Dissertations (KEE)

Permanent URI for this collection

http://hdl.handle.net/11025/30053

Browse

Showing 1 - 20 out of 47 results

Optimalizace aktivní zóny malých reaktorů
(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-08-29) Peltan, Tomáš; Škoda Radek, prof. Ing. Ph.D.; Čechák Tomáš, prof. Ing. CSc.; Katovský Karel, prof. Ing. Ph.D.
Tématem disertační práce je příprava nového referenčního neutronového pole formovaného grafitovým materiálem. Tato práce obsahuje popis současných experimentálních kapacit s kvalitou referenčních neutronových polí a analyzuje stav výzkumných infrastruktur využívající grafit. Reaktorový grafit je důležitým materiálem pro výzkum v jaderném průmyslu a pro samotný vývoj nových pokročilých reaktorů, SMR reaktorů a reaktorů IV. generace. Vytváření experimentálních prostředí s referenčními poli neutronů pro ověřování neutronických vlastností a samotné zpřesňování vlastností reaktorového grafitu, s ohledem na tvarování neutronového pole, je velice důležité pro zdárný budoucí vývoj těchto reaktorů. Práce obsahuje detailní popis celé sady integrálních experimentů realizovaných na experimentálním jaderném reaktoru LR-0 s využitím reaktorového grafitu jako vložného materiálu. Hlavním cílem byla charakterizace dvou konkrétních konfigurací aktivní zóny reaktoru LR-?0, přičemž byly sestaveny a analyzovány i jednoduché benchmarkové grafitové experimenty pro porozumění vlivu reaktorového grafitu na transport a zpomalování neutronů. Předkládané konfigurace aktivních zón a jednoduchých grafitových sestav poskytují široké portfolio experimentálních infrastruktur s vysokou mírou jejich popisu v kontextu budoucího využití. V rámci práce bylo provedeno několik experimentů v různých konfiguracích s různými zdroji neutronů za účelem charakterizovat dané neutronové pole a připravit podklady pro následné vytvoření referenčního pole na pracovišti reaktoru LR-0 na bázi grafitu. Dalším přínosem je také identifikování a popis nesrovnalostí v popisu chování grafitu při transportu neutronů vyšších energií v různých knihovnách jaderných dat. Výstupem práce je vytvoření nového dobře popsaného neutronového pole tvarovaného grafitem, které bude benchmarkováno v mezinárodních databázích a bude usilovat o zařazení mezi referenční neutronová pole.
Ukládání tepelné energie a load following
(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-08-29) Burian, Ondřej; Král Vladimír, doc. Ing. Ph.D.; Mastný Petr, doc. Ing. Ph.D.
Tato disertační práce se zabývá technicko-ekonomickou analýzou systémů centrálního zásobování teplem (CZT) s integrovaným systémem pro akumulaci tepelné energie (TES) a doplňkovou výrobou elektřiny z nízkopotenciálního akumulovaného tepla. Cílem této práce je zejména analyzovat vliv zařazení technlogie TES na ekonomiku provozu do různých systémů CZT. Konkrétně do systémů se samostatnou výrobou tepla - výtopna (HOP) a kombinovanou výrobou tepla - teplárna (CHP). Pro řešení této práce byl vyvinut vlastní optimalizační program a výpočetní model založený na smíšeném celočíselném programování. Tento model propojuje provozní a investiční parametry zařízení, dynamiku akumulace tepla, proměnnou spotřebu tepla a proměnou cenu elektřiny. Výsledkem této práce je podrobná analýza vlivu TES a kombinace TES a přídavného ORC cyklu na provozně-ekonomické charakteristiky výtopny a provozně-ekonomické charakteristiky teplárny při různých úrovních roční produkce tepla. Sledovaná zařízení vyrábějí teplo pomocí kombinace kotlů na biomasu a plynových kotlů. Sledovaný rozsah roční výroby tepla je 92 - 550 GWht ročně. Charakter roční spotřeby tepla odpovídá spotřebě pro komunitní účely.
