PROPOZYCJE TEMATÓW PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH NA ROK AKADEMICKI 2011/2012 Zakład ELEKTROWNI I GOSPODARKI ELEKTROENERGETYCZNEJ Adres strony WWW zakładu: www.ien.pw.edu.pl/eig Lp. Temat pracy dyplomowej i zakres 1 Ocena wpływu elektrowni wiatrowych na sieć elektroenergetyczną Analiza aktualnych regulacji prawnych dotyczących elektrowni wiatrowych Wymagania techniczne dotyczące przyłączania elektrowni wiatrowych do sieci elektroenergetycznych i pracy w nich Charakterystyka procedury określania warunków przyłączenia elektrowni wiatrowych do sieci elektroenergetycznej Elementy oceny wpływu elektrowni wiatrowych na sieć elektroenergetyczną wraz z przykładami wykonywanych obliczeń 2 Projekt koncepcyjny budowy elektrowni wiatrowej Opis ogólny koncepcji budowy elektrowni wiatrowej Analiza wietrzności w miejscu lokalizacji elektrowni wiatrowej Dobór podstawowych elementów wyposażenia i charakterystyka zastosowanych urządzeń Analiza efektywności ekonomicznej przedsięwzięcia inwestycyjnego 3 Projekt koncepcyjny budowy małej elektrowni wodnej Opis ogólny koncepcji budowy małej elektrowni wodnej (MEW) Analiza warunków hydrologicznych w miejscu lokalizacji małej elektrowni wodnej Dobór podstawowych elementów wyposażenia i charakterystyka zastosowanych urządzeń Analiza efektywności ekonomicznej przedsięwzięcia inwestycyjnego 4 Analiza możliwości budowy elektrowni fotowoltaicznych w warunkach polskich Warunki nasłonecznienia w Polsce Przegląd typów i realizacji elektrowni fotowoltaicznych Ocena możliwości i celowości budowy elektrowni fotowoltaicznych w Polsce 5 Ocena zasobów energii promieniowania Słońca Charakterystyka nasłonecznienia w Warszawie Nasłonecznienie a produkcja energii w elektrowni słonecznej Pomiary nasłonecznienia Projekt urządzenia do pomiaru nasłonecznienia Wykonanie urządzenia, przykładowe pomiary 6 Elektrownia z ogniwem paliwowym typu PEM Projekt mechaniczny elektrowni Projekt elektryczny elektrowni Wykonanie i uruchomienie elektrowni Badanie charakterystyk statycznych i dynamicznych elektrowni Propozycja ćwiczenia laboratoryjnego 7 Sterowanie przekształtnikiem energoelektronicznym elektrowni słonecznej w mikrosieci prądu stałego Beztransformatorowa, dwustopniowa przetwornica DC/DC Sterowanie elektrownią słoneczną Wymagania dla układu sterowania i algorytm sterujący Projekt układu sterowania Wykonanie i rozruch układu Propozycja ćwiczenia laboratoryjnego 8 Dwukierunkowy przekształtnik DC/DC do akumulatorowych zasobników energii (BES) Kierunek studiów: ELEKTROTECHNIKA Specjalność: Elektroenergetyka Studia stacjonarne I-go stopnia Kierujący pracą: tytuł, imię, nazwisko, tel., mail Jozef.Paska@ien.pw.edu.pl Jozef.Paska@ien.pw.edu.pl Jozef.Paska@ien.pw.edu.pl Jozef.Paska@ien.pw.edu.pl piotr.biczel@ien.pw.edu.pl piotr.biczel@ien.pw.edu.pl piotr.biczel@ien.pw.edu.pl 1
Budowa i zasada działania BES Wymagania dla przekształtnika energoelektronicznego w BES Przegląd topologii przekształtników dwukierunkowych Projekt i symulacja przekształtnika (PSIM) 9 Projekt wstępny farmy wiatrowej Ogólny opis koncepcji inwestycji Charakterystyka techniczno-technologiczna farmy wiatrowej Uwarunkowania i ograniczenia funkcjonowania inwestycji (SWOT) Analiza ryzyka inwestycji 10 Projekt inwestycyjny małej elektrowni wodnej Ogólny opis koncepcji inwestycji Charakterystyka techniczno-technologiczna małej elektrowni wodnej Uwarunkowania i ograniczenia funkcjonowania inwestycji (SWOT) Analiza ryzyka inwestycji 11 Projekt