Badania naukowe i wdrożenia                                                    Strona główna

Badania naukowe i ich zastosowanie w praktyce skupiają się wokół kilku tematów:
1.    Rynki energii elektrycznej

Prace dotyczące rynków energii elektrycznej rozpoczęte zostały w końcu 1992 roku, kiedy rząd australijskiego stanu Wiktoria zdecydował się na wprowadzenie rynku energii elektrycznej. Monash University z Melbourne, na którym wówczas pracował prof. W. Mielczarski wspomagał instytucje rządowe i firmy sektora energetycznego w rozwiązywaniu problemów związanych z wprowadzeniem rynku energii elektrycznej. Jest to główna tematyka badawcza, która była rozwijana przez ostatnie 15 lat i jest kontynuowana obecnie. Wyniki prac w tym zakresie zostały opublikowane w szeregu książkach i wydawnictwach zbiorowych, których redaktorem był prof. W. Mielczarski. Opublikowane książki i specjalne wydania czasopism z tej dziedziny:
Prace dotyczące rynku energii elektrycznej były wykonywane również  w latach 1997 - 2001 dla kanadyjskiej prowincji Ontario we współpracy z Ontario Hydro Technologies. W ramach wykonywanych dla tego rynku projektów zbudowano modułowy symulator rynku energii elektrycznej, uwzględniający techniczne aspekty działania systemu elektroenergetycznego oraz rynkowy obrót energią elektryczną biorąc pod uwagę zaawansowane algorytmy strategii składania ofert (advanced bidding strategies). W ramach prac dla Ontario Hydro opracowano również metodę (Inage Domain) śledzenie rozpływów energii elektrycznej (power flow tracing) w sieci przesyłowej i dystrybucyjnej, w celu wyznaczania stawek węzłowych opłat przesyłowych odnoszących się do kosztów stałych. Metoda ta pozwala na określenie jaką drogą płynie energia elektryczna od wytwórców do odbiorców wyliczając stopień wykorzystania majątku sieciowego przez każdego odbiorcę. Na podstawie wyników śledzenie przepływów możliwe jest określenie opłat węzłowych w proporcji do stopnia wykorzystania majątku sieciowego. Główne projekty wykonywane dla Ontario Hydro:
W ramach prac dla polskiego rynku energii elektrycznej, prowadzonych od 1998 roku, opracowano algorytmy dla planowanie pracy jednostek wytwórczych w warunkach rynku bilansującego. Algorytmy te są oparte na zastosowaniu programowania liniowo-binarnego. Główny program LPD (Linear Programming Dispatch) współpracuje z programem GMOS (Generator Modeli Ograniczeń Sieciowych) służącym do odzwierciedlenia ograniczeń sieciowych. Do modelowania problemu tworzona jest macierz simpleks o wymiarach 25000x70000 oraz około 2500 zmiennych binarnych. Rozwiązanie zadania optymalizacji trwa średnio około 2-3 minut. Programy LPD i GMOS zostały uruchomione we wrześniu 2001 roku i w dalszym ciągu są używane dla planowania pracy jednostek wytwórczych w polskim systemie elektroenergetycznym. Za opracowanie i wdrożenie modułów LPD i GMOS została przyznana  nagroda Prezesa Rady Ministrów RP.

Metodę programowania liniowo-binarnego wykorzystano dla pokazania możliwości optymalizacji pracy systemu elektroenergetycznego zarządzanego przez Niezależnego Operatora Systemu Przesyłowego (Independent System Operator) w Nowym Jorku. Projekt te wykonywany wspólnie miał na celu znalezienie odpowiedniej metody optymalizacji dla wyznaczania programów pracy jednostek gazowo-parowych w warunkach rynku energii elektrycznej w stanie Nowy Jork - The optimal commitment and dispatch in the New York electricity market” – projekt dla the New York Independent Network Operator, 2005.