Optimalizace energetické účinnosti a dynamiky elektráren a tepláren
(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-08-31) Vinš, Martin; Peroutka Zdeněk, prof. Ing. Ph.D.; Mastný Petr, doc. Ing. Ph.D.; Müller Zdeněk, doc. Ing. PhD.
Tato disertační práce se zaměřuje na návrh nových možností spolupráce energetického úložiště s turbosoustrojím, a to jak z hlediska zlepšení flexibility, tak potenciálních sekundárních funkcí, jako je kompenzace nízkofrekvenčních oscilací a stabilizace rotorové sestavy. Navrhuje vlastní technické řešení, které následně specifikuje na konkrétní technické provedení pro případovou studii, uvažující bateriové úložiště. V rámci návrhu konkrétního technického provedení je zpracována zobecnitelná metodika výběru vhodné bateriové technologie a topologie měniče, návrh nadřazené regulační struktury a vlastní návrh integrace do uhelného elektrárenského bloku. Pro ověření funkcí navrženého technického provedení byl pak sestaven komplexní simulační model, na kterém byly provedeny jejich simulace. Výsledky prokázaly technickou proveditelnost navrženého řešení, pozitivní vliv na dynamiku regulace a potenciál pro uplatnění sekundárních funkcí.
Detekce neutronů pro nové typy malých reaktorů
(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-08-27) Peltanová, Eva; Škoda Radek, prof. Ing. Ph.D.; Katovský Karel, prof. Ing. Ph.D.; Štekl Ivan, doc. Ing. CSc.
Hlavním cílem disertační práce je vývoj a validace experimentálního a výpočetního prostředí pro analýzu neutronového pole v grafitových konfiguracích reprezentujících konstrukční prvky pokročilých jaderných reaktorů, včetně reaktorů IV. generace a SMR. Dalším cílem práce je aplikovat získané poznatky na analýzu neutronového pole a zhodnocení možnosti využití neutronové instrumentace v reaktoru TEPLATOR, inovativního konceptu malého jaderného reaktoru vyvíjeného v České republice. V rámci disertační práce byly navrženy a realizovány experimentální konfigurace na reaktoru LR 0, obsahující grafitové moduly. Výsledky experimentů byly využity pro validaci numerických modelů vytvořených v kódech Serpent a SCALE KENO-VI. Validované modely umožnily provést podrobnou analýzu neutronového pole, se zvláštním důrazem na vliv grafitu jako reflektoru. Následně byla provedena numerická simulace reaktoru TEPLATOR a analýzy neutronového pole včetně výpočtu odezvy ex-core detektorů umístěných v reflektoru a biologickém stínění. Byla analyzována schopnost těchto detektorů sledovat rozložení výkonu v aktivní zóně v případě absence in-core instrumentace a plnit bezpečnostní funkci. Výsledky práce přinášejí nové experimentální prostředí validované sadou experimentů na pracovišti experimentálního reaktoru LR-0. Dále nové validované nástroje a doporučení pro návrh ex-core neutronové instrumentace v reaktoru TEPLATOR, čímž přispívají k rozvoji neutronové diagnostiky pro pokročilé reaktory.
Využití jaderných zdrojů pro produkci tepla
(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-08-31) Mašata, David; Škoda Radek, prof. Ing. Ph.D.; Mastný Petr, doc. Ing. Ph.D.; Müller Miloš, doc. Ing. Ph.D.
Disertační práce se zabývá možnostmi využití jaderných zdrojů pro produkci tepla v systémech centrálního zásobování teplem v podmínkách České republiky. Analyzuje současný stav teplárenství a hodnotí potenciál jaderných technologií se zaměřením na český "heat-only" koncept TEPLATOR. Součástí je technicko-ekonomické hodnocení TEPLATORu a jeho porovnání s konvenčními zdroji tepla a vybranými SMR. Cílem práce je navrhnout a ověřit strategie optimalizace provozu prostřednictvím využití tepelné kapacity sítě CZT, integrace akumulace tepla do sítě a zvýšení ekonomické efektivity výroby elektřiny pomocí organického Rankine-Clausiova cyklu. Optimalizační model propojuje provoz jaderného zdroje s dynamikou vnitrodenního trhu s elektřinou a využívá prediktivní metody založené na neuronových sítích. Analýzy byly provedeny na reálných provozních datech teplárenské sítě města Plzně a Operátora trhu s elektřinou. Výsledky ukazují potenciál jaderných zdrojů pro flexibilní a ekonomicky efektivní provoz v podmínkách českého teplárenství.