wstępny elektrociepłowni z wysokotemperaturowym ogniwem paliwowym Ogólny opis koncepcji inwestycji Charakterystyka techniczno-technologiczna elektrociepłowni z ogniwem paliwowym Uwarunkowania i ograniczenia funkcjonowania inwestycji (SWOT) Analiza ryzyka inwestycji 12 Projekt wstępny elektrociepłowni przemysłowej opalanej biogazem Ogólny opis koncepcji inwestycji Charakterystyka techniczno-technologiczna elektrociepłowni biogazowej Uwarunkowania i ograniczenia funkcjonowania inwestycji (SWOT) Analiza ryzyka inwestycji 13 Projekt i analiza energoelektronicznego sprzęgu AC/AC posiadającego funkcjonalność elastycznego sprzęgła sekcyjnego Przegląd topologii energoelektronicznych przetwornic AC/AC Projekt przetwornicy dwukierunkowej o założonej funkcjonalności, wykonanej w technologii tyrystorowej Analiza komputerowa w środowisku PC SIM zaproponowanej topologii dwukierunkowej przetwornicy tyrystorowej 14 Analiza algorytmów sterowania MPP dla przetwornic energoelektronicznych DC/DC współpracujących z ogniwami fotowoltaicznymi Charakterystyka technologii fotowoltaicznych Charakterystyka rozwiązań przetwornic energoelektronicznych DC/DC dedykowanych do współpracy z ogniwami fotowoltaicznymi Przegląd algorytmów MPP Analiza komputerowa efektywności algorytmów MPP sterujących pracą przetwornicy DC/DC o wybranej topologii w środowisku PC SIM 15 Analiza techniczno ekonomiczna rozproszonych źródeł kogeneracyjnych piotr.biczel@ien.pw.edu.pl Dr inż. Mariusz Kłos Tel. 234-75-91 mariusz.klos@ien.pw.edu.pl Dr inż. Mariusz Kłos Tel. 234-75-91 mariusz.klos@ien.pw.edu.pl 2
Klasyfikacja systemów generacji rozproszonej pracujących w układzie CHP i BCHP Przykłady rozwiązań technicznych stosowanych w układach CHP i BCHP o mocach kilku do kilkunastu MW Analiza techniczno ekonomiczna układu kogeneracyjnego zasilającego obiekt przemysłowy 16 Analiza metod doboru transformatorów w przemysłowych układach elektroenergetycznych Przegląd przemysłowych układów zasilania i rozdziału energii Przegląd metod doboru transformatorów energetycznych w zakresie mocy do 63 MVA Ekonomiczne aspekty doboru transformatorów 17 Analiza obwodów pierwotnych i wtórnych układów elektroenergetycznych 0,4 kv zasilania gwarantowanego Warunki stosowania układów zasilania gwarantowanego w świetle uregulowań formalno prawnych Założenia funkcjonalne i techniczne systemów zasilania gwarantowanego 0,4 kv Zasady doboru podstawowych parametrów generatorów awaryjnych oraz jednostek UPS do zasilania wydzielonych sieci gwarantowanych Analiza warunków współpracy generatorów awaryjnych z siecią elektroenergetyczną Operatora Sieci Dystrybucyjnej 18 Wybrane zagadnienia eksploatacji urządzeń i układów elektroenergetycznych o napięciu do 110 kv Podstawy prawne i wymagania formalne regulujące zasady eksploatacji urządzeń i układów elektroenergetycznych Zasady eksploatacji i utrzymania podstawowych urządzeń i układów elektroenergetycznych o napięciu do 110 kv Wykorzystanie nowoczesnych metod w eksploatacji urządzeń i układów elektroenergetycznych o napięciu do 110 kv 19 Dobór transformatorów mocy SN/nN w układach zasilania odbiorów nieliniowych Przegląd układów zasilania odbiorców Charakterystyka odbiorów nieliniowych i ich oddziaływanie na sieć Wpływ wyższych harmonicznych na funkcjonowanie transformatorów mocy Zasady doboru transformatorów mocy przy uwzględnieniu wyższych harmonicznych Przykłady doboru transformatorów mocy 20 Analiza rozliczeń energii elektrycznej dostarczanej odbiorcom na