istniejących Głównych Punktów Zasilania (GPZ) pod względem zastosowanych w nich technologii. Na podstawie przeprowadzonej analizy wybrano 4 reprezentatywne stacje GPZ, które łącznie z poligonem szkoleniowym w Łagowie zostaną poddane digitalizacji w etapie 2 projektu.
3. Dokonano analizy stanu aktualnego w zakresie procedur prowadzenia prac pod napięciem oraz czynności łączeniowych. Przeanalizowano aktualnie stosowane metody i zakres szkoleń,
4. Zdefiniowano wymagania techniczne niezbędne do budowy systemu szkoleń w środowisku wirtualnym. 

A flexible system of increasing the competence of technical services employees - using virtual reality techniques

A summary of the project:

The project assumes the use of VR techniques in the training of technical staff at an unprecedented scale in the world. It is proposed to build a system capable of training employees for all power stations (main power points) which are at the disposal of the DSO. This proejct is being prepared on virtual models (stations), using realistic interaction methods with animated, three-dimensional objects representing power infrastructure.

The project is planned in 4 stages. It starts with industrial research, which will be implemented in two stages of the project, aimed at acquiring new knowledge in the field of creating assumptions for the VR system in the energy industry.

The next two stages will include development works devoted to:

- building a prototype of a training station,

- system hardware,

- system software.

The project will end with intended works which can confirm that the developed system operates under the conditions envisaged for it.

Aim of the project: The main goal of the project is to build a flexible, innovative virtual reality system to conduct training of technical service personnel, including interactive virtual training scenarios for selected Main Power Points (15), Medium Voltage stations and a training center for live scenarios.

The most important feature of the system from the point of view of its implementation in the EO will be the ability to freely expand the content it contains for subsequent scenarios and energy infrastructure objects, through the use of knowledge engineering techniques and partial automation of the content preparation process, among others using contactless digitalization techniques.

Planned effects: As a result, there will be developed - one of the first in the world - flexible  prototype system for increasing the competence of technical service employees using VR techniques.

Project value: PLN 6 260 305.88

EU contribution: PLN 3 050 641.89

Date of signing the contract: 18 February 2019

Progress of the project - as of 31 December 2022:

1. Implemented the main menu that allows launching the different scenes of the Scenario using the map. The implementation of this menu is also allowing for management and analyze the results of training as well as different levels of access to data, e.g. by the login as the instructor to the application.
2. Changes were verified and made to the training scenes of main power supply stations and MV/LV - Braniborska, Włoszakowice, Bydgoszcz-Jachcice, Dobiegniew, Zdroje, Graniczna, Kostrzyn, Pniewy, Białowieska, Bytom, Karczyn, Rokietnica, Owińska-Potasze, Nowa Sól Fredry, Barnislaw, Dębno Droga Zielona, Ławy Wieś, Nowa Sól Fredry, Dębno Włościańska, Żary Żagańska, Żary Podwale, Zbąszyń.
3. Developed and formed a scenario that implements the connection procedure in the technology of Live-line Working performed at the training site in Łagów. The activity consists of connecting a non-voltage cable to a low-voltage switchboard
4. A Repository of the Git version control system has been integrated with Enea Operator's resources. This allows direct access to the source files and has improved the editing of the training application.
5. Approximately 80% of the scenario work for connection procedures at MV and HV substations has been achieved. It is possible to go through various types of procedures in the most different substations in a virtual environment.
6. Proceeded with verification of the operation on the object editor and scenarios using the example of avatar interaction with the environment and 3D models.
7. The procurement of computer equipment and a VR system has been completed. The purchased equipment was installed in mobile and local training stations.
8. Purchased a vehicle in accordance with the specified requirements in order to build mobile training stations.
9. Completed specialized construction and modifications to the vehicle serving as a mobile training station.
10. The first training tests were conducted by groups of electrotechnicians. The tests are designed to verify the instructional value of the training and the difficulty of the VR environment operation.

Progress of the project - as of 30 November 2022:

1. Implemented the main menu that allows launching the different scenes of the Scenario using the map. The implementation of this menu is also allowing for management and analyze the results of training as well as different levels of access to data, e.g. by the login as the instructor to the application.

2. Changes were verified and made to the training scenes of main power supply stations and MV/LV - Braniborska, Włoszakowice, Bydgoszcz-Jachcice, Dobiegniew, Zdroje, Graniczna, Kostrzyn, Pniewy, Białowieska, Bytom, Karczyn, Rokietnica, Owińska-Potasze, Nowa Sól Fredry, Barnislaw, Dębno Droga Zielona, Ławy Wieś, Nowa Sól Fredry, Dębno Włościańska, Żary Żagańska, Żary Podwale, Zbąszyń.

3. Developed and formed a scenario that implements the connection procedure in the technology of Live-line Working performed at the training site in Łagów. The activity consists of connecting a non-voltage cable to a low-voltage switchboard

4. A Repository of the Git version control system has been integrated with Enea Operator's resources. This allows direct access to the source files and has improved the editing of the training application.