Řízení procesu indukčního ohřevu v závislosti na změnách elektrických a magnetických vlastností ohřívané vsázky způsobených změnou její teploty
(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-09) Knedlík, Michal; Kožený Jiří, prof. Ing. CSc.; Kotlan Václav, doc. Ing. Ph.D.; Kyncl Jan, doc. Dr. Ing.; Medveď Dušan, doc. Ing. PhD.
Vlastní práce se soustředí na vývoj frekvenčního měniče s integrovaným měřícím systémem podporujícím metodu detekce teploty různých druhů vsázek. Podrobně jsem popsal vliv teploty na materiálové a elektrické parametry vsázky. Navrhl jsem algoritmus pro bezdotykovou detekci teploty indukčně ohřívaných feromagnetických materiálů. Bylo provedeno několik experimentů pro ověření těchto vlastností a principu detekce teploty.
Diagnostika vysokonapěťových zařízení, využití nestandardních metod sběru a analýzy dat v nových aplikacích
(Západočeská univerzita v Plzni, 2024-08-12) Olkhovskiy, Mikhail; Trnka Pavel, prof. Ing. Ph.D., MBA; Dončuk Jan, Ing. Ph.D.; Procházka Radek, doc. Ing. Ph.D.
Práce představuje metodiku integrální online diagnostiky kabelových přenosových vedení. Princip je založen na vysílání speciálně zkonstruovaného referenčního signálu přes kabelové vedení. Po obdržení odezvy jsou v referenčním signálu pomocí konvoluční neuronové sítě detekovány a analyzovány změny parametrů. Na základě těchto změn se vyhodnocuje stav izolace. Vyvinutá metodika nevyžaduje vyřazení kabelového vedení z provozního stavu; výsledek diagnostiky je k dispozici ihned. Vyhodnocení je provedeno na fyzikálním modelu kabelových přenosových vedení ve dvou experimentech zrychleného stárnutí dielektrika.
Dynamický model fotovoltaické elektrárny se Smart funkcemi střídačů
(Západočeská univerzita v Plzni, 2024-06-18) Hrouda, Josef; Drápela Jiří, prof. Ing. Ph.D.; Müller Zdeněk, doc. Ing. PhD.; Tesařová Miloslava, doc. Ing. Ph.D.
Vzhledem k dalšímu předpokládanému rozvoji obnovitelných zdrojů (OZE), zejména pak fotovoltaických elektráren připojovaných do distribučních soustav (DS) České republiky, vyvstává potřeba znalosti vlastností OZE z hlediska dynamického chování. Na základě studia dynamických vlastností fotovoltaických střídačů si disertační práce klade za cíl vytvoření dynamického modelu FVE s implementovanými Smart funkcemi střídačů. V modelu budou zohledněny principy chování FVE v rámci podpory sítě z hlediska napětí a frekvence. Důraz bude kladen na principy řízení FVE v rámci podpory napěťového profilu DS s využitím funkcí autonomního řízení dle charakteristik typu Q = f(U), P = f(U), cos = f(U), cos = f(P) apod. S využitím vytvořeného modelu bude možné sledovat charakter a trvání přechodných dějů při regulaci FVE. V práci budou diskutovány přínosy i rizika spojená s jednotlivými způsoby regulace FVE z pohledu distribuční soustavy. V rámci provedených měření na FVE budou výsledky měření porovnány s výsledky simulací nad vytvořeným modelem.
Optimisation of Renewable and SMR Energy Mix
(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Abushamah, Hussein Abdulkareem Sale; Král Vladimír, Doc. Ing. Ph.D.; Mastný Petr, Doc. Ing. Ph.D.