napięciu średnim Charakterystyka odbiorców energii elektrycznej na napięciu średnim Regulacje w zakresie dostarczania energii elektrycznej odbiorcom Zasady rozliczeń odbiorców w zakresie technicznym Zasady wyznaczania opłat odbiorów za energię elektryczną i usługi sieciowe Obliczenia testowe opłat za energię elektryczną dla odbiorców przyłączonych do sieci różnych operatorów 21 Standardy analizy i oceny poprawy efektywności użytkowania energii elektrycznej Charakterystyka użytkowania energii elektrycznej w Polsce i krajach Unii Europejskiej Podstawowe regulacje w zakresie poprawy efektywności użytkowania energii Audyt jako podstawowe narzędzie analizy efektywności energetycznej Charakterystyka metod standardowych oceny poprawy efektywności użytkowania energii elektrycznej Przykłady oceny poprawy efektywności użytkowania energii andrzej.pawlega@ien.pw.edu.pl andrzej.pawlega@ien.pw.edu.pl andrzej.pawlega@ien.pw.edu.pl 3
elektrycznej 22 Badanie parametrów jakości energii elektrycznej za pomocą wybranego analizatora jakości Charakterystyka zasady działania, obsługi i przyłączenia analizatora Opis współpracy analizatora z dedykowanym oprogramowaniem komputerowym Wykonanie testowych pomiarów parametrów jakości energii elektrycznej (JEE) Opracowanie raportów z pomiarów parametrów JEE Opracowanie ogólnej procedury badania parametrów JEE za pomocą analizatora 23 Analiza rynkowa dla obszarów zasilania z różnymi źródłami energii elektrycznej Zasady funkcjonowania krajowego rynku energii elektrycznej zasady pokrywania przewidywanego zapotrzebowania na energię elektryczną Planowe koszty zakupu energii i koszty bilansowania Zmienność w czasie: zapotrzebowania, możliwości generacyjnych dostępnych obszarowo źródeł energii elektrycznej, ograniczeń sieciowych, cen interwencyjnego i bilansującego (rozliczeniowego) zakupu energii 24 Model rynku energii elektrycznej dla oceny wpływu różnego rodzaju lokalnych źródeł na koszty pokrycia zapotrzebowania Zasady funkcjonowania operatorów techniczno handlowych na krajowym rynku energii elektrycznej Zasady i koszty pokrywania przewidywanego zapotrzebowania na energię elektryczną w danym obszarze zasilania Sezonowa i dobowa zmienność możliwości generacyjnych źródeł fotowoltaicznych, wiatrowych i kogeneracyjnych Sezonowa i dobowa zmienność cen: w umowach bilateralnych, na giełdzie i na rynku bilansującym 25 Model rynku energii elektrycznej dla oceny wpływu certyfikatów pochodzenia na koszty pokrycia zapotrzebowania w danym obszarze zasilania Certyfikaty pochodzenia jako istotne mechanizmy w polityce krajowej i unijnej wspierania działań proekologicznych i proefektywnościowych Zasady funkcjonowania krajowego rynku energii elektrycznej Zasady i koszty pokrywania przewidywanego zapotrzebowania na energię elektryczną w danym obszarze zasilania Sezonowa i dobowa zmienność możliwości generacyjnych źródeł fotowoltaicznych, wiatrowych i kogeneracyjnych Sezonowa i dobowa zmienność cen: w umowach bilateralnych, na giełdzie i na rynku bilansującym andrzej.pawlega@ien.pw.edu.pl Dr inż. Eugeniusz Tomaszewicz Tel. 234-56-99 Eugeniusz.tomaszewicz@ien.pw.edu.pl Dr inż. Eugeniusz Tomaszewicz Tel. 234-56-99 Eugeniusz.tomaszewicz@ien.pw.edu.pl Dr inż. Eugeniusz Tomaszewicz Tel. 234-56-99 Eugeniusz.tomaszewicz@ien.pw.edu.pl PROPOZYCJE TEMATÓW PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH NA ROK AKADEMICKI 2011/2012 Zakład ELEKTROWNI I GOSPODARKI ELEKTROENERGETYCZNEJ Adres strony WWW zakładu: www.ien.pw.edu.pl/eig Lp. Temat pracy dyplomowej i zakres 1 Analiza techniczno-ekonomiczna zasilania obiektu w energię elektryczną i ciepło z ogniwa paliwowego Przegląd technologii wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w ogniwach paliwowych Opracowanie koncepcji wykorzystania ogniw paliwowych w założonych warunkach Kierunek studiów: ELEKTROTECHNIKA Specjalność: Elektroenergetyka Studia niestacjonarne I-go stopnia Kierujący pracą: tytuł, imię, nazwisko, tel., mail Jozef.Paska@ien.pw.edu.pl 4