5. Approximately 80% of the scenario work for connection procedures at MV and HV substations has been achieved. It is possible to go through various types of procedures in the most different substations in a virtual environment.

6. Proceeded with verification of the operation on the object editor and scenarios using the example of avatar interaction with the environment and 3D models.

7. The procurement of computer equipment and a VR system has been completed. The purchased equipment was installed in mobile and local training stations.

8. Purchased a vehicle in accordance with the specified requirements in order to build mobile training stations.

9. Completed specialized construction and modifications to the vehicle serving as a mobile training station.

10. The first training tests were conducted by groups of electrotechnicians. The tests are designed to verify the instructional value of the training and the difficulty of the VR environment operation.

Progress of the project - as of 31 October 2021

1. Mapping of the MV and  main supply power points using the developed methodology.
2. Development and implementation of new procedures for optimizing training scenes in terms of smooth operation.
3. Improving user interaction with objects based on the results obtained from internal tests.
4. The character avatar operation has been improved and the possibility of personalizing it has been added (resizing depending on the user's height).
5. Various weather conditions (four different weather patterns) and the possibility of controlling them from the graphical user interface of the application have been implemented.
6. Development of a methodology for recording and evaluation of testing results (development of a VR technology evaluation survey).
7. Development of the infrastructure design of the prototype mobile and stationary VR training stations as well as the design of the station with stationary training stations.
8. Conducting a market review and several meetings with commercial car dealers.
9. Development of the graphic design of the vehicle (wrapping).
10. Conducting the tender procedure with the publication of its results and the effective delivery of the selected Mercedes-Benz Sprinter 314 CDI vehicle.

Progress of the project - as of 31 July 2021

1. Extension of the library of 3D objects with new elements created with the use of universal scripts for the construction of interactive objects in this dimension - the main power supply point of „Zdroje" and „Włoszakowice".
2. Construction of new training scenes for the main supply points – „Zdroje", „Włoszakowice", „Jachcice", „Dobiegniew".
3. Creating a repository for a distributed version control system in Git technology
4. Development of a prototype editor of training scenarios cooperating with the Unity environment, enabling formal recording of new scenarios for existing HV / MV and MV / LV infrastructure facilities.
5. Development of a prototype object editor, enabling a formal list of interactive objects appearing in the main power supply stations and MV / LV.
6. Performing tests of the developed solutions, both internal - laboratory and external - industrial. As part of this subtask, functions aggregating data on the course of training will be developed. Automating the aggregation of data from the training system will allow to reduce the cost of system tests and will ensure testing conditions in which the measurement will not affect the behavior of the person testing the training system.
7. Development of functions aggregating data on the conduct of training.
8. Determining the requirements and selecting the vehicle in which the mobile training stations will be located.
9. Determining the requirements and selection of VR and computer equipment that will be installed in mobile and stationary training stations.
10. Carrying out the car purchase procedure for the construction of mobile training stations.

Progress of the project - as of 30 April 2021

1. development of CAD models of energy infrastructure facilities for three HV / MV stations.
2. continuation of the verification of the correct operation of the object template in the 3D library in the process of object instance and saving / reading metadata during scene editing
3. development and addition to the library of 3D objects of the main power supply stations and MV / LV stations under development - supplementing the HV / MV infrastructure for the main power supply stations: „Karczyn", „Braniborska", „Pniewy", „Żegrze", as well as for two new ones the main power supply stations „Bydgoszcz-Jachcice" and "Dobiegniew" and two MV / LV stations: „Rokietnica", „Owińska-Potasze",
4. improvement of universal scripts for the implementation of interactions with objects during the implementation of training scenarios in the VR environment,
5. giving an interactive layer to the objects in the object library, verifying the correct operation in VR mode and in desktop mode.
6. development of universal scripts to support the construction of interactive 3D objects used during the implementation of training scenarios,
7. developing a universal user interface for selecting training scenes and implementing its prototype version in the training application.
8. assigning to individual 3D objects components responsible for user interactions with objects, e.g. lifting, moving, running predefined object animations
9. development and implementation of a user interface for the implementation of switching activities at the facilities of main power supply stations with the use of a virtual equivalent of a tablet used by employees of technical services,
10. Implementation of the function of assessing the progress and collecting data on the course of training. therefore, the employer will be able to assess the competences of its employees more easily, which will enable better management of resources responsible for employee training.

