VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ – TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY
Témata doktorských disertačních prací pro zahájení studia v DSP v akademickém roce 2012/2013 P2649 Elektrotechnika 3907V001 Obor Elektroenergetika
prof. Ing. Zdeněk Hradílek, DrSc. 1. Energetické problémy vytápění využitím obnovitelných zdrojů energie. Známé druhy fosilních zdrojů pro výtápění residenčních objektů jsou nahrazovány zejména tepelnými čerpadly, dostupnými fotovoltaickými panely. Dalším zdrojem pro vytápění je spalování biomasy k výrobě bioplynu, který může sloužit k akumulaci potřebné energie pro vytápění i pro výrobu elektrické energie. Cílem výzkumu je stanovit optimální řešení posouzením alternativ obnovitelných zdrojů energie. 2. Akumulace energie získané z obnovitelných zdrojů. Téma je vysoce aktuální celosvětový problém. Výroba elektrické energie z obnovitelných zdrojů je výrazně stochasticky proměnlivá. Tento problém se projevuje negativními vlivy pro řízení provozu elektrických sítí. Cílem řešení je provést analýzu negativních vlivů slunečních a solárních elektráren s možností akumulace této energie vodíkovou technologií. prof. Ing. Karel Sokanský, CSc. 1. Vývoj speciálních inovativních svítidel. Práce se bude zabývat novými možnostmi v usměrňování světelného toku u svítidel osazovaných LED technologiemi. Součástí práce bude rozbor nových možností napájení těchto svítidel zejména z pohledu potřeb nouzového osvětlení. 2. Vlivy vybraných parametrů světla na lidský organismus. Hlavní náplní práce je vyšetřování vlivu dopadajícího záření na lidský organismus. Jedná se především o zkoumání dopadajících úrovní energií a spektrálního složení dopadajícího záření na cirkadiánní rytmy v lidském organismu.
3. Dynamická regulace veřejného osvětlení. Cílem práce je zjišťování nových možností LED technologií instalovaných v soustavách veřejného osvětlení. Jedná se o stanovování relací mezi příkonem těchto stmívatelných osvětlovacích soustav s ročními obdobími, dobou provozu v rámci jedné noci, hustotou provozu na komunikaci a zatříděním komunikace.
4. Návrh nových metodik měření fotometrických veličin v automobilovém průmyslu. Nové možnosti měřící techniky ve světelně-technické praxi umožňují vytváření nových přesných a rychlých měřících metod. Tato práce se bude zabývat využitím jasových analyzátorů pro ověřování vyzařování automobilových světlometů v rámci jejich kusových zkoušek v sériové výrobě. 5. Měření a vyhodnocení UGR pomocí jasového analyzátoru. Nové možnosti měřící techniky ve světelně-technické praxi umožňují vytváření nových přesných a rychlých měřících metod. Tato práce se bude zabývat využitím jasových analyzátorů pro ověřování UGR (činitel omezení oslnění) v interiérových osvětlovacích soustavách. Současné technické možnosti umožňují tento činitel ověřovat pouze numericky. 6. Nové přístupy k navrhování vnitřních osvětlovacích soustav. Návrh nové normy pro osvětlování vnitřních pracovních prostor vyžaduje zcela nový přístup ke světelně-technickým výpočtům, jako podkladům pro realizaci osvětlovacích soustav. Práce se bude soustředit na optimalizaci vlastních výpočtů a návrh nové metodiky na ověřování světelně-technických návrhů. prof. Ing. Josef Paleček, CSc. 1. Zemní proudová pole v okolí elektrizovaných drah. V práci bude provedeno modelování jednotlivých přechodů, tj. kolejnice – zem a zem – úložné zařízení a šíření zemních proudů v zemi. Dále budou některé modely ověřeny měřením v provozních podmínkách. Uvedený postup bude realizován na tratích stejnosměrných proudových soustav i soustavy 25 kV; 50 Hz. Téma je určeno pro dva doktorandy prof. Ing. Stanislav Rusek, CSc. 1. Optimalizace připojení centra netradičních zdrojů do distribuční sítě. Centra netradičních zdrojů energie a akumulace, která jsou budována, budou připojena na distribuční elektrickou síť. Základním problémem, který je třeba vyřešit, jsou režimy spolupráce těchto center s distribuční síti. Dále je nutno navrhnout datové propojení dispečinků těchto center s oblastními dispečinky provozovatelů distribuční sítě. 2. Problematika optimalizačních modelů elektroenergetických sítí. V rámci optimalizace chodu sítě (VN a 110 kV) je nutno vytvořit algoritmy pro optimalizaci připojení OZE vhledem k jejich výkonu a elektrické vzdálenosti od napájecího uzlu nadřazené soustavy. Spolu s tím je nutno optimalizovat jalový výkon generátorů klasických elektráren a regulační stupeň napájecích transformátorů.