Analiza techniczno-ekonomiczna proponowanych wariantów i wybór rozwiązania 2 Modelowanie turbozespołów i elektrowni wiatrowych Przegląd rozwiązań turbozespołów i elektrowni wiatrowych Zasadnicze problemy modelowania turbozespołów i elektrowni wiatrowych Przegląd modeli turbozespołów i elektrowni wiatrowych Przykłady zastosowań 3 Baza danych niezawodnościowych elementów systemu elektroenergetycznego Przegląd istniejących, krajowych i zagranicznych baz danych niezawodnościowych elementów systemu elektroenergetycznego Opracowanie koncepcji jednolitej bazy danych niezawodnościowych elementów systemu elektroenergetycznego Opracowanie zasadniczych elementów jednolitej bazy danych niezawodnościowych elementów systemu elektroenergetycznego 4 Analiza efektywności energetycznej elektrowni słonecznej w Starej Kotłowni Produkcja energii w elektrowni słonecznej Ograniczenia możliwości pozyskania energii Rola zasobnika energii i jego dobór Analiza możliwości lepszego wykorzystania elektrowni 5 Wpływ sterowania obciążeniem na pracę elektrowni słonecznej w Starej Kotłowni Idea sterowania obciążeniem Sterowanie obciążeniem a produkcja energii w elektrowni słonecznej w Starej Kotłowni Projekt sterowanego obciążenia Projekt układu sterowania obciążeniem Oszacowanie przyrostu produkcji energii elektrycznej 6 Analiza kosztów inwestycji sieciowych dostosowujących krajowy system elektroenergetyczny do nieplanowanych przepływów energii z elektrowni wiatrowych Ogólna charakterystyka nieplanowanych przepływów energii w krajowym KSE Techniczno-technologiczna specyfika elektrowni wiatrowych i wpływ ich pracy na parametry systemu elektroenergetycznego Możliwości ograniczenia nieplanowanych przepływów energii redukujących nieplanowane przepływy energii 7 Wpływ zmian układów wyprowadzenia mocy elektrowni systemowych na dociążenia linii przesyłowych NN Charakterystyka techniczno-technologiczna układów wyprowadzenia mocy Uwarunkowania i ograniczenia pracy układów przesyłowych Analiza ryzyka inwestycji zmieniających układy wyprowadzenia mocy Ocena i uzasadnienie podjęcie realizacji inwestycji 8 Analiza efektywności certyfikowania energii elektrycznej i pozwoleń emisyjnych Ogólna charakterystyka regulacji prawnych dotyczących pozwoleń emisyjnych oraz mechanizmów rynkowych umożliwiających obrót certyfikatami i pozwoleniami emisyjnymi w ramach UE Opracowanie modelu szacowania przychodów/kosztów dla elektrowni i elektrociepłowni uwzględniającego certyfikaty energii Jozef.Paska@ien.pw.edu.pl Jozef.Paska@ien.pw.edu.pl piotr.biczel@ien.pw.edu.pl piotr.biczel@ien.pw.edu.pl 5