Progress of the project - as of 31 January 2021

1. development of training scenarios for other objects of the power infrastructure,
2. scanning of nine main HV / MV power supply stations: „Zdroje", „Włoszakowice", „Dobiegniew", „Białowieska", „Morzyczyn", „Graniczna", „Kostrzyn", „Bytom", „Czerwonak".
3. scanning of nine MV / LV stations: 06-824 Potasze A, S-6551 Nowa Sól, S-8048 st. Żagańska, S-8584 Żary st. Podwale, 765 640 Zbąszyń Promenada, Dębno Zielona Road S-2054, Barnisław PGR No. 1405, Ławy Wieś S-2187, Dębno Włościańska S-2655.
4. development of CAD models of energy infrastructure facilities for six HV / MV stations and nine MV / LV stations.
5. extension of the library of 3D objects with objects from subsequent HV / MV and MV / LV stations - supplementing the library with objects from four main HV / MV power supply stations: „Karczyn", „Braniborska", „Pniewy", „Żegrze" and a training ground for works under voltage in Łagów
6. implementation of the interaction layer for the developed 3D power infrastructure objects - providing interaction for at least 75% of the objects in the library,
7. giving metadata and an interaction layer for two complete VR training scenes.

Progress of the project - as of 31 October 2020

1. developing the current digitization plan - measurement dates, determination of requirements and limitations during measurements for 1 HV / MV station and 1 MV / LV station
2. development of a database of facilities and their components of the power infrastructure for the purposes of designing training scenarios for subsequent main power supply stations
3. Detailed functional assumptions for the developed training system for electricians operators
4. implementation of the plan for the digitization of energy infrastructure in accordance with the guidelines developed in task 3.1 using 3D scanning techniques for the development of virtual training scenes for electric operators,
5. scanning the main HV / MV Jachcice power supply station and MV / LV Rokietnica station with the use of a 3D laser scanner.
6. analysis of data obtained as a result of the digitization process in task 3.2 in terms of the preparation of three-dimensional models of power stations, taking into account the requirements of VR training,
7. development of CAD models of HV / MV energy infrastructure facilities at the main Jachcice power supply station and one MV / LV Rokietnica station.
8. development of an extended database of power infrastructure facilities in accordance with the developed data model,
9. expansion of the 3D object library with objects from subsequent HV / MV and MV / LV stations,
10. developing a procedure for adding components and objects to the library, preparing a document with its formal recording and sample instructions in the form of video recordings

Progress of the project - as of  31 July 2020:

1. A current digitization plan was developed - measurement dates, determination of requirements and limitations during measurements for each of the scanned objects,
2. Safety and access procedures to digitized objects have been developed - taking into account the requirements and internal regulations of Enea Operator,
3. Bases of facilities and their components of the power infrastructure were developed for the training scenarios for 3 Main Stations and the training ground in Łagów,
4. The specifications of training scenarios for modeled power objects were extended,
5. The procedure was carried out and settled, as well as the selection of a subcontractor to perform 3D scanning and modelling of HV / MV and MV / LV transformer stations
6. Scripts were developed to store metadata of 3D objects in the VR scene along with the mechanisms for reading and writing them to an external data format,
7. An extended data model of the database of objects and their components of the power infrastructure was developed for the purpose of creating training scenarios,
8. The libraries of 3D objects have been extended to include objects from subsequent main Stations, such as: transformers, transformer bays, line bays, rail connector bays, ground units, signal boxes with control cabinets, buildings, poles,
9. The libraries of materials allowing for complete mapping of modeled power infrastructure objects were extended; development of variants of physical materials with different densities of arrangement and various parameters, including brightness or reflectivity,
10. Universal scripts were developed for the implementation of interactions with objects during the implementation of training scenarios in the VR environment,
11. Interaction layers were implemented for the developed 3D objects of the power infrastructure, and the correctness of its operation in VR mode was verified

Progress of the project - as of  30 April 2020:

1. Metadata describing the 3D model of the Karczyn GPZ station was developed and implemented,
2. A flexible virtual stage was developed for the Karczyn GPZ station using knowledge engineering techniques,
3. Comparative analysis of visualization techniques in terms of acceptable simplifications in the visualization of infrastructure objects and different approaches used to create textures,
4. Visual layers in the VR environment were developed for the Żegrze, Braniborska, and Pniewy Main Stations.
5. Universal scripts for interaction were developed in accordance with the concept of an interactive object in a flexible training system,
6. Algorithms for dynamic loading of training scenarios were developed and implemented, based on the metadata generated from the completed scenario specification template,
7. A knowledge base of interaction methods was developed - 38 different interaction methods involving the performance of 13 different activities in virtual space,
8. Laboratory experiments were carried out to test different methods of interaction in the VR training scene with the participation of a selected group of users.
9. Procedures for adding new and modifying existing content in the VR training system were developed,
10. The methodologies for importing, editing and saving the metadata creating virtual training scenarios with the use of sample data were implemented - a scenario editor prototype,
11. Internal tests were carried out - modification of selected scenes and scenarios using prototype editors,
12. Assumptions for the plan for digitization of energy infrastructure were developed,
13. Criteria for selecting energy infrastructure objects for digitization were developed,
14. Energy infrastructure facilities were selected for digitization: 10 HV / MV facilities and 10 MV / LV facilities,

Progress of the project - as of  31 January 2020:

