Development and validation of multipurpose optimisation procedures for the robust and maintenance-free operation of alternative power generating equipment operating at low speed and island operation in order to increase energy security (Q3929499)
Jump to navigation
Jump to search
Project Q3929499 in Hungary
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | Development and validation of multipurpose optimisation procedures for the robust and maintenance-free operation of alternative power generating equipment operating at low speed and island operation in order to increase energy security |
Project Q3929499 in Hungary |
Statements
8 January 2018
0 references
30 November 2020
0 references
Lakics Gépgyártó Korlátolt Felelősségű Társaság
0 references
46°21'23.29"N, 17°47'19.28"E
0 references
A) A környezetbarát, megújuló technológiák versenyképessége, költséghatékonysága és a kapcsolódó energiaszolgáltatás biztonságának fenntartása szempontjából fontos, hogy más nem környezetbarát energiatermelő technológiákhoz viszonyítva legalább olyan jó vagy jobb megbízhatósági mutatókkal és karbantartási költségekkel rendelkezzenek. A megújuló energiatermelő megoldások első generációit elsősorban az egységre eső teljesítmény növelése jellemezte, a karbantartási igények közel azonos szinten tartása mellett. A méretgazdaságosság ugyanakkor nem növelhető minden határon túl, így a versenyképesség megőrzésének módja a megbízhatóság és karbantarthatóság növelése lehet a korszerű irányítási és diagnosztikai eljárások és a több célfüggvénynek megfelelő optimalizálási módszerek együttes alkalmazásával. A projekt során egy alternatív energiatermelő berendezés több optimum kritériumnak is megfelelő energiaszabályozási stratégiájának a kidolgozása a cél, a megbízható, de hatékony és biztonságos irányításának, valamint minimális karbantartási költségek melletti üzemeltetésének érdekében. A feladat során kiemelt szempont, hogy a piacon szokatlanul széles sebességtartományon, a bekerülési költség arányában kiemelkedően jó energiatermelési mutatókkal működni képes termék jöjjön létre. Az alternatív energiatermelő berendezés telepítési helyszínén felmerülő energiaigény (pl. mobil átjátszó állomás, elektromos jármű töltése stb.) és az energiatermelés sztochasztikusságát figyelembe véve egy adaptív-prediktív stratégiával kiegészített mesterséges intelligencia alapú módszer kerül kifejlesztésre az energiabiztonság és rendelkezésre állás növelése érdekében. Az alternatív energiatermelő berendezés beágyazott rendszeren implementált szabályzó algoritmusainak hatékony fejlesztése érdekében az energiatermelő rendszeren alkalmazott optimalizálási módszereket hardware-in-the-loop (HIL) környezetben kívánjuk validálni, ami megkívánja a villamos energiaátalakítást végző berendezés, illetve a mechanikai rendszeregységek dinamikus modellezését, emellett a robusztus, extrém körülmények között is jól működő szabályozó szintézis eléréséhez a teljes rendszert átfogó modellalkotásra is szükség van. A berendezés szabályozási stratégiájának és elektromos rendszerének tervezése és HIL tesztelése mind szigetüzemű, mind hálózatra visszatápláló típusú energiatermelő esetére elkészül. Célunk a nehezen megközelíthető helyeken telepített energiatermelő berendezések karbantartásmentes üzemeltetésének érdekében a mechanikai szerkezet komponenseinek optimalizálása, a nagymértékű korrózióállóság érdekében innovatív rendszerelemekkel történő helyettesítése vagy az eróziós-korróziós igénybevételnek jól ellenálló bevonat, anyag, burkolatelem alkalmazhatóságának vizsgálata. A szigetüzemű és hálózatra visszatápláló alternatív energiatermelő rendszereken alkalmazott optimalizálási módszerek működésének igazolására, illetve a termelékenyégi, korrózióállósági és hatékonysági mutatók mérésekkel történő alátámasztására két kisméretű szélenergia termelő berendezés prototípusa kerül megtervezésre és legyártásra, egy a szigetüzemű, egy pedig a hálózatra visszatápláló üzemmódok vizsgálatára. B) Az alternatív energiatermelő berendezést a magas AEP (éves energia termelés) mellett az alacsony karbantartási költségekre és az energiabiztonságra is optimalizálva a bekerülési költség arányában kiemelkedően jó energiatermelési mutatókkal működni képes termék jön létre, amely alkalmas a világ számos olyan területén költséghatékonyan, a piaci szegmensben elterjedtnél jobb megbízhatósági mutatókkal és karbantartási költségekkel működni, ahol nagy stressz tűrő képességre van szükség. Ahol nincs, vagy gyenge az energia elosztó rendszer illetve ahol a nagy távolságok megnehezítik az energiahálózat kiépítését ott kifejezetten jövedelmező egy olyan alternatív energiatermelő berendezés jelenléte, amely a telepítési helyszínén felmerülő energiaigény (pl. mobil átjátszó állomás, elektromos jármű töltése stb.) kiszolgálását minimális karbantartási igény és felügyelt rendelkezésre állás mellett teljesíteni képes. Az energiatermelés sztochasztikusságát figyelembe vevő, adaptív-prediktív stratégiával kiegészített mesterséges intelligencia alapú irányítási stratégiával ellátott berendezés megbízhatóan és gazdaságosan üzemeltethető az energiahatékonyságnak, a jobb, hatékonyabb energiatárolási és –elosztási technikáknak, a flexibilitásnak és a kis szélsebességek esetén is kiemelkedő energiatermelési mutatóknak köszönhetően. Az eróziós-korróziós igénybevételnek jól ellenálló és a szélsőséges környezeti hatásokat figyelembe vevő, korszerű, korrózióálló anyagokból készülő konstrukció a hosszú távú üzemeltetés során a jelentősen csökkentett karbantartási költségeknek köszönhetően kiemelkedő üzleti hasznot termel. A piacon szokatlanul széles sebességtartományon (7,5 – 30 m/s szélsebesség) különböző szabályozási stratégiákat alkalmazó, önhangoló, adaptív módszerek segítségével a piacon szokatlan (Hungarian)