doc. dr. Ing. Jiří Gurecký 1. Distribuční sítě s inteligentním provozem. Téma navazuje na optimalizaci sítí s dálkovým řízením prvků. Předmětem řešení budou problémy řízení výroby (i rozptýlené a s OZE) a spotřeby ve vzájemné souvislosti, hodnocení takto provozovaných sítí a možnosti využití technických prostředků pro inteligentní sítě. 2. Optimalizace vn sítě důlního podniku. Předmětem řešení budou problémy optimalizace provozu důlních sítí, řešení poruch v těchto sítích a možnosti využití technických prostředků pro řízení důlní i povrchové sítě.
doc. dr. Ing. Veleslav Mach 1. Počítačové modely větrných elektráren pro optimalizaci provozu. Pro rozvoj obnovitelných zdrojů, jako jsou větrné elektrárny, je důležitá znalost jejich chování a možností regulace v elektrizační soustavě. Počítačové modely, které lze vytvořit například programem EMTP-ATP, umožní analýzu statických ale i dynamických režimů, typických pro větrné elektrárny. 2. Řešení současných problémů přenosových soustav s využitím modelování. Současná geopolitická situace v redistribuci elektrické energie vede na nové úkoly při zajištění spolehlivosti přenosových soustav. Kromě rozvoje oblasti obnovitelných zdrojů vznikají další problémy, jedním je například vliv geomagnetismu na provoz soustav. Pro modelování ostrovních režimů a dalších provozních stavů je vhodný program Modes a elektromagnetické přechodné děje lze řešit programem EMTP-ATP. 3. Využití technické diagnostiky v sítích nízkého napětí. Optimální využívání energií a hledání dalších úspor generuje moderní pojmy jako Smart Grids apod. Spolu s problematikou přepětí, jak vnějších tak vnitřních, a problematikou EMC se i sítě nízkého napětí stávají komplikovanější a pro zajištění jejich spolehlivé funkce je nutno hledat nové přístupy.
doc. Ing. Radomír Goňo, Ph.D. 1. Využití databází v procesu zvyšování spolehlivosti dodávky elektrické energie. Student bude pracovat s databázemi poruch a výpadků v dodávce elektrické energie. Je nutno ověřit statistickou významnost souboru dat a při vyhodnocování spolehlivostních údajů používat bodový odhad v určených mezích. Disertační práce by měla obsahovat revizi identifikačních údajů, které se o událostech zaznamenávají, číselníků a transformací dat. 2. Optimalizace provozu energetického systému palivových článků. Jedná se o problematiku technicko ekonomickou, kdy palivový článek nepracuje v laboratorních podmínkách. Potenciálního provozovatele nebude zajímat jen maximální účinnost, ale taky za jakou cenu byla dosažena.