The air conditioning sector is one of the major contributors to electricity consumption and carbon emissions in many regions over the world. For example, in hot climate regions such as the Gulf Cooperation Council (GCC), about half of the annual generated electricity is for air-conditioning, leading to significant carbon emissions. The widely adopted scenario is burning the fuel to produce heat, converting the heat to electricity, transporting the electricity through HV/MV/LV grids to supply electric-driven cooling systems. Proceeding in this manner puts pressure on power grids, raises investments for expanding the electrical infrastructure, drives up carbon emissions, and leads to more energy losses due to unwanted energy conversions and transmissions. This study presents a carbon-free thermally driven district cooling system to overcome these issues of the electric-driven cooling scenario. The proposed system here employs a nuclear heat-only reactor called Teplator as a carbon-free primary heat source driving absorption chillers. This idea is techno-economically evaluated from two different perspectives, namely, the energy policy viewpoint and the investor's point of view. First, from an energy policy viewpoint, adopting the proposed system is compared to the electric scenario based on levelized values for cooling demand, costs, and energy consumption without dealing with details of a specific case-based design or operation. From an investor's viewpoint, a detailed method is developed to optimize the proposed system's design and operation, including the heat transmission system and a centralized cooling plant, for supplying an hourly-based demand model. A competition-based optimization process is performed by including several alternative units, such as thermal energy storage, gas boilers, and compression chillers, which simultaneously also checks the electric-driven option. The developed models are coded in MATLAB and simulated. The results confirm the proposed system's superiority in cost, electricity, and carbon emission saving compared with fossil fuel-based electrically driven district cooling systems. However, the performed sensitivity analyses show that this superiority could be limited as the electricity price decreases and heat transmission pipeline length increases.
Optimalizace skladování vyhořelého jaderného paliva
(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Závorka, Jiří; Čechák Tomáš, Prof. Ing. CSc.; Kurwitz Cable, Prof.; Škarohlíd Jan, Ing. Ph.D.
Legislativní a bezpečnostní limity jsou v současné době dosahovány pomocí neutronového absorbátoru umístěného v obalových souborech. Díky svým mechanickým, chemickým a hlavně neutronickým vlastnostem je používána směs oceli a neutronového absorbátoru v podobě bóru. Výsledná slitina je používána pro transportní i skladovací komponenty. Bór je možné přidávat přímo do obalových souborů nebo zvlášť do plátů mezi trubky. Nicméně, se zvyšujícím se obohacením paliva je stále složitější bór ve slitině mechanicky zpracovávat, zároveň však dochází ke zmenšování bezpečnostních rezerv. Představené unikátní řešení je založeno na speciálních fixních neutronových absorbátorech vložených přímo do palivového souboru. Neutronový absorbátor je trvale spojen ve speciálně navržených pouzdrech. Prezentované řešení efektivněji snižuje reaktivitu systému než standardně používané absorbční pláty vložené mezi soubory i s použitím neutronové pasti. Nový přístup umožňuje výrazně změnit konstrukci obalových souborů (kontejnerů na vyhořelé palivo). Například snížením obsahu bóru ve slitině nebo zmenšením rozteče mezi palivovými soubory, což umožňuje snížit tloušťku materiálu kontejneru a tím i jeho celkovou hmotnost. Navíc je možné použít absorbátory i na zvětšení kapacity bazénu použitého paliva. Absorbátory umožňují výrobu kompaktnější mříže skladování s větší kapacitou.
Chování taveniny při tavení kovových a nekovových materiálů elektromagnetickou indukcí ve studeném kelímku
(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Hrbek, Jan; Doležel Ivo, Prof. Ing. CSc.; Medveď Dušan, Doc. Ing. PhD.; Tyrpekl Václav, RNDr. Ph.D.