1. Established assumptions for the recommended course of the training process in virtual reality in cooperation with specialists in connection activities, PPN, BHP and virtual reality,
2. Detailed specifications of virtual training scenarios were developed for two GPZ stations and for selected live work technology in accordance with the developed methodology for transferring knowledge about training.
3. 3D models of GPZ stations were developed: Żegrze, Braniborska, Pniewy and training ground in Łagów based on the results of measurements made,
4. A classification of digitization techniques for various power infrastructure facilities has been developed.
5. A library of materials and textures necessary to build the visualization of the GPZ station and training ground in Łagów was developed,
6. The path of 3D graphics processing was developed in order to obtain satisfactory visual quality of built virtual training environments,
7. A template for a flexible training scene was developed,
8. A methodology for creating flexible virtual training scenes using knowledge engineering techniques has been developed,
9. An experiment was developed and conducted to evaluate the method of interaction with user eye tracking using the HTC Vive Pro system,
10. A methodology for exporting and converting training scenario specifications into metadata describing the training scenario in the VR application has been developed,

Progress of the project - as of  31 October 2019:

1. The concept of architecture of the designed virtual training environment for electrician operators was developed,
2. Limits for the structural complexity of 3D power infrastructure models have been set,
3. Experiments were conducted with the employees of Enea Operator
4. The accuracy of measurement methods was analyzed,
5. Assessment criteria and ranking of measurement methods were developed,
6. Developing a methodology for transferring existing knowledge about real trainings to a virtual environment,
7. Development of virtual training scenarios for selected live work technologies and sequence of connecting activities for 4 selected GPZ stations,
8. Recording of films illustrating the actual connection operations carried out in accordance with the developed scenarios for the GPZ Karczyn and GPZ Pniewy, Żegrze and GPZ Braniborska stations,
9. 3D scans for the PPN training ground in Łagów and for 4 GPZ stations: Karczyn, Żegrze, Braniborska, Pniewy,
10. 3D models of GPZ Karczyn station were developed based on the results of performed scans.

Progress of the project - as of  31 July 2019:

1. The collected documentation was analyzed and documents containing relevant information related to training conducted using traditional methods were identified. As a result of the analysis, two main thematic areas of training were identified: live working (working with voltages) and switching activities.
2. An analysis of existing HV/MV transformer stations (GPZ) was carried out in terms of technologies used in them. Based on the analysis, 4 representative GPZ stations were selected, which, together with the training ground in Łagów, will be digitized in stage 2 of the project.
3. The current state of the art was analyzed in the scope of procedures for conducting live working (working with voltages) and switching operations. The currently used methods and scope of training were analyzed,
4. The technical requirements necessary to build a training system in the virtual environment have been defined.

Streszczenie projektu: projekt ma na celu opracowanie rozwiązania systemowego stabilizującego pracę dystrybucyjnych sieci elektroenergetycznych, które jako część sieci dystrybucyjnej, będzie umożliwiało efektywne zarządzenie energią elektryczną zwiększając elastyczność sieci w zakresie możliwości przyłączeń nowych producentów energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych, podnosząc bezpieczeństwo i niezawodność sieci, a także poprawiając parametry jakościowe dostarczanej energii elektrycznej. W ramach projektu opracowany zostanie inteligentny i bezobsługowy system stabilizacji pracy dystrybucyjnych sieci elektroenergetycznych w oparciu o modułowe instalacje wodorowego bufora energetycznego z perspektywą użytkowego wykorzystania wodoru. Efektem projektu będzie również innowacyjna metodyka badawcza obejmująca dobór i agregację danych wejściowych, kształtowanie relacji między elementami składowymi (układy interakcji przestrzennych). Zastosowane zostaną metody z obszaru sieci neuronowych, badań operacyjnych, ekonometrii przestrzennej, Network Analyst ArcGIS oraz zarządzania wodorowymi łańcuchami dostaw.

Projekt został podzielony na 5 etapów obejmujących badania przemysłowe i prace rozwojowe. Rozpocznie się on od realizacji prac na V poziomie TRL, co oznacza, że zweryfikowano komponenty technologii w środowisku zbliżonym do rzeczywistego. Projekt zakończy się na VIII poziomie TRL – zakończone zostaną badania demonstracja ostatecznej formy technologii, a technologia będzie mogła być stosowana w dedykowanych dla niej warunkach.

Cel projektu: Rezultatami projektu będą rekomendacje dotyczące optymalnych wartości parametrów instalacji stabilizujących pracę sieci elektroenergetycznych z wykorzystaniem zjawiska konwersji energii elektrycznej na wodór. Będą one rezultatem przeprowadzonej analizy czasu reakcji i krzywej narastania, która zostanie wykonana z wykorzystaniem centralnego systemu akwizycji danych pomiarowych oraz programów narzędziowych do obsługi jakości energii.