doc. Ing. Stanislav Mišák, Ph.D. 1. Vývoj koncepce SMART GRID rodinného domu. V rámci disertační práce se předpokládá návrh energetické koncepce pro napájení domácnosti rodinného domu s využitím převážně obnovitelných zdrojů elektrické i tepelné energie a jejich provozem v ostrovním provozu. 2. Eliminace poruch ve VN energetických soustavách. V současné době je kladen stále větší důraz na spolehlivost a bezpečnost provozu VN energetických soustav. V rámci disertační práce se předpokládá vývoj nových metodik a zařízení pro eliminaci poruch, převážně 1pólových, a jejich aplikaci v konkrétním provozu. 3. Vývoj nových SMART GRID technologií. Pro zvýšení bezpečnosti a spolehlivosti energetických soustav se v rámci disertační práce předpokládá vývoj nových SMART technologií (SMART METERING, SMART CONTROL SYSTEM) a jejich začlenění do dané soustavy. doc. dr. Ing. Zdenek Medvec 1. Optimalizace nasazení elektrických ochran v sítích vn a vvn. Elektrické ochrany mají velmi důležitou roli při zvyšování spolehlivosti dodávky elektrické energie spotřebitelům. Zabezpečují rychlé a selektivní vypnutí poškozeného prvku elektrizační soustavy a tím předcházejí porušení dynamické stability a vzniku asynchronního chodu, což může způsobit rozpad elektrizační soustavy. Téma bude zaměřeno na optimalizaci elektrických ochran v distribučních sítích s ohledem na zvýšení spolehlivosti dodávky elektrické energie spotřebitelům. 2. Inteligentní elektrické sítě Smart Grids. Výrobu, distribuci a spotřebu elektrické energie je nutno posuzovat jako komplexní a komunikačně propojený systém, který nepřetržitě optimalizuje předávání energie mezi výrobou a spotřebou s ohledem na spolehlivost, bezpečnost a životní prostředí. Smart Grids umožňují systematickou optimalizaci celého systému, k výhodám patří inovace, efektivní nakládání se zdroji, začlenění obnovitelných zdrojů energie, předcházení výpadkům, inteligentní funkce řízení a aktivní role spotřebitele. Téma bude zaměřeno na optimalizaci a inovaci distribučních sítí. 3. Vliv nabíjecích stanic elektromobilů na elektrickou síť. Doktorské disertační téma se bude zabývat problematikou nabíjecích stanic pro elektromobily s podporou akumulace elektrické energie včetně vyhodnocení jejich vlivů na elektrickou síť. Tyto nabíjecí stanice se obvykle označují jako aktivní nabíjecí stanice a jsou součástí moderních elektrických sítí označovaných jako „Smard Grids“ nebo „Micro Grids“. Práce bude zaměřena na vypracování metodiky návrhu různých typů a velikostí aktivních nabíjecích stanic s podporou akumulace elektrické energie.
2642V004 Obor Elektrické stroje, přístroje a pohony prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc. 1. Nové řídicí algoritmy elektrických regulovaných pohonů. Téma zahrnuje teorii, návrh a experimentální ověření nových metod řízení elektrických regulovaných pohonů založených na nejnovějších vědeckých poznatcích, např. teorie robustního automatického řízení, nové sofistikované metody založené na fuzzy přístupech, neuronových sítích a genetických algoritmech, aplikace číslicových regulátorů neceločíselného řádu, „Hardware in the Loop Simulation“ a bezsensorové řízení s využitím MRAS, Luenbergerova pozorovatele, Kalmanova filtru a injekčních metod. Téma je určeno pro 3 studenty. prof. Ing. Petr Chlebiš, CSc. Středofrekvenční vícefázový přenos elektrické energie s využitím maticových měničů. Přenos a transformace střídavé elektrické energie s kmitočtem 50 Hz (60 Hz) se stále více přesouvá k systémům s vyššími kmitočty a jiným počtem fází, jejichž propojení zpět se sítí je uskutečněno pomocí speciálních měničových struktur. Téma je zaměřeno do vývoje těchto struktur a moderních algoritmů jejich řízení. doc. Ing. Ivo Neborák, CSc. 1. Řízení brushless DC motoru. Náplní práce bude rozbor a realizace řízení BLDC motoru pro kritické aplikace. Práce se bude zaměřovat na řízení BLDC motoru s HALL sensory s ohledem na maximální spolehlivost včetně zachování funkčnosti systému při ztrátě polohového čidla (HALL sensoru). Mimo tohoto požadavku bude sledován vliv algoritmu na přesnost regulace, dynamické vlastnosti a systémové požadavky na řídící mikroprocesorový systém. doc. Ing. Lubomír Ivánek, CSc. 1. Využití elektromagnetických jevů při kontinuálním lití ocele. Téma je vypsáno v rámci spolupráce s VÚHŽ Dobrá. Jedná se o využití elektromagnetických jevů při elektromagnetickém míchání ocele v pánvi, při vývoji čidel pro indikaci strusky v tavenině a čidel pro měření výšky hladiny ocele v krystalizátoru. 2. Využití optimalizačních algoritmů v elektrotechnice. Doktorand se seznámí s deterministickými i stochastickými metodami optimalizace elektrických zařízení a prakticky je použije při optimalizaci vybraných elektrických zařízení (elektrických strojů nebo přístrojů). 3. Simulace magnetizačních charakteristik na počítači. Jedná se o simulaci magnetizačních charakteristik, a především hysterezních křivek, na počítačích pro další využití v numerických metodách řešení elektromagnetických problémů.
