czwartek, 21.09.2017 - tydzień (P)arzysty
logoPolSl100logoRE100
Wydział Elektryczny
rekrutacja

Przewody doktorskie prowadzone na Wydziale Elektrycznym Politechniki Śląskiej

 
Rozprawy doktorskie Wydziału Elektrycznego
Tytuł:
Analiza wybranych probabilistycznych elementów planowania rozwoju sieci przesyłowej
Doktorant:
Wojciech Lubicki
Promotor:
dr hab. inż. Maksymilian Przygrodzki
Recenzenci:
prof. dr hab. inż. Marian Sobierajski - Politechnika Wrocławska - recenzja 
dr hab. inż. Piotr Miller, prof. Pol. Lub. - Politechnika Lubelska - recenzja 
Dziedzina nauk technicznych. Dyscyplina naukowa:
elektrotechnika
Data obrony rozprawy:
...
Data nadania stopnia:
...
Streszczenie:
Celem rozprawy jest nowe, metodyczne ujęcie procesu planowania rozwoju sieci przesyłowej uwzględniającego elementy probabilistyczne, w tym także przeanalizowanie metod obliczania probabilistycznego rozpływu mocy, pod kątem możliwości jego implementacji w warunkach krajowych. Cel ten sformułowano na podstawie przeglądu krytycznego metod planowania rozwoju sieci przesyłowej. Przeglądem objęto metodykę stosowaną w Polsce, metodyki stosowane w wybranych krajach europejskich i na świecie, a także metodyki scharakteryzowane w raportach CIGRE, w pracach ENTSO-E oraz opracowane w ramach projektów finansowanych przez Unię Europejską. Kraje objęte szczegółową analizą wytypowano na podstawie kryteriów wskazujących na możliwość stosowania elementów probabilistycznych w procesie planowania rozwoju sieci przesyłowej. Powyższy przegląd był także podstawą sformułowania tezy rozprawy wskazującej, że wzrost niedeterministycznych uwarunkowań procesu planowania rozwoju sieci przesyłowej wymaga stosowania modeli probabilistycznych uzupełniających proces planistyczny. Modele te mają umożliwiać podejmowanie racjonalnych decyzji inwestycyjnych. W celu udowodnienia tak postawionej tezy dokonano analizy i oceny wpływu wybranych uwarunkowań na metodykę planowania rozwoju sieci przesyłowej w Polsce. Analiza i ocena została przeprowadzona w zakresie uwarunkowań dotyczących: rynku energii elektrycznej, środowiska naturalnego, technologii wytwórczych, zapotrzebowania na moc i energię elektryczną, dostępności infrastruktury sieciowej (w tym metod symulacyjnych Monte Carlo i LHS), metod obliczania rozpływów mocy, a także uwarunkowań dotyczących podejmowania decyzji inwestycyjnych oraz oprogramowania wspierającego proces analityczny. W zakresie metod obliczania rozpływów mocy krótko scharakteryzowano klasyczne metody deterministyczne, natomiast szerzej przedstawiono i oceniono metody probabilistyczne, w podziale na metody: symulacyjne, analityczne oraz aproksymacyjne. Ponadto zaproponowano modyfikację metody estymacji dwupunktowej (z grupy metod aproksymacyjnych) o uwzględnienie stanów awaryjnych, pojedynczych lub wieloelementowych wyłączeń gałęzi w układzie sieciowym. Przeprowadzone analizy uwarunkowań wraz z ich oceną pozwoliły na nowe, metodyczne ujęcie procesu planowania rozwoju sieci przesyłowej w Polsce uwypuklającego elementy niedeterministyczne. W tym zakresie sformułowano model ogólny procesu, wskazano rozwiązania i procedury realizacyjne oraz przeanalizowano zagadnienie wsparcia narzędziowego. Przykład obliczeniowy procesu planowania rozwoju sieci przesyłowej przeprowadzono na modelu sieci testowej obejmującej 39 węzłów i 50 gałęzi. W procesie planistycznym zastosowano metodę deterministyczną oraz dwie metody probabilistyczne: symulacyjną oraz aproksymacyjną. W metodzie symulacyjnej stany losowe układu sieciowego określano z wykorzystaniem metody LHS, natomiast w metodzie estymacji dwupunktowej uwzględniono proponowaną w rozprawie modyfikację o stany awaryjne sieci. W podsumowaniu dokonano porównania metody deterministycznej oraz probabilistycznej, wskazano na możliwości implementacyjne proponowanego podejścia, w którym jako referencyjne wskazano metody symulacyjne obliczania rozpływu mocy, a także sformułowano obszar potencjalnych dalszych badań naukowych.