Planowane efekty: wybór optymalnej technologii magazynowania energii, przyczyni się do wyrównania wahań mocy, częstotliwości, asymetrii napięcia, harmonicznych napięcia (THD) i prądu, przerw w zasilaniu spowodowanych nieciągłością pracy urządzeń eksploatacyjnych.

Wartość projektu:  12 981 748.75 zł

Wkład UE: 6 451 396.75 zł

Data podpisania umowy o dofinansowanie: 28.01.2021 r.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 21.04.2023 r.:

W związku z realizacją trzeciego etapu projektu, Enea Operator przeprowadziła dialog techniczny do którego przystąpiło 10 podmiotów wykazujących zainteresowanie wykonaniem przedmiotowej instalacji bufora wodorowego, składającego się m.in. z elektrolizera, ogniwa paliwowego oraz układu zbiorników wraz z kompresorem, i służącego do stabilizowania stacji GPZ sieci dystrybucyjnej, pracującej na średnim napięciu. W ramach tych spotkań, konsultowano zestaw pytań do potencjalnych oferentów. Omówiono wymagania techniczne dotyczące poszczególnych elementów wspomnianego bufora. W wyniku przeprowadzenia dialogu technicznego, wartość realizacji bufora wodorowego oszacowano na większą kwotę niż początkowo założono w budżecie projektu, która została zabezpieczona przez Spółkę.

Następnie, uruchomiono postępowanie zakupowe dotyczące wybudowania modułowej instalacji wodorowego bufora energetycznego (RPUZ/P/0822/2022/DN). W wyniku ogłoszonego postępowania wpłynęły dwie oferty od potencjalnych wykonawców, jednak pomimo zwiększenia budżetu, najkorzystniejsza oferta znacznie przekraczała kwotę przeznaczoną na sfinansowanie zamówienia.

W związku z powyższym Enea Operator jako zamawiający unieważniła postępowanie ze względu na to, że kwota najkorzystniejszej oferty znacząco przekracza kwotę przeznaczoną na sfinansowanie zamówienia. Tym samym uznano za bezcelowe z ekonomicznego punktu widzenia prowadzenie dalszych badań przemysłowych i prac rozwojowych na skutek wystąpienia okoliczności niezależnych, co w konsekwencji oznacza, że w obecnych warunkach projekt nie będzie kontynuowany.

Postęp rzeczowy projektu - stan na 31.06.2022 r.:

Zadanie: Eksperymentalne prace rozwojowe: Etap 3.

Stan realizacji: Przeprowadzone prace badawczo-rozwojowe w okresie sprawozdawczym obejmowały kontynuację badań nad parametrami techniczno-ekonomicznymi charakteryzującymi budowany prototyp instalacji elektrolitycznej konwersji energii elektrycznej na wodór wykorzystywanej do stabilizacji pracy elektroenergetycznych sieci dystrybucyjnej w warunkach rzeczywistych.

Analizy obejmowały w szczególności różne typy elektrolizerów rozważanych do wykorzystania w planowanej instalacji, rodzaje magazynów oraz ogniw paliwowych w zakresie ich charakterystyk technicznych, jak również możliwości współpracy poszczególnych elementów ze sobą w ramach całej instalacji.

Celem oceny obecnego stanu techniki, badaniom i ocenie poddano również rozwiązania stosowane na świecie w zakresie elektrolizerów wykorzystywanych do produkcji wodoru, magazynów oraz ogniw paliwowych służących do konwersji wodoru. Porównano instalacje wykorzystywane w prototypowych projektach w innych krajach Europy oraz świata. Na tej podstawie zidentyfikowano kluczowe parametry wraz z zakresami ich wartości dla poszczególnych podzespołów planowanych do uwzględnienia w prototypie instalacji elektrolitycznej konwersji energii elektrycznej na wodór, która będzie wykorzystywana do stabilizacji pracy elektroenergetycznych sieci dystrybucyjnej w ramach realizacji przedmiotowego projektu. Wykonanie opisanych prac jest niezbędne w celu opracowania szczegółowej specyfikacji zamówienie poszczególnych komponentów przedmiotowego bufora wodorowego oraz późniejszej ocenie i weryfikacji złożonych ofert.

W ramach prac kontynuowano również badania oraz analizy porównawcze dokumentacji technicznych dostarczanych przez przedsiębiorstwa prowadzące działalność w zakresie dostarczania poszczególnych komponentów niezbędnych do budowy prototypu (elektrolizery, magazyny, ogniwa itp.), jak również dostarczania pełnowymiarowych instalacji złożonych z wymienionych komponentów. W ramach prac kontynuowano działania ukierunkowane na weryfikację i analizę zaproponowanych elementów budowanego układu i relacji występujących pomiędzy nimi w systemie rzeczywistym, z uwzględnieniem nowych informacji uzyskanych od potencjalnych podwykonawców w ramach trwającego dialogu technicznego. Informacje te skoncentrowane były przede wszystkim na kwestiach minimalnego czasu dostaw oraz szacunkowego kosztu poszczególnych komponentów planowanego bufora.