Předložená dizertační práce se věnuje návrhu a testování metod měření vlastností materiálů při teplotách vyšších něž 2000 °C. Jedná se o metody určování teploty likvidu a hustoty. Testování navržených metod spočívá v porovnání naměřených a referenčních dat uváděných v literatuře při použití různých směsí obsahujících Al2O3 a ZrO2. Dále je v práci stanoven tepelný tok z taveniny směsi ZrO2 a Fe2O3 do kalorimetru a studována závislost tloušťky skull vrstvy na teplotě při indukčním tavení oxidů ve studeném kelímku. Práce rovněž obsahuje návrh experimentů, který je nezbytný pro jejich následnou úspěšnou realizaci. Motivací k volbě této problematiky je nutnost znalosti vlastností a chování materiálů při vysokých teplotách pro zvyšování spolehlivosti zařízení a pokrok techniky. Konvenčně používané metody však vykazují nevýhody, proto je vhodné hledat postupy jiné, které budou mít nevýhody odlišné a budou se tak navzájem doplňovat. Disertační práce je rozdělena do deseti kapitol. První kapitola se zaměřuje na vysvětlení motivace ke zpracování tématu a na definování cílů práce. Druhá část stručně popisuje konvenčně používané metody pro určování hustoty a teploty likvidu materiálů. Následuje kapitola 3 zabývající se indukčním tavení ve studeném kelímku a jednotlivými fázemi celého procesu tavení. V této kapitole je proveden i přibližný výpočet množství startovacího materiálu potřebného pro úspěšnou startovací fázi plánovaných experimentů. Navrhované metody pro měření vlastností taveniny a použité přístroje jsou popsány ve 4. kapitole. Kapitoly 5 a 6 se věnují návrhu experimentů - první z nich se zabývá stanovením výkonu dodávaného do taveniny potřebného pro dosažení požadovaných parametrů, a druhá pak matematickým modelem respektujícím elektromagnetické pole. Výstupem z matematického modelu je geometrie indukčního systému zabezpečující dosažení výkonu stanoveného v předchozím kroku. Dále je proveden popis uskutečněných experimentů v kapitole 7. V kapitole 8 jsou uvedeny výsledky chemických analýz vzorků získaných během experimentů. Následuje kapitola 9 obsahující vyhodnocení určovaných veličin z experimentů. Na závěr jsou shrnuty výsledky práce, a naznačen směr budoucího výzkumu. Navržené metody se ukázaly být použitelné pro stanovování požadovaných parametrů s dostatečnou přesností. Rovněž byla identifikována možná vylepšení metody měření hustoty, která by vedla ke snížení nejistoty měření a zvýšila jeho přesnost.
Efektivní řízení TZB a obnovitelných zdrojů energie pro bytové a komerční objekty
(Západočeská univerzita v Plzni, 2021) Jiřinec, Jakub; Kotlan Václav, Doc. Ing. Ph.D.; Kyncl Jan, Doc. Dr. Ing.; Medveď Dušan, Doc. Ing. PhD.
Disertační práce se zabývá efektivním řízením vybraných technických zařízení budov v kombinaci s fotovoltaickou elektrárnou. První část je věnována problematice rekuperačních jednotek, pro které byly navrženy a vytvořeny měřicí a řídicí systémy. Provoz těchto systémů byl následně zhodnocen a byla navržena vhodná rozšíření. Další část práce je zaměřena na možnosti optimalizace chodu tepelného čerpadla dle předpovědi venkovní teploty a výroby fotovoltaické elektrárny (FVE). V této části byly navíc uvedeny další možnosti optimalizace přebytků z FVE, například pomocí plynulého řízení odporové zátěže či řízeného nabíjení elektromobilu. V poslední části práce je řešena problematika adaptivního osvětlení s důrazem na jeho hospodárný provoz. Veškeré vytvořené měřící a řídicí systémy byly otestovány v reálném provozu.
Inovativní energetické koncepce kombinované výroby elektřiny a tepla
(Západočeská univerzita v Plzni, 2021) Hromádka, Aleš; Gurecký Jiří, Doc. Dr. Ing.; Kolcun Michal, Prof. Ing. Ph.D.; Toman Petr, Doc. Ing. Ph.D.
