Oponentský posudek disertační práce Ing. Bogdana Fukalu
––––––––––––––––––––––––––––––––
Název disertační práce:
Analýza vlivů nesymetrické a nelineární zátěže na energetickou napájecí soustavu.
Obor disertace: 3907V001 Elektroenergetika
Oponent: doc. Mgr. Ing. Milan Pospíšil, PhD.
Pracoviště oponenta: Žilinská univerzita v Žiline ,Elektrotechnická fakulta, Katedra výkonových elektrotechnických systémov
Předložená disertační práce Ing. Bogdana Fukalu , o rozsahu 91 stran ,analyzuje vliv trakčního odběru střídavé jednofázové vozby 25 kV, 50 Hz na energetickou napájecí soustavu z hlediska účinků
nepříznivých vlivů – nesymetrie v napájecím vedení a vyšetřuje poměry harmonického zkreslení trakčního proudu v kontextu s rozšířením filtračně-kompenzačního zařízení.
Se zvyšujícím se počtem a výkonem zdrojů elektromagnetického rušení nabývá v poslední době problematika elektromagnetické kompatibility a elektromagnetického rušení stále většího významu. Proto považuji problematiku řešenou v dizertační práci za vysoce aktuální.
a) Zhodnocení jak disertační práce splnila stanovený cíl
Na základě stanovených tézí disertační práce , studentem provedených studií, rozborů a měření, experimentů a jejich analýz, lze konstatovat, že následujících vytyčených tézí bylo dosaženo:
nesymetrie při různých konfiguracích a stupních zatížení trakční transformovny. Model sítě byl vytvořen v programu ATPDraw
Verifikace modelu sítě a modelových výsledků v provozních podmínkách SŽDC . Model sítě byl parametrizován na základě ověřených dat z reálného prostředí trakční transformovny Blansko, včetně jejího připojení k napájecí soustavě. Vlastní měření na transformovně Blansko a jeho rozsáhlé
vyhodnocení.
Posouzení,zda naměřené hodnoty odpovídají hodnotám stanovených ČSN-EN 50 160 a Pravidlům provozování distribučních soustav.
Posouzení možností zmírnění nesymetrie v napájecí soustavě po připojení střídavé jednofázové elektrické trakce – využití Scottova transformátoru.
Využití filtračně – kompenzačních zařízení v trakčních transformovnách.
Jak plyne z vlastní disertační práce, student se seznámil s odbornou literaturou a aktivně se zúčastnil měření. Tím získal kvalitní přehled o dané problematice. Na základě těchto získaných vědomostí student navrhl, realizoval a vyhodnotil řadu experimentů a simulací, ze kterých učinil příslušné závěry.
Výše uvedené cíle disertační práce disertant bezezbytku splnil.
b) Vyjádření k postupu řešení problému a k výsledkům disertační práce a konkrétní přínos studenta.
Disertační práce se uvedenou problematikou zabývá přehledně a v logickém sledu. Disertant vytvořil model energetické napájecí a trakční soustavy v programu ATP, parametry soustavy odpovídají
skutečným hodnotám. Simulace umožnila „izolovat“ odběr trakční transformovny od ostatních netrakčních odběrů připojených ke stejným 110 kV napájecím linkám v rozvodně Blansko – město a získat míru napěťové nesymetrie v napájecí síti způsobené jen trakčním odběrem, přičemž praktickým měřením nebylo možné tyto dva nezávislé zdroje nesymetrie separovat. Studentem vytvořená měřící aplikace je pro uvedený účel velmi dobrá a je výsledkem jeho vlastní práce.
Model Scottova transformátoru byl vytvořen za účelem ověření zmírnění nesymetrie v napájecí soustavě a doporučení studenta jasně naznačují vývoj TNS při stavbě nových vysokorychlostních tratí nebo při navýšení výkonů trakčních transformovní v pozitivním vlivu na nesymetrii v napájecí soustavě.
Přehledně je možné shrnout přínosy disertační práce Ing. B. Fukalu následovně:
Vypracování metodiky pro stanovení nesymetrie na základě modelů s podporou progamu ATP, pro různé způsoby napájení a verifikované v podmínkách SŽDC.
Rozbor činnosti Scottova transformátoru při napájení jednofázové vozby, vytvoření modelu a jeho přínos v podmínkách železničních tratí.
Vypracování metodiky pro určení míry ovlivnění signálu HDO z hlediska ladění parametrů prvků větví FKZ.