Oprócz wymienionych powyżej zagadnień, kontynuowano prace nad analizami geolokalizacyjnymi dla proponowanej instalacji z uwzględnieniem zidentyfikowanych w ramach bieżących prac nowych czynników, w szczególności technicznych oraz środowiskowych.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 28.02.2022 r.:

Etap1:

Wzadaniu tym podstawą procesu badawczego byl systematyczny przegląd literatury(SPL) obejmujący artykuły naukowe (479 art. wyselekcjonowanych z bazy WoS), atakże akty prawne i dokumenty strategiczne (krajowe i zagraniczne) orazprojekty aplikacyjne. Wyniki badań SPL umożliwiły wstępną konceptualizację orazoperacjonalizację zmiennych, a następnie ich weryfikację i selekcję w warunkachfunkcjonowania operatora sieci dystrybucyjnej EO (model funkcjonalny), coumożliwiło opracowanie koncepcji modelu strukturalnego. W celu walidacjiosiągniętych wyników przeprowadzono badania eksperckie, które objęły głównieocenę metodyki pracy nad modelem oraz ocenę siły związków między zmiennymi w modelu. Następnie dokonano analizyi wyboru wśród wielokryterialnych metod podejmowania decyzji (MCDM)oraz wielokryterialnych metod analizy decyzji (MCDA). Na potrzeby badania ioceny siły związków między zmiennymi w modelu strukturalnym zastosowano metodęDematel. W rezultacie procesu badawczego obejmującego wiedzę z SPL, nastąpiłoopracowanie koncepcji wielokryterialnego teoretycznego modelu architekturystabilizującego pracę elektroenergetycznych sieci dystrybucyjnych na baziewodorowego bufora energetycznego z uwzględnieniem użytkowego wykorzystaniawodoru (model strukturalny), uwzględniającego czynniki tech., ekonomiczno-logistyczne,lokalizacyjne i formalno-prawne w podziale na fazy łańcucha dostaw(zaopatrzenie, produkcja i magazynowanie, dystrybucja). Stanowi on nową wiedzęi uzupełnia lukę badawczą oraz poznawczą w obecnym dorobku. Koncepcja modeluprzyjęła formę macierzy obejmującej 49 zmiennych. Do modelu przygotowano podziałna czynniki sterowalne, niesterowalne i zakłócające z punktu widzenia OSD, atakże wskazano przykładowe jednostki miary danego czynnika. Wskazano trzylokalizacje GPZ w największym stopniu predestynowane do posadowienia buforawodorowego.

Wszystkiekamienie milowe etapu 1 zostały osiągnięte i etap został pomyślnie zakończony.

Etap2:

Wwyniku przeprowadzonych prac opracowano model energetyczno-procesowy oraz modelelektroenergetyczny zgodny ze schematem technologicznym systemu wodorowegobufora energetycznego. Spełniono wszystkie trzy parametry 1 kamienia milowego:w Zadaniach 1-3 obliczono efektywność gromadzenia i odzysku energii całegosystemu oraz wydajność energetyczną poszczególnych elementów systemu przyzałożonych warunkach optymalnych. W Zadaniu 4 wyznaczono współczynnik poprawyparametrów pracy sieci elektroenergetycznej. Ponadto w zadaniu 5 dokonanoanalizy istotnych zagrożeń instalacji wodorowego bufora energetycznego. Wynikibadań i analiz Etapu 2. umożliwiły opracowanie wymagań dla instalacji Bufora wwytypowanym GPZ na potrzeby dialogu technicznego.

Wszystkiekamienie milowe etapu 2 zostały osiągnięte i etap został pomyślnie zakończony.

Następniezorganizowany został dialog techniczny do którego zaproszono 10 podmiotów wramach konsultacji rynkowych. Aktualnie zakończono pierwszą turę dialogutechnicznego. Projekt wchodzi w etap 3.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.06.2021 r.:

1. Dokonano specyfikacji potrzeb na rzecz zarządzania różnymi obszarami wg czynników ekonomiczno-logistycznych, technicznych, prawnych i lokalizacyjnych w następujących fazach łańcucha dostaw: zaopatrzenia, produkcji (i magazynowania) oraz dystrybucji.
2. Przeprowadzono analizę literatury światowej pod kątem stosowanych rozwiązań metodycznych wspomagających proces lokalizacji wodorowego bufora energetycznego. Efektem tych prac było ukierunkowanie dalszych badań na poszukiwanie rozwiązań bazujących na wielokryterialnych metodach wspomagania decyzji. Spośród wielu metod wybrano jedną (DEMATEL), która w największym stopniu spełnia wymagania związane z budową wielokryterialnego modelu architektury systemu stabilizującego pracę elektroenergetycznych sieci dystrybucyjnych na bazie wodorowego bufora energetycznego.
3. Zaprojektowano badania eksperckie. Ich celem była weryfikacja i ocena przyjętego sposobu postępowania przy budowanie modelu strukturalnego oraz pozyskanie informacji potrzebnych do oszacowania istotnych wartości na potrzeb budowanego modelu. Wykorzystano autorski instrument pomiarowy zawierający: ocenę przeprowadzonego procesu badawczego oraz ocenę szczegółową koncepcji modelu strukturalnego w postaci macierzy czynników w układzie łańcucha dostaw.
4. Wybrano 8 lokalizacji GPZ, skierowanych do dalszego badania i modelowania.