W ramach tworzenia strategicznych dla sektora elektroenergetyki programów prof. W. Mielczarski był jednym z głównych autorów opracowania "Projekt rynku energii elektrycznej w Polsce", a który został przyjęty przez rząd w grudniu 1999 roku, i wdrażany w kolejnych latach. W roku 2006 prof. W. Mielczarski był jednym z głównych autorów "Programu dla elektroenergetyki" , który został przyjęty przez rząd RP 28 marca 2006 roku. Program ten przewiduje konsolidację sektora w cztery pionowo zintegrowane przedsiębiorstwa energetyczne oraz dalszą liberalizację rynku energii elektrycznej.
                                                                                                                                                                                    Powrót
2.
  Optymalizacja pracy urządzeń i systemów elektroenergetycznych.

Głównymi osiągnięciami w tej tematyce było opracowanie algorytmów sterowania optymalnego silników asynchronicznych wielkich mocy pracujących pod działaniem stochastycznych momentów obciążających wykonanych w ramach pracy doktorskiej obronionej w roku 1978 oraz opracowanie nielinowych obserwatorów stanu generatorów synchronicznych w ramach pracy habilitacyjnej, a także  nieliniowych regulatorów, we współpracy z dr Antonim Zajączkowskim, dla stabilizacji systemu elektroenergetycznego w systemach elektroenergetycznych. Wynikiem tych prac było opublikowanie szeregu artykułów, takich jak:
Wyniki tych prac badawczych były wykorzystane w badaniach dotyczących najlepszych metod sterowania systemem elektroenergetycznym australijskiego stanu Victoria w ramach prac prowadzonych w latach 1992-1996 przez Monash University dla State Electricity Commission of Victoria.
                                                                                                                                                                       
                                                                                                                                                                                        Powrót
3.    Jakość i niezawodność dostaw energii elektrycznej

Prace dotyczące jakości energii elektrycznej obejmowały zagadnienia: kompensacji wyższych harmonicznych w trójfazowych mostkowych układach prostownikowych i w trójfazowych układach lamp wyładowczych. Opracowane nowe metody zostały opatentowane w latach 1982 i 1983 - trzy patenty. Badania te kontynuowano w ramach prac badawczych prowadzonych na Curtin University of Technology w Perth, Zachodnia Australia oraz na Monash University w Melbourne. 

Projekty badawcze dotyczące redukcji wyższych harmonicznych:

Wyniki prac badawczych w zakresie redukcji prądów harmonicznych były publikowane w pismach naukowych i na konferencjach:

Rynkowym elementem podejścia do spraw jakości i niezawodności był projekt obejmujący opracowanie "Distribution Code" dla sieci przesyłowej w australijskim stanie Wiktoria, który jako jeden z pierwszych na świecie zdecydował się na wprowadzenie liberalnego rynku energii elektrycznej i na całkowitą prywatyzację elektroenergetyki. Biorąc pod uwagę, że jakość energii elektrycznej wynika z interakcji odbiorników energii elektrycznej i sieci dostarczającej energię elektryczną, w "Distribution Code" wprowadzona nowatorski pomysł rozdzielenia odpowiedzialności za jakość energii elektrycznej pomiędzy odbiorcą, a firmą sieciową. Jest to jedyne tego typku rozwiązanie stosowane na świecie, które funkcjonuje już ponad 10 lat. Najnowsza wersja "Distribution Code" zachowująca nowatorskie rozwiązanie jest dostępna na stronach internetowych rządu stanu Wiktoria. 

Problemy jakości energii elektrycznej zostały przedstawione w książce wydanej w Melbourne: Mielczarski W., Editor, “Quality of Electricity Supply & Management of Network Losses”, (pp.386), Energy Optimal Solutions, Melbourne 1997.

                                                                                                                                                                                        Powrót
4.    Zastosowanie metod sztucznej inteligencji w energetyce

Zastosowanie metod sztucznej inteligencji w elektroenergetyce dotyczyło głównie używania logik ciągłych (fuzzy logic) do rozwiązywania szeregu trudnych i nietypowych problemów, takich jak: obliczenie niezawodnościowe,  korzystania z niedokładnych danych w zarządzaniu częściami zamiennymi w elektrowniach, modelowanie poboru energii elektrycznej w sektorze bytowym oraz użycia zmiennych lingwistycznych przy badaniu możliwości wejścia na rynek nowych technologii. Wyniki tych prac zostały opublikowane w książce wydanej przez 
Springer Verlag w roku 1988 oraz szeregu artykułów.
                                                                                                                                                                                        Powrót