Rozprawy doktorskie Wydziału Elektrycznego
Tytuł:
Analiza układów liniowych ułamkowego rzędu
Doktorant:
Agnieszka Jakubowska-Ciszek
Promotor:
prof dr hab. inż. Janusz Walczak
Recenzenci:
dr hab. inż. Maciej Włodarczyk, prof. Pol. Świętokrzyskiej - Politechnika Świętokrzyska
prof. dr hab. inż. Marian Pasko - Politechnika Śląska
Dziedzina nauk technicznych. Dyscyplina naukowa:
elektronika
Data obrony rozprawy:
...
Data nadania stopnia:
...
Streszczenie:
W ramach rozprawy doktorskiej przeprowadzono analizę prostych i złożonych obwodów zawierających elementy reaktancyjne ułamkowego rzędu Lβ, Cα. Jest to uogólniona klasa elementów liniowych, dla których zależności pomiędzy prądami i napięciami są opisane pochodną lub całką ułamkowego rzędu. Do elementów tej klasy należą, między innymi, superkondensatory i cewki z miękkimi rdzeniami ferromagnetycznymi. Analiza zjawisk rezonansu fazy i amplitudy w prostych szeregowych i równoległych obwodach klasy RLβCα, została przeprowadzona z wykorzystaniem prostego i złożonego modelu impedancji superkondensatora ułamkowego rzędu. Została opracowana metoda analizy stanów przejściowych w obwodach klasy RCα, RLβ oraz w szeregowych i równoległych obwodach klasy RLβCα. Oryginalnym osiągnięciem pracy są rozwiązania w postaci analitycznej dla wymuszeń stałych, przemiennych, okresowych, prawie okresowych i pewnej klasy wymuszeń dowolnych, których całka splotowa może być obliczona w postaci zamkniętej. Zostało także zaprojektowane i wykonane stanowisko do badań oraz wstępna weryfikacja eksperymentalna zjawisk rezonansowych i stanów nieustalonych w rozpatrywanych w pracy układach klasy RLβCα. Odrębnym zagadnieniem rozprawy doktorskiej stanowiło opracowanie metody syntezy nowych elementów ułamkowego rzędu z użyciem uogólnionego konwertera impedancji GIC i co najmniej jednej impedancji rzędu ułamkowego dołączonej do jego struktury. Przeprowadzono symulacyjne i doświadczalne badania opracowanych elementów ułamkowego rzędu. Zaproponowano także nowy sposób modelowania elementów ułamkowego rzędu w symulatorze PSpice, z wykorzystaniem uogólnionych źródeł sterowanych.
Rozprawy doktorskie Wydziału Elektrycznego
Tytuł:
Analiza pracy i synteza układu sterowania silnika bezszczotkowego prądu stałego z komutatorem elektronicznym współpracującym z regulatorem podwyższającym napięcie typu BOOST uwzględniająca tętnienia komutacyjne
Doktorant:
Robert Piwowarczyk
Promotor:
prof dr hab. inż. Krzysztof Krykowski
Recenzenci:
prof. dr hab. inż. Włodzimierz Koczara - Politechnika Warszawska - recenzja 
prof. dr hab. inż. Czesław Kowalski - Politechnika Wrocławska - recenzja 
Dziedzina nauk technicznych. Dyscyplina naukowa:
elektrotechnika
Data obrony rozprawy:
...
Data nadania stopnia:
...
Streszczenie:
W silniku PM BLDC występują pewne zjawiska nie mające odpowiednika w silnikach prądu stałego. Do zjawisk tych należą między innymi: komutacyjne spadki napięcia i prędkości, komutacyjne tętnienia prądu, momentu i prędkości oraz niemożność pracy w drugiej strefie. W pracy zaproponowano ograniczenie lub eliminację wymienionych niekorzysztnych zjawisk przez wprowadzenie w torze zasilania przekształtnika podwyższającego typu boost. W ramach pracy określono właściwości statyczne i dynamiczne silnika bezszczotkowego prądu stałego z magnesami trwałymi i komutatorem elektronicznym pracującego w otwartym i zamkniętym układzie regulacji, zasilanego z przekształtnika podwyższającego napięcie typu boost lub bezpośrednio z autonomicznego źródła napięcia stałego, określono komutacyjne tętnienia prądu, momentu i prędkości silnika bezszczotkowego prądu stałego z magnesami trwałymi i komutatorem elektronicznym zasilanego z autonomicznego źródła napięcia stałego bezpośrednio oraz z wykorzystaniem przekształtnika podwyższającego napięcie typu boost. W badaniach układu zamkniętego jako zalecane przyjęto przebiegi spełniające wymagania optimum modułu i optimum symetrii. Badania objęły: analizę teoretyczną, badania symulacyjne komputerowe oraz badania układu rzeczywistego. W ramach analizy teoretycznej: określono wpływ indukcyjności na właściwości silnika PM BLDC, zaproponowano metodę wyznaczania komutacyjnych tętnień prądu, momentu