Postęp rzeczowy projektu – stan na 31.03.2021 r.:

1. Wyznaczono technologie PEM czyli Proton Exchange Membrane do realizacji modułu elektrolizera służącego do generacji wodoru ze względu na bardzo małą bezwładność stosu elektrolizera niezbędną w realizacji stabilizacji sieci elektroenergetycznej oraz dojrzałość technologiczną. Ponadto, do realizacji modułu wodorowego ogniwa paliwowego również wybrano tę samą technologię .
2. Dokonano analizy w zakresie modelowania statycznego oraz dynamicznego elementów systemu czyli elektrolizera PEM, wodorowego ogniwa paliwowego PEM oraz obliczeń termodynamicznych zbiorników ciśnieniowych wodoru. Opracowano statyczny model procesowy stosu elektrolizera z membraną PEM typu PEMFC Nafion.
3. Opracowano modele systemu elektroenergetycznego na potrzeby określenia wpływu bufora wodorowego na  pracę tego systemu, przy założeniu przepływu energii elektrycznej w obu kierunkach (magazynowanie i oddawanie energii). Określono parametry opisujące pracę systemu elektroenergetycznego, które wykorzystane będą w modelu.
4. Przeprowadzono procedury zakupowe i dokonano zakupu dwóch komputerowych stacji roboczych oraz oprogramowania do symulacji pracy systemów elektroenergetycznych.
5. Przeprowadzono także analizę oprogramowania pod kątem systematyki metod w naukach ekonomicznych, zarządczych i technicznych, zauważając heterogeniczne podejście do klasyfikacji metod. 

Development of an intelligent and maintenance free system for stabilizing the work of distribution power networks based on modular installations of electrolytic conversion of electricity into hydrogen with the intention of utilizing hydrogen

A summary of the project: The project aims to develop a system solution stabilizing the operation of electricity distribution networks, which, as part of the distribution network, will enable effective management of electricity. It will by applied by increasing the flexibility of the network in terms of the possibility of connecting new producers of renewable energy, increasing the security and reliability of the network, as well as improving quality parameters of supplied electricity. As part of the project, an intelligent and maintenance-free system for stabilizing the operation of power distribution networks will be developed based on modular installations of a hydrogen energy buffer with the perspective of the commercial use of hydrogen. The result of the project will also be an innovative research methodology covering the selection and aggregation of input data, shaping the relationship between the components (spatial interaction systems). Methods in the area of ​​neural networks, operational research, spatial econometrics, Network Analyst ArcGIS and the management of hydrogen supply chains will be applied.

The project is divided into 5 phases covering industrial research and development works. It will start with the implementation of works at the 5th TRL level, which means that the technology components have been verified in a near-real environment. The project will end at the VIII TRL level - research will be completed, demonstrating the final form of the technology, and the technology will be able to be used in conditions dedicated to it.

Aim of the project: the results of the project will be recommendations regarding the optimal values of the parameters of installations stabilizing the operation of power grids with the use of the phenomenon of electricity conversion into hydrogen. It will be the result of the analysis of the reaction time and the slope curve, which will be performed with the use of the central measurement data acquisition system and power quality tools.

Planned effects: the selection of the optimal energy storage technology will contribute to the equalization of power, frequency, voltage unbalance, voltage (THD) and current harmonics, power supply interruptions caused by discontinuity in the operation of operating devices.

Project value: PLN 12 981 748.75

EU contribution: PLN 6 451 396.75

Date of signing the grant agreement: 28.01.2021

Progress of the project - as of April 21, 2023:

In connection with the implementation of the third stage of the project, Enea Operator conducted a technical dialogue, which was joined by 10 entities showing interest in the execution of the hydrogen buffer installation in question, consisting of, among others, consisting of an electrolyser, a fuel cell and a system of tanks with a compressor, and used to stabilize the distribution network's GPZ station, operating at medium voltage. As part of these meetings, a set of questions for potential bidders was consulted. Technical requirements for individual elements of the buffer are discussed. As a result of the technical dialogue, the value of the implementation of the hydrogen buffer was estimated at a higher amount than initially assumed in the project budget, which was secured by the Company.

Then, a procurement procedure was launched for the construction of a modular hydrogen energy buffer installation (RPUZ/P/0822/2022/DN). As a result of the announced procedure, two offers from potential contractors were received, but despite the increase in the budget, the most advantageous offer significantly exceeded the amount allocated to finance the contract.

