Ścieżka Smart
Streszczenie projektu:
System cyber-fizyczny będzie obejmował część województwa lubuskiego, gdzie znajduje się 29 stacji Głównych Punktów Zasilających (GPZ) z 54 transformatorami wyposażonymi w układy ARN, które dostarczają energię elektryczną do ponad pół miliona odbiorców.
Zidentyfikowane główne obszary badawcze, które mogą przyczynić się do optymalizacji techniczno-ekonomicznej oraz zwiększenia elastyczności w zarządzaniu infrastrukturą sieciową obejmują:
• analizę możliwości wykorzystania ARN na poziomie napięć WN/SN do regulacji napięcia w wybranych punktach sieci nN oraz wykorzystanie metod uczenia maszynowego oraz metod predykcyjnych bazujących na wiedzy (dane historyczne OrigAMI) do opracowania nastaw ARN, uwzględniających zmiany napięcia w sieci nN, które pozwolą na poprawę parametrów napięciowych, umożliwiając wprowadzenie do sieci nN energii generowanej przez prosumentów w warunkach największego nasłonecznienia w obszarach o największym udziale generacji prosumenckiej,
• wielokryterialne analizy techniczno-ekonomiczne pilotażowego systemu cyber-fizycznego, które będą stanowiły podstawę opracowania modeli technicznych dla wdrożenia algorytmów sterowania układów ARN w sieci EO.
W ramach projektu zostały zaplanowane badania przemysłowe (zad. 1 i 2) i prace rozwojowe (zad. 3 i 4) w ramach których zostało zaplanowane projektowanie, budowa i testowanie systemu.
Projekt rozpocznie się na V TRL, a zakończy na VIII, co oznacza, że zakończono badania i demonstrację ostatecznej formy technologii, a docelowy poziom technologii został osiągnięty i może ona być zastosowana w przewidywanych dla niej warunkach.
W ramach projektu zaplanowano również doskonalenie kompetencji kadry Wnioskodawcy i osób zarządzających oraz zdobywanie przez nich nowej wiedzy i umiejętności wspierających realizacje zadań w ramach modułu B+R.
Cel projektu:
Opracowanie pilotażowego innowacyjnego systemu cyber-fizycznego, który będzie elementem sieci dystrybucyjnej ENEA Operator (EO).
Grupy docelowe:
Pracownicy i kadra zarządzająca
efekty, rezultaty projektu:
Wdrożenie innowacji w procesie biznesowym Wnioskodawcy przyczyni się do ograniczenia skali występujących problemów zw. z rozwojem generacji prosumenckiej, co pozwoli na:
- efektywniejszą realizację polityk związanych ze zwiększeniem udziału źródeł odnawialnych w miksie energetycznym, znajdujących odzwierciedlenie w wymaganiach zawartych w regulacjach
nałożonych na OSD,
- zwiększenia zadowolenia prosumentów z użytkowania instalacji OZE oraz stopy zwrotu inwestycji z programów zachętowych finansowanych z budżetu państwa,
- zmniejszenie liczby reklamacji prosumentów i zw. z tym kosztów obsługi,
- poprawy wizerunku Enea Operator w zakresie obsługi instalacji prosumenckich.
Wydatki ogółem: 1 791 095,74 zł
Wydatki kwalifikowalne: 1 790 284,99 zł
Dofinansowanie UE: 884 034,89 zł
Postęp rzeczowy projektu – stan na 30.11.2024 r.
W okresie sprawozdawczym realizowano badania przemysłowe w ramach Zadania 1. „Opracowanie behawioralnych modeli rozpływu prądów w sieciach dystrybucyjnych o znacznym udziale generacji prosumenckiej umożliwiających dobór nastaw ARN WN/SN w celu zwiększenia absorpcji energii ze źródeł odnawialnych poprzez poprawę profilu napięciowego”.
Pozyskano dane i realizowano prace inwentaryzacyjne mające na celu zidentyfikowanie możliwości włączenia do systemu cyber-fizycznego układów ARN WN/SN, które obecnie nie są zintegrowane z systemami pomiarowymi OrigAMI i MoBiSys. Opracowano koncepcje modyfikacji zarówno warstwy fizycznej jak i oprogramowania pozwalające na realizację zadania z uwzględnieniem wielu aspektów technicznych (m.in. cyberbezpieczeństwa) oraz ekonomicznych.
Prowadzono prace na archiwalnych danych eksperymentalnych mające na celu opracowanie modeli składowych, modelu zmiennych niestacjonarnych skointegrowanych o krótkotrwałych trendach stochastycznych oraz modelu bazującego na rekurencyjnych sieciach neuronowych.
Postęp rzeczowy projektu – stan na 28.02.2025 r.