Vliv rozšíření FKZ filtrem harmonické 7. řádu na spektrum harmonických vyšších řádů v trakčním proudu.
Připomínky a dotazy k práci:
- Vytvoření simulačního modelu vyžaduje poměrně přesná vstupní data jednotlivých prvků sítě , jak jste je získali, len z citovaných literárních pramenů ?
- Na str.35 je uvedeno postupné zapínání zátěží v čase do 1,9 s, rovněž na obr.19 jsou znázorněny činitelé napěťové nesymetrie v závislosti na velikosti proudu trakčního transformátoru a čase. Odpovídá to skutečnosti ?
- Vliv použití Scottova transformátoru na eliminaci nesymetrie v napájecím vedení bude stoupat na tratích s vysokou hustotou dopravy, na které železniční tratě na území České republiky by jste je doporučili ? - Jaké navýšení výkonu trakčních transformoven byste navrhli při stavbě nových TT pro výstavbu vysokorychlostních tratí na našem území?
Student se věnoval nejen teoretickému rozboru možností snížení zpětných vlivů trakční napájecí soustavy na napájecí síť, ale využíval velmi významně i podporu počítače.
Značnou zkušenost prokázal i v praktické oblasti, kdy měřením identifikoval parametry reálné soustavy.
Tyto parametry následně využil pro sestavení matematického modelu soustavy a jeho verifikaci.
c) Význam pro praxi a rozvoj vědního oboru
Disertant analyzoval do jaké míry ovlivňuje odběr střídavé železniční trakce kvalitu elektrické energie v energetické napájecí soustavě z hlediska nesymetrie v napájecím vedení a poměrů harmonického zkreslení trakčního proudu.
Výsledkem studentovy práce je konkrétní návrh modelu, který použil pro simulaci různých stavů a poměrů v trakčním napájecím systému. Další velký potenciál ke snížení zpětných vlivů trakční soustavy na napájecí síť poskytuje vhodné řízení vykonové elektroniky v oblasti elektrické trakce. I toto student využil. Vlastní přínos spočívá v tom, že student, ač byl limitován řadou faktorů a omezení, vyplývající z řešené problematiky, přesto se skvěle orientoval a odevzdal ucelenou dizertační práci. Právě zde vidím těžiště původnosti studentovy práce a zejména toto kladně oceňuji.
Odborným posouzením by se daly výsledky zobecnit i na jiné trakční transformovny a využít je při jejich projektování či rekonstruování. V případě potřeby by bylo možné použít vyvinutou měřící aparaturu a software na obdobná měření na jiných místech.
d) Formálni úprava disertační práce a jazyková úroveň
Po formální stránce je práce zpracována na vysoké úrovni. Obrázky, grafy a schémata jsou zpracovány kvalitně, označení kapitol, obrázků a vztahů je přehledné. Na začátku obsahuje rozsáhlý seznam zkratek a značek a anotace je poměrně dobře přeložena do angličtiny. Drobné chyby v textu nesnižují úroveň práce. Vypočítané i naměřené výsledky jsou přehledně zpracované a porovnané ve formě grafů a tabulek. Z typografického hlediska též nemám vážnějších připomínek.
e) Publikace studenta
Dle seznamu publikací, uvedeného v dizertační práci, lze konstatovat, že student Ing. Bogdan Fukala byl autorem nebo se významně podílel na tvorbě 14 publikací. Z toho 6 publikací je evidovaných na Web of Science nebo v databázi SCOPUS. Uvedené publikace svědčí o tom, že se autor danou problematikou zaobírá už delší dobu. Proto mohu prohlásit, že vlastní jádro studentovy práce bylo publikováno náležitým způsobem a publikační činnost splňuje požadavky na předložení disertační práce.
f) Závěrečné doporučení
Disertační práce splnila stanovený cíl. Disertant prokázal schopnost vědecké práce , znalosti v daném oboru i samostatného řešení vědeckých a technických problémů.
Disertační práce plně splňuje požadavky kladené na doktorské disertační práce a proto ji v souladu s §48 zákona č. 111/1998 Sb. d o p o r u č u j i předložit k obhajobě před komisí pro doktorské disertační práce a po jejím úspěšném obhájení navrhuji udělení akademického titulu PhD. v příslušném studijním programu studijního oboru.
V Žilině dne 7. 3. 2014 doc. Mgr. Ing. Milan Pospíšil, PhD.