Centrální teplárny jsou provozovány již desítky let s původní technologií. Určitá část těchto centrálních tepláren má instalovány protitlakové turbíny. Protitlakové turbíny nejsou v současnosti provozně udržitelné. Důvodem jejich neudržitelnosti je nemožnost provozu při nedostatečném tepelném požadavku a nedostatečná flexibilita výroby. Kondenzační turbíny obebně dosahují nižší kogenerační účinnosti, nicméně jsou provozně flexibilnější. Proto jsou preferovány pro současné teplárenské provozy. Kondenzační turbíny jsou schopny pracovat s libovolným tepelným požadavkem. Tato práce je zaměřena na inovace vedoucí k trvalé udržitelnosti a lepší flexibilitě protitlakových turbín. Hlavní inovační technologie je představen a zkoumán subkritický organický Rankinův cyklus a jeho možnost implementace do současného protitlakového cyklu. Implementace organického Rankinova cyklu umožňuje v případě nedostatečného tepelného požadavku generovat dodatečnou elektrickou energii a dodává protitlakové turbíně větší výrobní flexibility kogenerační výroby, což by mohlo být opravdu výhodné. To znamená, že provozní problémy protitlakových turbín mohou být odstraněny pomocí vhodné implementace organického Rankinova cyklu.
Rozvoj a provoz distribučních sítí se zaměřením na zabezpečení a kvalitu dodávek elektrické energie
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Vykuka, Roman; Sadecký Bohumil, RNDr. CSc.; Doležel Ivo, Prof. Ing. CSc.; Goňo Radomír, Prof. Ing. Ph.D.
Disertační práce se zabývá změnou koncepce rozvoje sítí vn z hlediska topologie a způsobu provozování při zachování trendu zvyšování spolehlivosti dodávek elektrické energie. Práce shrnuje trendy, které formují odvětví energetiky jako celku, a dále popisuje opatření, kterými provozovatelé distribučních soustav reagují na zvyšující se dynamiku okolního světa. Stěžejní část práce se věnuje propojování vývodů vn jakožto prostředku pro zvyšování spolehlivosti dodávek elektrické energie. Podrobně je rozebrána problematika spínání vývodů napájených z různých částí nadřazené soustavy z hlediska rozdílového úhlu napětí, vyrovnávacího proudu a vlivu produkce rozptýlených zdrojů. Je představen a verifikován vlastní výpočetní model, pomocí něhož jsou provedeny rozsáhlé analýzy propojených vývodů vn. Výsledky simulací jsou vyhodnoceny s ohledem na výkonové a proudové zatížení kmenových linek a vypínací schopnost úsekových odpínačů bez zhášecí komory, pro které jsou stanoveny oblasti rizikového spínání. Pro reálnou síť je dále provedena analýza trvalého paralelního provozu vývodů vn napájených ze společného transformátoru a provedeno porovnání se stávajícím radiálním provozem vývodů, mimo jiné z hlediska připojitelného výkonu zdrojů. V tomto ohledu přináší práce nový pohled na posuzování připojitelnosti rozptýlených zdrojů začleněných do systému regulace napětí. Z hlediska budoucího rozvoje zkruhované sítě vn práce představuje metodiku analýzy topologických dat pro účely identifikace kmenů a odboček vhodných k zakruhování.
Nestandardní případy vypínání zkratů - interakce elektrických a mechanických dějů
(Západočeská univerzita v Plzni, 2019) Vajnar, Vladimír; Karban Pavel, Prof. Ing. Ph.D.; Mindl Pavel, Doc. Ing. CSc.; Toman Petr, Doc. Ing. Ph.D.