Badania symulacyjne opłacalności zakupu/sprzedaży certyfikatów w odniesieniu do różnych rozwiązań technologicznych Analiza efektywności i opłacalności certyfikowania energii w aspekcie wymagań krajowej polityki energetycznej. 9 Analiza europejskich aktów prawnych dotyczących poprawy efektywności energetycznej w kontekście wprowadzenia w Polsce białych certyfikatów Przegląd europejskich aktów prawnych dotyczących poprawy efektywności energetycznej Przybliżenie polskiej ustawy dotyczącej efektywności energetyczną w świetle europejskich aktów prawnych Rola białych certyfikatów 10 Wspomagane komputerowo metody projektowania i modelowania przemysłowych układów elektroenergetycznych niskiego napięcia Klasyfikacja przemysłowych układów elektroenergetycznych oraz ich elementów składowych Analiza dostępnych pakietów oprogramowania wspomagającego projektowanie i modelowanie przemysłowych układów zasilania i rozdziału energii elektrycznej Analiza wybranych systemów oprogramowania wspomagającego projektowanie i modelowanie rozdzielnic i układów sterowania w energetyce przemysłowej Koncepcja stanowiska laboratoryjnego wspomaganego komputerowo projektowania i modelowanie elementów przemysłowych układów elektroenergetycznych 11 Analiza porównawcza systemów monitoringu i sterowania układów elektroenergetycznych obiektów budowlanych Przegląd mikroprocesorowych systemów monitoringu i sterowania elektroenergetycznych obiektów budowlanych Rola i miejsce systemów monitoringu i sterowania układów elektroenergetycznych w zintegrowanych systemach nadzoru inteligentnych budynków Analiza porównawcza systemów monitoringu układów elektroenergetycznych budynków przemysłowych i użyteczności publicznej Ocena przydatności systemów nadzoru i sterowania do planowania i optymalizacji gospodarki mocą i energią elektryczną. 12 Zjawiska łukowe a łukochronność urządzeń elektroenergetycznych dystrybucji pierwotnej i wtórnej Klasyfikacja urządzeń elektrycznych z punktu widzenia odporności na działanie łuku elektrycznego Wymagania techniczne i formalne stawiane systemom dystrybucji ze względu na łukochronność. Badania i normy. Pasywne systemy zapewniające łukochronność systemów dystrybucji wtórnej Aktywne systemy ochrony przed działaniem łuku elektrycznego stosowane w systemach dystrybucji pierwotnej i wtórnej 13 Analiza rozliczeń energii elektrycznej dostarczanej odbiorcom na napięciu niskim Charakterystyka odbiorców energii elektrycznej na napięciu niskim Regulacje w zakresie dostarczania energii elektrycznej odbiorcom Zasady rozliczeń odbiorców w zakresie technicznym Zasady wyznaczania opłat odbiorów za energię elektryczną i usługi sieciowe Obliczenia testowe opłat za energię elektryczną dla odbiorców przyłączonych do sieci różnych operatorów Dr inż. Mariusz Kłos Tel. 234-75-91 mariusz.klos@ien.pw.edu.pl andrzej.pawlega@ien.pw.edu.pl 14 Dobór baterii kondensatorów niskiego napięcia 6
z uwzględnieniem wyższych harmonicznych Przegląd baterii kondensatorów Charakterystyka typowych odkształceń prądów i napięć w sieciach odbiorców Wpływ odkształceń prądów i napięć na pracę baterii kondensatorów Zasady kompensacji mocy biernej przy uwzględnieniu wyższych harmonicznych Przykłady doboru baterii kondensatorów 15 Modele rynku dla obszarów zasilania z różnymi źródłami energii elektrycznej Zasady funkcjonowania krajowego rynku energii elektrycznej Zasady funkcjonowania operatorów techniczno handlowych na krajowym rynku energii elektrycznej w relacjach dostawca odbiorca w horyzoncie krótko- i średnio- terminowym Sezonowe ograniczenia techniczne na danym obszarze: zapotrzebowania, generacji, przesyłania Rynkowa analiza korzyści (handlowych kupna/sprzedaży) dla dostawców i odbiorców energii elektrycznej na danym obszarze z różnymi źródłami energii elektrycznej andrzej.pawlega@ien.pw.edu.pl Dr inż. Eugeniusz Tomaszewicz Tel. 234-56-99 Eugeniusz.tomaszewicz@ien.pw.edu.pl PROPOZYCJE