W okresie sprawozdawczym realizowano badania przemysłowe w ramach Zadania 1. „Opracowanie behawioralnych modeli rozpływu prądów w sieciach dystrybucyjnych o znacznym udziale generacji prosumenckiej umożliwiających dobór nastaw ARN WN/SN w celu zwiększenia absorpcji energii ze źródeł odnawialnych poprzez poprawę profilu napięciowego”.
Na podstawie danych pozyskanych w ramach prac inwentaryzacyjnych opracowano koncepcje techniczne modyfikacji istniejącej infrastruktury sieciowej w celu ich integracji z systemami pomiarowymi OrigAMI i MoBiSys. Na podstawie danych archiwalnych wybrano linię promieniową o najmniej skomplikowanej topologii oraz przygotowano punkty pomiarowe dla realizacji pomiarów, które będą stanowiły dane treningowe wykorzystywane w uczeniu maszynowym.
Przeprowadzono analizy statystyczne danych archiwalnych, które pozwoliły na opracowanie metodyki dalszych badań oraz organizacji danych pomiarowych.
Cyber-physical system using modified Automatic Voltage Regulation systems of HV/MV transformers and innovative control algorithms based on machine learning to increase the absorption of energy introduced to the LV network by PROsumers (ARN-Pro)
Project summary:
The cyber-physical system will cover part of the Lubuskie voivodeship, where there are 29 Main Supply Points (GPZ) stations with 54 transformers equipped with ARN systems, which supply electricity to over half a million recipients.
The identified main research areas that can contribute to technical and economic optimization and increase flexibility in network infrastructure management include:
• analysis of the possibilities of using ARN at the voltage level
HV/MV to regulate voltage in selected points of the LV network and the use of machine learning methods and knowledge-based prediction methods (OrigAMI historical data) to develop ARN settings that take into account voltage changes in the LV network, which will allow for the improvement of voltage parameters, enabling the introduction of energy generated by prosumers into the LV network in the conditions of the greatest solar radiation in areas with the highest share of prosumer generation,
• multi-criteria technical and economic analyses of the pilot cyber-physical system, which will constitute the basis for the development of technical models for the implementation of control algorithms for ARN systems in the EO network.
The project includes planned industrial research(tasks 1 and 2) and development work (tasks 3 and 4) within whichthe design, construction and testing of the system has been planned.
The project will start at V TRL and end at VIII, which means that research and demonstration of the final form of the technology have been completed, and the target level of the technology has been achieved and it can be used in the conditions expected for it.
The project also includes improving the competences of the Applicant's staff and managers and acquiring new knowledge and skills supporting the implementation of tasks within the R&D module.
Project objective:
Development of a pilot innovative cyber-physical system, which will be an element of the ENEA Operator (EO) distribution network.
Target groups:
Employees and management staff
Project effects, results:
Implementation of innovations in the Applicant's business process will contribute to limiting the scale of problems related to the development of prosumer generation, which will allow for:
- more effective implementation of policies related to increasing the share of renewable sources in the energy mix, reflected in the requirements contained in the regulations
imposed on DSOs,
- increasing prosumer satisfaction with the use of RES installations and the rate of return on investment from incentive programs financed from the state budget,
- reducing the number of prosumer complaints and related service costs,
- improving the image of Enea Operator in the scope of servicing prosumer installations.
Total expenditure: PLN 1,791,095.74
Eligible expenditure: PLN 1,790,284.99
EU funding: PLN 884,034.89
Progress of the project - as of 30.11.2024 r.
During the reporting period, industrial research was carried out as part of Task 1. "Development of behavioral models of current flow in distribution networks with a significant share of prosumer generation enabling the selection of ARN HV/MV settings in order to increase the absorption of energy from renewable sources by improving the voltage profile".
Data was obtained and inventory work was carried out to identify the possibilities of including ARN HV/MV systems into the cyber-physical system, which are currently not integrated with the OrigAMI and MoBiSys measurement systems. Concepts were developed for modifying both the physical layer and the software, allowing the implementation of the task taking into account many technical aspects (including cybersecurity) and economic ones.
Work was carried out on archived experimental data to develop component models, a model of non-stationary cointegrated variables with short-term stochastic trends and a model based on recurrent neural networks.
Progress of the project - as of 28.02.2025 r.
During the reporting period, industrial research was carried out as part of Task 1. "Development of behavioral models of current flow in distribution networks with a significant share of prosumer generation enabling the selection of ARN HV/MV settings in order to increase the absorption of energy from renewable sources by improving the voltage profile".
Based on the data obtained during the inventory work, technical concepts for modifying the existing network infrastructure were developed in order to integrate them with the OrigAMI and MoBiSys measurement systems. Based on the archived data, a radial line with the least complicated topology was selected and measurement points were prepared for the implementation of measurements, which will constitute training data used in machine learning.
Statistical analyses of the archived data were carried out, which allowed the development of a methodology for further research and organization of measurement data.