doc. Ing. Petr Palacký, Ph.D. 1. Moderní metody řízení a regulace střídavých strojů. Moderní metody řízení a regulace střídavých strojů podstatným způsobem zlepšují dynamické vlastnosti a účinnost regulovaného pohonu. S jejich řešením je však spojena velká citlivost na změnu parametrů pohonu. Téma se zaměřuje na nové koncepce algoritmů pro moderní způsoby řízení střídavých strojů, jejich součástí bude adaptace na poruchové stavy při aplikaci jednotlivých metod. Algoritmy budou využívány pro vektorové řízení a přímé řízení momentu synchronních motorů. doc. Ing. Stanislav Kocman, Ph.D. 1. Zpětné vlivy střídavých regulovaných pohonů Vyšetřování a analýza nízkofrekvenčního energetického rušení generovaného různými konfiguracemi střídavých regulovaných pohonů s indukčními motory různých výkonů a vybavenými různými prostředky pro omezování harmonických do napájecí sítě při jejich napájení z programovatelného střídavého výkonového zdroje s nastavitelnými parametry kvality napájecího napětí. 2. Vysokofrekvenční vedené rušení střídavých regulovaných pohonů Podstata a analýza vysokofrekvenčního rušení střídavých regulovaných pohonů. Prostředky pro jeho filtraci. Experimentální měření vedeného vf rušení spektrálním analyzátorem Rohde & Schwarz ESPI 7 a jeho analýza pro různé konfigurace střídavých regulovaných pohonů s indukčními motory různých výkonů a vybavenými vstupními a výstupními filtry pro omezování rušení. Doc. Ing. Vítězslav Stýskala, Ph.D. 1. Analýza výkonů elektrických pohonů v aplikacích s AC motory. Téma je zaměřeno na podrobné studium jednotlivých vlivů na účinnosti a další parametry elektrických pohonů s 3f AM v různých aplikacích. Jedná se především o problematiku motorů malých výkonů (do 5 kW) v hromadných aplikacích v domácnostech, průmyslu i v komunální sféře. (1 – 2 studentů oborů elektro, příp. mechatronika) Pozn: Téma může být částečně podpořeno běžícím V a V projektem. 2. Rozbor a určení účinnosti elektrických pohonů s asynchronními motory v souvislosti s kvalitou napájecí sítě. Téma je zaměřeno na studium jednotlivých vlivů na účinnosti a další parametry elektrických pohonů s AM. Jedná se především o problematiku vlivu napájení (nesymetrie, vliv harmonických, atd.) motorů malých výkonů (do 3 kW) v hromadných aplikacích v domácnostech, průmyslu i v komunální sféře. Součástí práce je analýza a ověření simulací, vč. experimentálního měření na soupravě Langlois. (2 – 3 studenti oborů elektro, příp. mechatronika) Pozn: Téma může být částečně podpořeno již běžícím V a V projektem.
3. Příspěvek k využití principu Barkhausenova jevu magnetoelasticity v technických aplikacích. Téma je zaměřeno na podrobné studium problematiky a možností uplatnění Barkhausenova jevu ve strojírenství, materiálovém inženýrství a elektrotechnice. Jedná se nové poznatky z teorie a praxe elektromagnetického pole s možnostmi aplikací ve specifických technických oborech. (1-2 studenti oborů elektro, příp. FS, nebo FMMI) 4. Využití elektromagnetického pole v materiálovém inženýrství. Téma je zaměřeno na podrobné studium problematiky a možností uplatnění poznatků elektromagnetického pole v materiálovém inženýrství, mechanické technologii a pro potřeby elektrotechniky. Jedná se nové poznatky z teorie a praxe elektromagnetického pole a elektrických měření rezistivit v různých fázích s možnostmi aplikací ve specifických technických oborech, jako jsou např. nanomateriály (PANI vč. kompozitních). Pozn: Téma může být částečně podpořeno již běžícím V a V projektem. (2-3 studenti oborů elektro, příp. FMMI, FS, případně apl. matematiky) 5. Analýza a aplikace sdružených elektro-mechanicko-tepelných úloh na objekty s jedním převažujícím rozměrem. Téma je zaměřeno na podrobné studium coupled field problems. Práce je specifická svým aplikačním zaměřením v oblasti mechanické technologie s využitím elektrické energie. Podstatná část je experimentálního charakteru. Na základě PC simulace v oblasti složených úloh bude navrhován nový princip spojování velkých konstrukčních celků neinvazivní metodou. (1-2 studenti oborů elektro, FS, příp. FMMI, nebo apl. matematiky) Pozn: Téma může být částečně podpořeno žádaným V a V projektem.