TEMATÓW PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH NA ROK AKADEMICKI 2011/2012 Zakład ELEKTROWNI I GOSPODARKI ELEKTROENERGETYCZNEJ Adres strony WWW zakładu: www.ien.pw.edu.pl/eig Lp. Temat pracy dyplomowej i zakres 1 Projektowanie elektrowni wiatrowych i ocena ich wpływu na sieć elektroenergetyczną Analiza aktualnych regulacji prawnych dotyczących elektrowni wiatrowych Wymagania techniczne dotyczące przyłączania elektrowni wiatrowych do sieci elektroenergetycznych i pracy w nich Charakterystyka procedury określania warunków przyłączenia elektrowni wiatrowych do sieci elektroenergetycznej Elementy oceny wpływu elektrowni wiatrowych na sieć elektroenergetyczną wraz z przykładami wykonywanych obliczeń Charakterystyka procesu projektowania elektrowni wiatrowej z przykładami obliczeń Opłacalność ekonomiczna elektrowni wiatrowych 2 Sterowanie przepływem mocy w akumulatorowym zasobniku energii (BES) Konstrukcja BES Przegląd sposobów sterowania BES Funkcjonalność układu sterowania BES Sterowanie zasobnikiem w mikrosieci prądu stałego Symulacja pracy układu w Matlab/Simulink 3 Wpływ certyfikowania energii elektrycznej i pozwoleń emisyjnych na opłacalność inwestycji w nowe źródła wytwórcze Ogólna charakterystyka regulacji prawnych dotyczących pozwoleń emisyjnych oraz mechanizmów rynkowych umożliwiających obrót certyfikatami i pozwoleniami emisyjnymi w ramach UE Opracowanie modelu szacowania przychodów/kosztów dla elektrowni i elektrociepłowni uwzględniającego certyfikaty energii Badania symulacyjne opłacalności zakupu/sprzedaży certyfikatów w odniesieniu do różnych rozwiązań technologicznych Kierunek studiów: ELEKTROTECHNIKA Specjalność: Elektroenergetyka Studia stacjonarne II-go stopnia Kierujący pracą: tytuł, imię, nazwisko, tel., mail Jozef.Paska@ien.pw.edu.pl piotr.biczel@ien.pw.edu.pl 7
Analiza wpływu przychodów z certyfikowania energii na możliwości inwestycyjne 4 Rola zasobników energii w usprawnianiu funkcjonowania sieci dystrybucyjnej Przegląd technologii zasobników energii Obszary aplikacyjne dla zasobników energii Analiza rozpływów mocy w sieci dystrybucyjnej 110 kv, uwzględniająca wpływ miejsca zainstalowania zasobnika energii, przy użyciu programu PLANS Analiza ekonomiczna instalowania zasobnika energii w sieci dystrybucyjnej 110 kv 5 Analiza zasad współpracy z siecią elektroenergetyczną rozproszonych układów kogeneracyjnych Zasady przyłączania do sieci elektroenergetycznej generatorów elektrycznych rozproszonych układów kogeneracyjnych Określenie granicznych warunków opłacalności sprzedaży do sieci operatora sieci dystrybucyjnej (OSD) energii elektrycznej wytwarzanej w rozproszonych układach trójgeneracyjnych. Podstawowe algorytmy sterowania generatorów mocy elektrycznej pracujących w układach trójgeneracyjnych 6 Analiza przedsięwzięć w zakresie dotrzymania wymaganej jakości energii elektrycznej dostarczanej przez elektrownie wiatrowe Przegląd systemów wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach wiatrowych Wymagania techniczne stawiane elektrowniom wiatrowym pod względem współpracy z systemem elektroenergetycznym Monitorowanie parametrów energii elektrycznej w elektrowniach wiatrowych Przedsięwzięcia w zakresie dotrzymania jakości energii elektrycznej w elektrowniach z generatorami asynchronicznym Przedsięwzięcia w zakresie dotrzymania jakości elektrycznej w elektrowniach z generatorami synchronicznymi Dr inż. Mariusz Kłos Tel. 234-75-91 mariusz.klos@ien.pw.edu.pl andrzej.pawlega@ien.pw.edu.pl 8