Tato disertační práce je zaměřena na problematiku mimořádných spínacích operací vysokonapěťových výkonových vypínačů s důrazem kladeným na případy vypínání zkratů s nesymetrickým průběhem a rizikem výskytu oddálené proudové nuly. Klíčovým aspektem práce je posouzení vypínací schopnosti vypínačů umístěných v různých místech elektrizační soustavy. V první polovině práce je uveden důsledný popis vypínačů pro distribuční a přenosové sítě včetně popisů fyzikálních jevů a analýzy mezinárodní standardizace této oblasti. Druhá polovina práce obsahuje vlastní výzkum zaměřený na průběhy zkratových proudů, namáhání vypínače při generátorových zkratech, nebezpečí oddálené proudové nuly a propojení pasivních parametrů soustavy s rizikem selhání vypínače vlivem nedostatečné vypínací schopnosti.
Optimalizace spotřeby energie včetně netradičních přeměn energie
(Západočeská univerzita v Plzni, 2019) Mužík, Václav; Doležel Ivo, Prof. Ing. CSc.; Mindl Pavel, Doc. Ing. CSc.; Toman Petr, Doc. Ing. Ph.D.
Disertační práce je výstupem mého dosavadního doktorského studia. Definuje Ostrovní provoz jako komplexní problematiku a analyzuje, jakým způsobem k určení možnosti přechodu do ostrovního provozu přistupovat. Pojednává o frekvenční stabilitě v okamžiku přechodu elektroenergetického systému do ostrovního provozu. Jako příklad bylo vybráno město Plzeň. Nejdříve je diskutován teoretický základ v podobě rozboru stability a řízení elektroenergetického systému. Jako vhodné hodnotící kritérium je vybrána frekvenční stabilita a poté je provedena analýza stavu na základě reálných dat z roku 2014 ve výpočetním prostředí MATLAB a Simulink. Výsledkem jsou průběhy primárního regulačního děje soustavy při přechodu do ostrovního provozu a procentuální zhodnocení, kdy bylo město Plzeň schopno přejít do ostrovního provozu v roce 2014 bez rizika frekvenčního kolapsu nebo odstavení. Výpočty jsou doplněny zatěžovacími charakteristikami jednotlivých bloků pracujících do ostrova. Závěrem je diskutována problematika ostrovního provozu jako podpůrné služby a také překážky v podobě současného nastavení systémového frekvenčního odlehčování zátěže.
Působení bleskového proudu a přepětí na osoby a na elektrická a elektronická zařízení uvnitř budov s návrhem možných ochranných opatření s ohledem na tyto vlivy
(Západočeská univerzita v Plzni, 2018) Kutáč, Jiří; Kolcun Michal, Prof. Ing. Ph.D.; Toman Petr, Doc. Ing. Ph.D.; Sokanský Karel, Prof. Ing. Ph.D.
Předložená disertační práce se zabývá otázkou působení bleskového výboje na vnitřní instalace v objektech. Studuje volbu vhodného matematického modelu, který je implementovatelný pro inženýrskou praxi. V úvodní části je popsán princip vzniku bleskového výboje od fyzikální fenomenologie až po extrakci použitelnou v inženýrské praxi. S ohledem na náročnost vzniklého modelu při akceptování většiny fyzikálních souvislostí bylo hledáno řešení, které je dostatečně přesné, robustní a přináší v praxi použitelné řešení, avšak na druhou stranu je počítačově zpracovatelné. Byl tak vytvořen příspěvek k matematickému modelování interakce svodu bleskového výboje a vnitřní instalace s důrazem na alternativní prostředí (dřevostavby). Teoretické předpoklady a matematický model byly validovány při reálném měření v laboratoři vysokých napětí na VUT v Brně. Další poznatky byly získány v Laboratoři environmentální elektrotechniky a ekonomiky FEL ČVUT v Praze.
Analýza ovlivňování blízkých produktovodů elektrickými venkovními vedeními a kabely
(Západočeská univerzita v Plzni, 2018) Janda, Zbyněk; Barták Jiří, Ing. CSc.; Ivánek Lubomír, Doc. Ing. CSc.; Orságová Jaroslava, Doc. Ing. Ph.D.