2612V015 Obor Elektronika prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc. 1. Elektronické obvody s moderními aktivními prvky. Téma zahrnuje teorii, návrh, simulace a experimentální ověření nových nelineárních obvodů s moderními aktivními prvky pracujícími v proudovém nebo smíšeném módu. Budou zkoumána obvodová řešení s různými typy aktivních prvků, která budou zcela nová nebo alternativní k používaným obvodovým řešením s klasickými operačními zesilovači. Téma je určeno pro 2 studenty. prof. Ing. Petr Chlebiš, CSc. 1. Měniče s měkkým spínáním pro akumulaci elektrické energie. Jedním z klíčových faktorů pro rozšíření přímé akumulace elektrickém energie je účinnost celého systému. Toto dominantně ovlivňuje použitý polovodičový měnič. Práce se zabývá vývojem měničů s tzv. měkkým spínáním, které umožňují dosáhnout vysokou účinnost přeměny elektrické energie. 2. Modelování výkonových polovodičových systémů s akumulací elektrické energie. Začleňování jednotek akumulace do elektrických sítí vyžaduje značné propracování vzájemných vazeb mezi měničem a sítí. Možnosti reálných zásahů do provozu sítě jsou však velmi omezené. Analýza podmínek pro vzájemnou spolupráci systému akumulace a sítě pomocí modelování je jeden z možných podpůrných způsobů. doc. Ing. Petr Palacký, Ph.D. 1. Optimalizace řízení systémů akumulace elektrické energie. Optimální řízení musí zajistit dostatečnou dynamiku přenosu elektrické energie mezi distribuční sítí, ostrovní sítí a akumulační soustavou. Téma řeší návrh algoritmů řídicího systému, který komunikuje prostřednictvím dostatečně rychlého rozhraní s podřízenými řídicími systémy vazebních měničů a který zajišťuje úlohy nadřazeného řízení měničů, měření toků energie, diagnostiky systému a komunikace se sběrnicí Profibus. Použité řídicí algoritmy rovněž zajišťují kvalitativní parametry výstupní elektrické energie. 2. Spínané napájecí zdroje pro průmyslovou elektroniku. Téma se zabývá problematikou moderních spínaných napájecích zdrojů s vysokou účinností s ohledem na různé koncepce řešení (nábojová pumpa, spínané kapacity ...) a širokým rozsahem vstupních napájecích napětí. Alternativně bude řešena kvalita odebírané energie s ohledem na zkreslení napájecí sítě.
2612V045 Obor Technická kybernetika prof. Ing. Pavel Nevřiva, DrSc. 1. Spektrální analýza rozsáhlých soustav s distribuovanými parametry. Tématem dizertační práce je navrhnout a ověřit metodiku analýzy technologických soustav s distribuovanými parametry postupy spektrální analýzy. Problém linearity a časové invariance technologických soustav jsou hlavními problémy zadání dizertační práce. Navržená metoda musí být použitelná pro aplikace v průmyslu. Bude ověřena na analýze tepelných agregátů elektrárenských bloků. 2. Stochastická analýza soustav s distribuovanými parametry. Tématem dizertační práce je navrhnout a ověřit metodiku analýzy matematických modelů technologických soustav s distribuovanými parametry postupy stochastické analýzy. Problém linearity a časové invariance technologických soustav jsou hlavními problémy zadání dizertační práce. Navržená metoda musí být použitelná pro aplikace v průmyslu. Bude ověřena na analýze matematických modelů elektrárenských výměníků. 3. Konstrukce software modelu velkého řídicího systému z knihoven web. V současné době je na web k disposici velké množství knihoven, použitelných pro modelování bloků řídicích systémů. Tématem disertační práce je v obecné části práce analyzovat kvalitu a dostupnost těchto knihoven a navrhnout systém jejich použití pro konstrukci modelů řídicích systémů, ve speciální části práce analyzovat a aplikovat volně dostupné knihovny pro stanovení entalpie v úloze tvorby modelu regulace teploty páry za výměníkem tepla elektrárenského kotle.
doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc. 1. Využití mobilních zařízení ve zdravotnických aplikacích. Téma se bude orientovat na použití mobilních aplikací jednak v klinické praxi, jehož výsledkem by mělo být efektivnější využití kapacit lékařů, zdravotníků a zdravotnických zařízení, lepší využití léků či dalšího materiálu a služeb a také použití v preventivní péči či následné péči o pacienty. Možná orientace je i na možnosti využití různých telemetrických služeb pro monitorování fyzické kondice a údajů týkajících se zdravotního stavu (Health Care). 2. Nové metody zpracování biologických signálů. Téma je zaměřeno na použití metod a prostředků zpracování biologických signálů umožňujících podporu diagnostiky specifického okruhu onemocnění, s konkrétní aplikací na neinvazivní diagnostiku kardiovaskulárních onemocnění se stanovením míry rizika akutních srdečních příhod.