0 references
For the competitiveness, cost-effectiveness and security of the related energy supply, it is important that they have at least as good or better reliability indicators and maintenance costs as compared to other non-green energy generation technologies. The first generations of renewable energy production solutions were characterised primarily by increasing unit performance, while maintaining maintenance needs at almost the same level. At the same time, economies of scale cannot be increased beyond all borders, so the way to maintain competitiveness can be to increase reliability and maintenance by combining modern management and diagnostic procedures and optimisation methods that meet multiple target functions. In the course of the project, the development of an energy management strategy for an alternative power generating installation that meets several optimum criteria in order to achieve its objective, reliable but efficient and safe management and operation at minimal maintenance costs. The focus of the task is to create a product capable of operating on the market at an unusually wide range of speeds and with extremely good energy production indicators in proportion to the cost of the cost. Taking into account the energy demand (e.g. mobile relay station, electric vehicle charging, etc.) and stochasticity of energy production at the installation site of the alternative power generation, an artificial intelligence-based method, complemented by an adaptive-predictive strategy, will be developed to increase energy security and availability. In order to effectively develop the control algorithms of the alternative power generating module implemented on an embedded system, we want to validate the optimisation methods used on the power generation system in hardware-in-the-loop (HIL) environment, which requires dynamic modelling of the power conversion equipment and mechanical system units, and in order to achieve robust, well-functioning regulatory synthesis even under extreme conditions, the overall modeling of the system is also necessary. The design and HIL testing of the control strategy and electrical system of the equipment will be completed for both insular and regenerating type power generators. Our goal is to optimise the components of the mechanical structure in order to maintain maintenance-free operation of power generating equipment installed in difficult locations, to replace it with innovative system elements for high corrosion resistance, or to test the applicability of coatings, materials and cladding elements that are well resistant to erosion-corrosion stress. In order to verify the operation of the optimisation methods used on isolated and regenerating alternative power generation systems, and to support the indicators of productivity, corrosion resistance and efficiency using measurements, prototypes of two small wind power generators are designed and manufactured, one for testing island and one for regenerating to the grid. B) Optimising alternative power generation equipment with high AEP (annual energy production) and low maintenance costs and energy security will create a product capable of operating with extremely good energy production ratios in proportion to cost, capable of operating cost-effectively in many parts of the world with higher reliability indicators and maintenance costs than those prevailing in the market segment where high stress tolerance is required. Where there is no or weak energy distribution system, or where long distances make it difficult to build the energy grid, it is particularly profitable to have an alternative power generating device capable of serving the energy demand at the installation site (e.g. mobile relay station, electric vehicle charging, etc.) with minimal maintenance and supervised availability. Equipment with an AI-based management strategy complemented by an adaptive-predictive strategy that takes into account the stochasticity of energy production can be reliably and economically operated thanks to energy efficiency, improved, more efficient energy storage and distribution techniques, flexibility and outstanding energy production indicators at low wind speeds. The construction of modern corrosion-resistant materials, which is well resistant to erosion-corrosion stress and takes into account extreme environmental impacts, generates outstanding business benefits due to significantly reduced maintenance costs during long-term operation. Using self-tuning, adaptive methods using different control strategies at an unusually wide range of speeds (wind speeds 7.5-30 m/s) on the market unusually unusual in the market (English)
