Algorithms for controlling and optimizing the off-grid operation of a biomass cogeneration unit, PV plant and battery storage

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21720%2F21%3A00355192" target="_blank" >RIV/68407700:21720/21:00355192 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Algoritmy pro řízení a optimalizaci fungování kogenerační jednotky na biomasu, FVE a bateriového úložiště mimo distribuční soustavu

Original language description

Algoritmy pro řízení a optimalizaci fungování kogenerační jednotky na biomasu, FVE a bateriového úložiště mimo distribuční soustavu jsou založeny na dvou predikčních modelech, které na základě vlastních predikcí potřeby tepla a elektřiny zásobeného objektu, výroby elektřiny z fotovoltaických panelů a výroby tepla a elektřiny kogenerační jednotkou Wave spolu se stavem nabití bateriového úložiště dokáží regulovat chod kogenerační jednotky Wave tak, aby bylo zajištěno dlouhodobé udržení provozu celého systému mimo distribuční soustavu a zároveň optimální nakládání s energiemi, resp. primární energií v podobě paliva (biomasy) pro kogenerační jednotku.

Czech name

Algoritmy pro řízení a optimalizaci fungování kogenerační jednotky na biomasu, FVE a bateriového úložiště mimo distribuční soustavu

Czech description

Algoritmy pro řízení a optimalizaci fungování kogenerační jednotky na biomasu, FVE a bateriového úložiště mimo distribuční soustavu jsou založeny na dvou predikčních modelech, které na základě vlastních predikcí potřeby tepla a elektřiny zásobeného objektu, výroby elektřiny z fotovoltaických panelů a výroby tepla a elektřiny kogenerační jednotkou Wave spolu se stavem nabití bateriového úložiště dokáží regulovat chod kogenerační jednotky Wave tak, aby bylo zajištěno dlouhodobé udržení provozu celého systému mimo distribuční soustavu a zároveň optimální nakládání s energiemi, resp. primární energií v podobě paliva (biomasy) pro kogenerační jednotku.

Type

Z_polop - Pilot plant

CEP classification

—

OECD FORD branch

20704 - Energy and fuels

Project

<a href="/en/project/TK02020184" target="_blank" >TK02020184: System for fully stand-alone renewable electricity production</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2021

Confidentiality

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Internal product ID

PPZ/36/2021/02

Numerical identification

—

Technical parameters

Algoritmy napsané v programovacím jazyku Python s podporou knihovny PyScipOpt využívající hardwarového řešení běžného průmyslového počítače Beckhoff umožňují ekonomicky a energeticky optimální řízení kogenerační jednotky Wave 50 o elektrickém a tepelném výkonu 2 kWe, resp. 50 kWt, fotovoltaické elektrárny o výkonu 1,5 kWp a bateriového úložiště s měniči Victron Multiplus II 5000 VA s nominální kapacitou 9,6 kWh. Algoritmy řeší optimalizační úlohu s mnoha vstupními parametry (aktuální potřeba tepla a elektřiny, predikce výroby tepla a elektřiny kogenerační jednotkou Wave, predikce osvitu FV panelů, nabití baterií...) a na základě těchto parametrů plánují provoz jednotky Wave a bateriového úložiště s cílem minimalizace provozních nákladů. Algoritmy mohou řídit provoz celého systému on-grid i off-grid. V takovém případě se dále starají o zajištění dlouhodobého provozu mimo distribuční síť.

Economical parameters

Navýšení materiálových nákladů o řízení systému Wave + FVE + bateriové úložiště prostřednictvím vyvinutých prediktivních algoritmů: cca 35 000 Kč. Hlavní ekonomický přínos prediktivních algoritmů spočívá v efektivnějším využití paliva pro vytápění a výrobu elektřiny kogenerační jednotkou na biomasu Wave v kombinaci s fotovoltaickou elektrárnou a bateriovým úložištěm pro pokrytí potřeb tepla a částečně elektřiny obytných či jiných budov. Vyšší efektivita využití paliva se v koncovém důsledku projeví zvýšenou sezónní účinností celého energetického systému a nižšími náklady na vytápění a elektřinu. Dalším benefitem daného řešení je možnost využití stejných algoritmů pro řízení systému v ostrovním režimu, tedy bez připojení k distribuční soustavě. V takovém režimu lze zajistit dodávku tepla a v omezeném rozsahu i elektřiny, což je pro koncového zákazníka mnohdy neocenitelný přínos. V případě komerčního nasazení prediktivních algoritmů lze předpokládat navýšení prodejní ceny systému o řádově 50 až 100 tisíc Kč.

Application category by cost

—

Owner IČO

68407700

Owner name

České vysoké učení technické v Praze

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Licence fee requirement

Z - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje v některých případech licenční poplatek

Web page

—