In connection with the above, Enea Operator as the ordering party canceled the procedure due to the fact that the amount of the most advantageous offer significantly exceeds the amount allocated for financing the order. Thus, it was considered pointless from an economic point of view to conduct further industrial research and development work due to independent circumstances, which consequently means that the project will not be continued under the current conditions.

Progress of the project - as of February 28, 2022:

Stage1:

Inthis task, the basis of the research process was a systematic literature review(SPL) including scientific articles (479 articles selected from the WoSdatabase), as well as legal acts and strategic documents (domestic and foreign)and application projects. The results of the SPL research allowed for theinitial conceptualization and operationalization of the variables, and thentheir verification and selection in the conditions of the operation of thedistribution network operator EO (functional model), which enabled thedevelopment of the concept of the structural model. In order to validate theobtained results, expert studies were carried out, which mainly included theassessment of the methodology of working on the model and the assessment of thestrength of relationships between the variables in the model. Then, the analysisand selection of multi-criteria methods of decision making (MCDM) andmulti-criteria methods of decision analysis (MCDA) were made. The Dematelmethod was used to study and evaluate the strength of relationships between thevariables in the structural model. As a result of the research processincluding knowledge from SPL, the concept of a multi-criteria theoreticalarchitecture model stabilizing the operation of electricity distributionnetworks based on a hydrogen energy buffer, taking into account the utilizationof hydrogen (structural model), taking into account technical, economic andlogistic, location and formal and legal factors, was developed. broken down byphases of the supply chain (supply, production and storage, distribution). Itconstitutes new knowledge and fills the research and cognitive gap in thecurrent achievements. The concept of the model took the form of a matrixcovering 49 variables. The model has been divided into controllable,non-controllable and disturbing factors from the DSO point of view, as well asexamples of measurement units for a given factor. Three locations of switchingstations have been identified that are best suited to the foundation of thehydrogen buffer.

Allmilestones of Stage 1 have been achieved and the stage has been successfullycompleted.

Stage2:

Asa result of the conducted work, an energy-process model and an electric powermodel were developed in line with the technological scheme of the hydrogenenergy buffer system. All three parameters of the milestone 1 were met: inTasks 1-3, the efficiency of collecting and recovering the energy of the entiresystem as well as the energy efficiency of individual elements of the systemunder the assumed optimal conditions was calculated. In Task 4, the coefficientof improvement of the power grid operating parameters was determined. Inaddition, in task 5, the analysis of significant threats to the installation ofthe hydrogen energy buffer was performed. The results of the research andanalyzes of Stage 2 enabled the development of requirements for theinstallation of the Buffer in the selected substation for the purposes of thetechnical dialogue.

Allmilestones of Stage 2 have been achieved and the stage has been successfullycompleted.

Then,a technical dialogue was organized to which 10 entities were invited as part ofmarket consultations. The first round of technical dialogue has now beencompleted. The project is entering stage 3.

Progress of the project - as of 30 June 2021 :

1. Specification of needs was made for the management of various areas according to economic and logistic, technical, legal, and location factors in the following phases of the supply chain: supply, production (and storage), and distribution.
2. An analysis of the world literature was carried out in terms of applied methodological solutions supporting the process of locating the hydrogen energy buffer. The effect of these works was to focus further research on the search for solutions based on multi-criteria decision support methods. Among many approaches, one (DEMATEL) was selected that best meets the requirements related to the construction of a multi-criteria model of system architecture stabilizing the operation of power distribution networks based on a hydrogen energy buffer.
3. Expert research was designed. Their purpose was to verify and assess the adopted procedure for building a structural model and to obtain information needed to estimate significant values for the needs of the model being built. The proprietary measuring instrument was used, containing: an evaluation of the research process and a detailed evaluation of the concept of a structural model in the form of a factor matrix in the supply chain system.
4. Eight main power supply point locations were selected for further research and modeling.

Progress of the project - as of 31 March 2021 :

1. The PEM technologies, i.e. Proton Exchange Membrane, were designated for the implementation of the electrolyzer module used for hydrogen generation due to the very low inertia of the electrolyzer stack necessary for the stabilization of the power grid and technological maturity. Moreover, the same technology was also chosen to implement the hydrogen fuel cell module.
2. The analysis of static and dynamic modeling of system elements, i.e. PEM electrolyzer, PEM hydrogen fuel cell, and thermodynamic calculations of hydrogen pressure tanks was performed. A process of an electrolyzer stack with PEMFC Nafion PEM membrane was developed
3. Power system models were developed to determine the impact of the hydrogen buffer on the system operation, assuming the flow of electricity in both directions (energy storage and return). Parameters describing the effectiveness of the power system, which will be used in the model, have been defined.
4. Purchasing procedures were carried out along with two computer workstations as well as software for simulating the operation of power systems were purchased.
5. The software analysis was also carried out in terms of the systematics of methods in economic, management, and technical sciences, noting a heterogeneous approach to the classification of methods.