3. Metody automatického zpracování informace v telemedicíně. Téma je zaměřeno na problematiku vývoje zdravotnických aplikací umožňujících zdravotníkovi stanovovat konkrétní diagnózy s využitím mobilního telekomunikačního zařízení ( smartphone, tablet atp.) prostým prohlížením medicínských snímků z obrazového archivního a komunikačního systému (PACS) anebo transformující mobilní telekomunikační zařízení do regulovaného zdravotnického zařízení pomocí senzorů či jiných zařízení a tím vytvořit přístroj pro podporu stanovování specifických diagnóz na dálku případně automaticky. Například transformovat iPhone na EKG zařízení pro detekci poruch srdečního rytmu, případně dalších diagnóz. 4. Zpracování zdravotnických dat z nemocničních informačních systémů. Téma je zaměřeno na architekturu zdravotnických informačních systému s cílem vytvoření speciální vrstvy – „middleware“ – s na ní asociovaným frameworkem pro získávaní medicínských informací z rozsáhlých nemocničních a/nebo zdravotnických informačních systémů. Výsledek je směrován na využití aplikace pro účely konkrétní zdravotnické organizace , k vědeckým účelům , případně pro potřeby veřejného zdravotnictví
prof. Dr. Ing. Miroslav Pokorný 1. Znalostní adaptace regulátorů. Vývoj metod využití fuzzy-logických pravidlových modelů pro průběžnou adaptaci konvenčních regulátorů.
doc. Ing. Jiří Koziorek, Ph.D. 1. Sensorové sítě pro snímání geofyzikálních vlastností v různých lokalitách. Téma se bude zabývat senzorovými sítěmi pro sběr informací o geofyzikálních vlastnostech v rozsáhlých lokalitách a jejich přenosem do nadřazeného systému. Základem práce bude výzkum komunikačních sensorových sítí a přenosů do nadřazeného systému. Dalším cílem bude optimalizace přenosů z pohledu vytížení přenosového kanálu, energie nutné pro přenos, z pohledu následné archivace a zpracování dat apod. 2. Sběr dat pro diagnostiku a údržbu automatizovaných provozů Téma se bude zabývat sledováním provozních parametrů automatizovaných systémů, které budou základem pro predikci potenciálních poruch, které v systému hrozí. Práce bude řešit volbu vhodného souboru parametrů a způsoby jejich měření pro vybrané typy možných poruch. Rovněž se bude zabývat způsoby analýzy naměřených údajů a jejich využitím pro predikci poruch.
Prof. Ing. Vilém Srovnal, CSc. 1. Inovativní metody v měření a zpracování biologických dat.
doc. Ing. Ludvík Koval, Ph.D. 1. Využití virtuálních přístupů v oblasti měření a vyhodnocení kvality elektřiny. Náplní disertační práce je tvorba virtuálních přístrojů pro vyhodnocení kvality elektřiny, modelování distribuční sítě a vyhledávání virtuálních metod lokalizace poruch v distribuční síti. 2. Optimalizace provozu fotovoltaického panelu. Náplní disertační práce je vyhodnocení provozu fotovoltaického panelu z pohledu hledání jeho optimálních pracovních podmínek a návrh účinných opatření pro minimalizaci ztrát generovaného elektrického výkonu.