8 February 2022
0 references
Pour ce qui est de la compétitivité, du rapport coût-efficacité et de la sécurité de l’approvisionnement énergétique connexe, il importe qu’ils disposent d’indicateurs de fiabilité et de coûts d’entretien au moins aussi bons ou meilleurs que d’autres technologies de production d’énergie non vertes. Les premières générations de solutions de production d’énergie renouvelable se sont caractérisées principalement par une amélioration des performances unitaires, tout en maintenant les besoins d’entretien presque au même niveau. Dans le même temps, les économies d’échelle ne peuvent être accrues au-delà de toutes les frontières, de sorte que la manière de maintenir la compétitivité peut être d’accroître la fiabilité et la maintenance en combinant des procédures modernes de gestion et de diagnostic et des méthodes d’optimisation répondant à de multiples fonctions cibles. Au cours du projet, le développement d’une stratégie de gestion de l’énergie pour une installation de production d’électricité alternative qui répond à plusieurs critères optimaux afin d’atteindre son objectif, fiable mais efficace et sûr de gestion et d’exploitation à des coûts d’entretien minimes. L’objectif est de créer un produit capable d’opérer sur le marché à des vitesses exceptionnellement larges et avec des indicateurs de production d’énergie extrêmement bons proportionnellement au coût du coût. Compte tenu de la demande d’énergie (par exemple, station de relais mobile, recharge des véhicules électriques, etc.) et de la stochastique de la production d’énergie sur le site d’installation de la production d’électricité alternative, une méthode fondée sur l’intelligence artificielle, complétée par une stratégie adaptative-prédictive, sera mise au point afin d’accroître la sécurité et la disponibilité énergétiques. Afin de développer efficacement les algorithmes de contrôle du module alternatif de production d’énergie mis en œuvre sur un système embarqué, nous voulons valider les méthodes d’optimisation utilisées sur le système de production d’énergie dans l’environnement matériel en boucle (HIL), ce qui nécessite une modélisation dynamique des équipements de conversion de puissance et des unités mécaniques du système, et afin d’obtenir une synthèse réglementaire robuste et efficace, même dans des conditions extrêmes, la modélisation globale du système est également nécessaire. La conception et l’essai HIL de la stratégie de commande et du système électrique de l’équipement seront achevés pour les générateurs d’énergie de type insulaire et de type régénérant. Notre objectif est d’optimiser les composants de la structure mécanique afin de maintenir le fonctionnement sans entretien des équipements de production d’électricité installés dans des endroits difficiles, de le remplacer par des éléments de système innovants pour une résistance élevée à la corrosion, ou de tester l’applicabilité des revêtements, matériaux et éléments de revêtement qui sont bien résistants aux contraintes d’érosion-corrosion. Afin de vérifier le fonctionnement des méthodes d’optimisation utilisées sur les systèmes de production d’électricité de remplacement isolés et régénérants, et pour soutenir les indicateurs de productivité, de résistance à la corrosion et d’efficacité à l’aide de mesures, des prototypes de deux petits générateurs éoliens sont conçus et fabriqués, l’un pour l’îlot d’essai et l’autre pour la régénération du réseau. B) Optimiser les équipements alternatifs de production d’énergie avec un AEP élevé (production d’énergie annuelle) et des coûts d’entretien et de sécurité énergétique faibles créera un produit capable de fonctionner avec des ratios de production d’énergie extrêmement bons proportionnellement aux coûts, capable de fonctionner de manière rentable dans de nombreuses régions du monde avec des indicateurs de fiabilité et des coûts de maintenance plus élevés que ceux qui prévalent sur le segment du marché où une tolérance élevée aux contraintes est requise. En cas d’absence ou de faiblesse du système de distribution d’énergie, ou lorsque de longues distances rendent difficile la construction du réseau énergétique, il est particulièrement rentable de disposer d’un autre dispositif de production d’énergie capable de répondre à la demande d’énergie sur le site d’installation (par exemple, station de relais mobile, recharge des véhicules électriques, etc.) avec un entretien minimal et une disponibilité surveillée. Les équipements dotés d’une stratégie de gestion basée sur l’IA complétée par une stratégie adaptative-prédictive qui prend en compte la stochastique de la production d’énergie peuvent être exploités de manière fiable et économique grâce à l’efficacité énergétique, à des techniques améliorées et plus efficaces de stockage et de distribution d’énergie, à une flexibilité et à des indicateurs de production d’énergie exceptionnels à basse vitesse éolienne. La construction de matériaux modernes résistants à la corrosion, qui résistent bien... (French)
10 February 2022
0 references
Kaposvár, Somogy
0 references
Identifiers
GINOP-2.1.6-16-2017-00004
0 references