Předkládaná disertační práce je zaměřena na analýzu nežádoucích účinků venkovních vedení a kabelů na ocelová izolovaná potrubí. Práce se podrobně zabývá rozložením elektromagnetického pole v okolí ovlivněných potrubí s respektováním blízkých omezujících vodičů a způsobem zakomponování jejich účinků do numerického výpočtu indukovaných napětí v potrubí. Další část řeší způsob výpočtu a vyhodnocení indukovaných napětí v potrubí při provozním stavu vedení a s tím souvisejícího vlivu na korozi potrubí střídavými proudy. Zjištěné výsledky byly ověřeny praktickým měřením. Předmětná práce dále řeší analýzu vlivu venkovních vedení na kvalitu svařování potrubí. Pro problematiku nebezpečných vlivů kabelových vedení vvn a zvn na blízké potrubní systémy jsou zpracovány a vyhodnoceny výpočty indukovaných napětí pro různé varianty souběhů. Elektromagnetická pole jsou řešena s využitím výpočetního nástroje COMSOL Multiphysics 4.3.
Vysokoteplotní tavení nekovových materiálů elektromagnetickou indukcí ve studeném kelímku
(Západočeská univerzita v Plzni, 2018) Jiřinec, Stanislav; Kyncl Jan, Doc. Dr. Ing.; Benešová Zdeňka, Prof. Ing. CSc.; Podhrázský Antonín, Ing. Ph.D.
Disertační práce je zaměřena na problematiku vysokoteplotního tavení elektromagnetickou indukcí ve studeném kelímku. V první části je stručně popsána problematika studeného kelímku (kompaktní a segmentové provedení studeného kelímku) se zaměřením především na startovací fázi při tavbě elektricky nevodivého materiálu. Další část práce je zaměřena na tvorbu numerických modelů startovací fáze pro jednotlivá konstrukční uspořádání a vlivu polohy a tvaru startovacího materiálu uvnitř vsázky. Dále je práce věnována především optimalizaci tvaru segmentového kelímku, pro který je řešen vliv tvaru a počtu chladících elementů na ztráty. K ověření numerických modelů byl vytvořen měřicí systém. Rozsáhlá měření a numerické simulace umožnily provést výzkum vlivu jednotlivých komponentů studeného kelímku vedoucí k optimalizaci tvaru studeného kelímku. V rámci práce je uvedena celá řada funkčních vzorků segmentového studeného kelímku včetně návrhu kelímku pro zařízení HFG160.
Obnovitelné zdroje v elektroenergetice
(Západočeská univerzita v Plzni, 2017) Raková, Lenka; Škorpil Jan, Prof. Ing. CSc.; Kolcun Michal, Prof. Ing. Ph.D.; Sadecký Bohumil, RNDr. CSc.; Toman Petr, Doc. Ing. Ph.D.
Decentralizovaná výroba elektrické energie z fotovoltaických elektráren má vliv na provoz a regulaci elektrizační soustavy České republiky. Cílem disertační práce je zhodnocení možnosti regulace frekvence a napětí v ostrovních mikrosítích pomocí fotovoltaických elektráren. Úvodní část práce se zabývá stručným popisem současného využití fotovoltaických elektráren v České republice, charakteristikou mikrosítí a principem napěťových střídačů. Dále je zde vysvětlena primární a sekundární regulace frekvence a napětí pomocí klasických statických charakteristik a virtuálních metod. Ve druhé části práce jsou vytvořeny matematické modely regulačního obvodu střídače pro obě diskutované virtuální metody. Vhodnost použitých metod je ověřena simulacemi v programu MATLAB Simulink. Nejdůležitějším přínosem práce je modifikace a analýza metody virtuální frekvence a napětí a její porovnání s metodou virtuálních výkonů. Třetí část je věnována regulaci napětí pomocí více fotovoltaických systémů v mikrosítích napájených vedením ze dvou stran nebo z jedné strany dvěma paralelními zdroji. Následně je navržena úprava regulačního obvodu střídače. V závěrečné části disertační práce jsou shrnuty teoretické a praktické přínosy, vyhodnocení výsledků simulací, zhodnocení porovnání virtuálních metod a ověření hypotéz.

Browse

Recent Submissions