doc. Ing. Petr Bilík, Ph.D. 1. Aplikace prostředků virtuální instrumentace pro oblast řízení budov. Řízení budov je dynamicky se rozvíjející oblast. Existují řešení využívající standardizované sběrnice a objevuje se řada řešení proprietárních, která jsou cenově dostupnější. Potřeba integrovat a testovat standardizovaná a proprietární řešení přináší řadu dosud neřešených úloh, některé z nich lze elegantně řešit prostředky virtuální instrumentace. 2. Metody testování funkčnosti analyzátorů kvality elektřiny. Analyzátor kvality elektřiny je komplexní přístroj vyhodnocující celou řadu parametrů napětí elektrické distribuční sítě. Funkčnost celého přístroje je popsána normou ČSN EN 61000-4-30 Ed.2, která se odkazuje pro specifické úlohy vyhodnocení na další normy. Některé vlastnosti přístroje nelze na pracovištích jako je Český metrologický institut ověřit a uživatelé se musí spoléhat na tvrzení výrobce. Práce se bude zabývat návrhem metodiky a realizací testování shody funkce analyzátoru s uvedenými normami. 3. Metody přesné časové synchronizace distribuovaných měřicích a testovacích systémů. Časová synchronizace hardwarových prostředků a softwarových procesů pro měření či testování v rámci lokálního nebo distribuovaného systému je tím komplikovanější, čím větší přesnost je vyžadována. Práce se bude zabývat návrhem a testováním metod distribuce přesného času a časové synchronizace zejména pro účely měření a testování. 4. Integrace a testování komunikačních protokolů pro oblast Smart Grids. Současná měřicí a chránicí technika pro oblast elektroenergetiky používá řadu standardizovaných komunikačních protokolů. Při integraci přístrojů postavených na bázi virtuální instrumentace do tzv. Smart Grids vyvstává potřeba implementační podpory těchto protokolů a testování korektní funkce. Práce se bude zabývat testováním a implementací komunikačních protokolů ve vztahu k zavádění Smart Grids. 5. Aplikace prostředků virtuální instrumentace pro distribuovaná inteligentní elektronická zařízení (IED). Moderní hardwarové platformy používané při aplikaci virtuální instrumentace zahrnují procesory s pevnou plovoucí čárkou, pevnou plovoucí čárkou a čerstvě také programovatelná hradlová pole (FPGA). Mnohé systémy využívají kombinace těchto
prostředků. Zejména FPGA rozšiřují možnosti systémů postavených na bázi virtuální instrumentace o extrémně rychlé zpracování číslicových signálů. Práce se bude zabývat přesunem algoritmů dosud vykonávaných na procesoru s plovoucí řádovou čárkou na FPGA z důvodu odlehčení procesoru, případně z důvodu zajištění velmi krátké reakce zařízení na vnější podněty. 6. Instrumentace pro měření a vyhodnocení synchronních fázorů. Jádrem tématu je vývoj a testování algoritmů pro tzv. Phasor Measurement Unit (PMU) pro přesné vyhodnocení synchronních fázorů zejména během přechodových dějů. Dalším pokračováním tématu je návrh metodiky a realizace testování přesnosti PMU. 7. Vyhodnocování kvality elektřiny se zaměřením na obnovitelné zdroje energie. Obnovitelné zdroje elektrické energie se vyznačují nekonstantním výkonem dodávaným do distribuční či přenosové sítě. Vyhodnocení vlivu obnovitelného zdroje na kvalitu elektrické energie v místě jeho připojení nelze pro všechny obvyklé parametry PQ posuzovat dle běžně používaných standardů, ale je potřeba nových přístupů. 8. Aplikace prostředků virtuální instrumentace v oblasti Smart Grids. Koncepce Smart Grids otevírá novou aplikační oblast pro automatizované měření. Pro účely autonomní školní sítě typu Smart Grids je zapotřebí návrhu koncepce měření parametrů zdrojů a řízení spotřebičů. Virtuální instrumentace je předurčena pro rychlý vývoj takových experimentálních systémů.
doc. Ing. Bohumil Horák, Ph.D. 1. Akumulační energetické systémy a jejich optimální řízení. Elektromobil jako akumulační prvek inteligenních energetických sítí. Současná energetická soustava se vyznačuje značnou centralizací zdrojů elektrické energie a malou kapacitou veden v případě masového nástupu elektromobilů v dopravě. Záměr moţnosti ovládání a optimalizovaného plošného řízení procesu nabíjení směřuje také k inverzní moţnosti vyuţití akumulované energie v elektromobilech pro krytí špiček spotřeby. Náplní práce bude výzkum, vývoj, prototypová realizace a ověření výsledků řešení chování pilotního systému. Je předpoklad spolupráce s výrobci elektrochemických akumulačních systémů pro aktivní nabíjecí stanice a energetických společností. 2. Snímání a řízení procesu vstřiku a zážehu paliva ve spalovacím motoru. Procesy probíhající ve spalovacím motoru jsou velmi dobře zmapovány. Výrobci se snaţí o zlepšování emisních parametrů současných spalovacích motorů, vyuţití alternativních paliv a sniţování spotřeby paliva v dopravních prostředcích. Je iniciován výzkum a vývoj nových snímacích a řídicích přístupů. Náplní práce bude výzkum, vývoj, prototypová realizace a ověření výsledků řešení aplikovatelných pro moderní spalovací motory spalující paliva zaloţená na neropných derivátech. Je navázána a probíhá spolupráce s JAWA Moto, Týnec nad Sázavou.
3. Řízení energetických systémů s kombinacemi obnovitelných a alternativních zdrojů energií. Současný trend udrţitelné společnosti směřuje i do oblasti omezené závislosti nebo i nezávislosti komunit na dodávce elektrické energie, tepla a vody z vnějších sítí. Náplní práce bude výzkum, vývoj, prototypová realizace a ověření výsledků řešení na pilotním systému aplikovatelných pro rodinné domy a komunity. Je navázána a probíhá spolupráce s ISOTRA , Opava, Schott Solar, Valašské Meziříčí, IVT, Ostrava. 4. Regulace a optimalizace provozních režimů energetické soustavy s vodíkovým palivovým článkem. Palivový článek vyuţívá vlastností vodíku pro generování elektrické energie z vodíku nebo na vodík bohatých plynných směsí. Náplní práce bude výzkum, vývoj, prototypová realizace a ověření parametrů a vlastností moţných kombinací energetických s palivovými články. Je navázána a probíhá spolupráce s Heliocentris, Berlin, RES Akureyri, PROTON Motor, Starnberg a Ned Stack, Arnhem. 5. Senzorické, přenosové a řídicí systémy moderních dopravních prostředků s elektrickými nebo hybridními pohony, autonomní a učící se systémy. Současné moderní dopravní prostředky osobní dopravy se vyznačují značnou komplexností a velkou propracovaností řídících systémů a jejich řídících algoritmů poplatných principům řízení pohonných jednotek. Pohonné jednotky elektromobilů vyţadují jiné řídící přístupy, senzory a přenosové systémy. Náplní práce bude výzkum, vývoj, návrh a realizace a ověření parametrů pilotního systému řídicí soustavy elektromobilu a jeho infrastruktury. Je navázána a probíhá spolupráce s KAIPAN, PROTON Motor, Starnbberg, Univ. Birmingham, JAWA Moto, týnec nad Sázavou.
doc. Ing. Ondřej Krejcar, Ph.D. 1. Uživatelsky adaptivní systémy v kontextu distribuovaných řídicích systémů Práce se bude orientovat především na vytvoření metodiky analýzy a návrhu uživatelsky adaptivního systému v kontextu distribuovaných řídicích systémů. Přínosem práce by mohlo být vytvoření specifických návrhových technik a řešení návrhu zejména s ohledem na principy uživatelské adaptivity a adaptibility v součinnosti s obecnější problematikou „ubiquitous computing“. Předpokládaným možným konkrétním výstupem výsledků práce je prototyp systému, který umožní testování navržených a implementovaných technik. 2. Implementace Smart principů na platformách mobilních zařízení pro řídicí systémy Práce se bude orientovat především na vytvoření metodiky analýzy a návrhu Smart principů pro platformy mobilních zařízení (uvažovány jsou SmartPhone a Tablet PC platformy) orientovaných na řídicí systémy. Přínosem práce by mohlo být vytvoření specifických návrhových technik a řešení návrhu zejména s ohledem na Smart principy v součinnosti s obecnější problematikou „ubiquitous computing“. Předpokládaným možným konkrétním výstupem výsledků práce je prototyp systému, který umožní testování navržených a implementovaných technik.
Doc. Ing. Jan Žídek, CSc. Nové metody měření a analýzy signálu v systémech inteligentních sítí distribuce a spotřeby elektrické energie V poslední době došlo k výraznému posunu filozofie budování a provozu elektrických distribučních sítí. Tradiční schéma převážně centralizované výroby a distribuované spotřeby je nahrazováno schématem s výrazným zastoupením lokálních zdrojů elektrické energie. Pro udržení celého systému ve stabilním provozu je potřeba jak na straně lokální výroby, tak na straně inteligentní spotřeby elektrické energie měřit a vyhodnocovat parametry umožňující tento stabilní provoz. Téma doktorské práce je směřováno do oblasti prostředků měření spotřeby energií v inteligentních budovách a inteligentních sítích.