i prędkości silnika PM BLDC pracującego w układzie otwartym, określono wpływ regulatorów prądu i prędkości na tętnienia komutacyjne prądu i/lub prędkości silnika PM BLDC, zaproponowano zastosowanie przekształtnika podwyższającego boost w celu kompensacji komutacyjnych spadków napięcia i prędkości oraz pracy silnika w drugiej strefie, zaproponowano model dynamiczny przekształtnika boost, określono wpływ przekształtnika podwyższającego typu boost na tętnienia prądu, momentu i prędkości silnika PM BLDC, przeprowadzono analizę pracy silnika PM BLDC z układami regulacji prędkości i prądu oraz z układami bez regulatora prądu. określono wpływ przekształtnika boost na dobór regulatorów, oceniono możliwości korzystania z prądu wejściowego komutatora elektronicznego w torze prądowego sprzężenia zwrotnego, opracowano prostą metodę wyznaczania amplitudy komutacyjnych tętnień prądu, momentu i prędkości, która pozwala na szybką ocenę amplitudy wymienionych tętnień.Analizowano pracę układów z bezpośrednim (ciągłym) jak i pośrednim (impulsowym) pomiarem prędkości, w którym wykorzystywano sygnały z dyskretnych czujników położenia. W ramach symulacyjnych badań komputerowych: opracowano modele przekształtnika boost oraz układu napędowego z silnikiem PM BLDC pracującym w układzie otwartym i zamniętym z dodatkowym przekształtnikiem podwyższającym i bez przekształtnika, a następnie wykonano badania symulacyjne. Opracowano i wykonano również prototypowy układ napędu zawierający przekształtnik typu boost i silnik PM BLDC z komutatorem elektronicznym, umożliwiającym pracę silnika w poszerzonym zakresie prędkości i na tym układzie wykonano badania.
Rozprawy doktorskie Wydziału Elektrycznego
Tytuł:
Optymalizacja wielonośnikowych sieci zakładowych w celu zwiększenia bezpieczeństwa w zakresie zarządzania energią elektryczną w wybranym zakładzie przemysłowym
Doktorant:
Krzysztof Siekierski
Promotor:
dr hab. inż. Maksymilian Przygrodzki
Recenzenci:
prof. dr hab. inż. Józef Paska - Politechnika Warszawska - recenzja 
dr hab. inż. Jacek Kalina - Politechnika Śląska - recenzja 
Dziedzina nauk technicznych. Dyscyplina naukowa:
elektrotechnika
Data obrony rozprawy:
6 września 2017 r.    (zaproszenie )
Data nadania stopnia:
12 września 2017 r.
Streszczenie:
Bezpieczeństwo dostaw energii, wynikające z poziomu niezawodności systemu zasilania oraz zbilansowania zapotrzebowania, jest pojęciem wiążącym w sobie zarówno aspekty organizacyjne, techniczne jak i ekonomiczne. Przekłada się ono przede wszystkim na wielkość mogących powstać strat u odbiorcy, z tytułu wystąpienia przerw w dostawach energii. Praca rozpatruje problem funkcjonowania wielomedialnych sieci umożliwiających realizację produkcji w obrębie zakładu przemysłowego. Ciągłość procesów produkcyjnych wymaga bezprzerwowego zasilania, co można osiągnąć w drodze zwiększania nakładów inwestycyjnych na podniesienie jakości ciągów zasilających, bądź lokalną produkcję energii lub też wykorzystanie przemian energetycznych i rozszerzenie zbioru wykorzystywanych mediów energetycznych. Uzasadnienia tych działań należy poszukiwać na gruncie ekonomicznym poprzez wartościowanie bezpieczeństwa energetycznego przy spełnieniu bilansów energetycznych. W związku z powyższym problem można sformułować i rozwiązać w drodze optymalizacji na gruncie naukowym, co jest przedmiotem rozprawy w ramach dowodu postawionej tezy oraz wypełnienia celu pracy. Wartościowanie bezpieczeństwa energetycznego poprzez pryzmat potrzeb i uwarunkowań, związanych z realizowanymi procesami produkcyjnymi wymaga określenia kluczowych, z punktu widzenia strategii danego zakładu, procesów technologicznych oraz towarzyszących im uwarunkowań, dotyczących dostaw czynników energetycznych. Postrzegając zakład przemysłowy jako wielonośnikową infrastrukturę mediów można zaproponować taki sposób zaopatrzenia w energię, który zarówno pod względem lokalizacyjnym jak i doboru ilościowego będzie rozwiązaniem optymalnym. Zaproponowana postać funkcji celu ma uwzględniać w poszukiwaniu rozwiązań aspekty utrzymania ciągłości produkcji przemysłowej jak i osiągnięcia efektywności ekonomicznej bieżącego wykorzystania. Praca posiada praktyczną oprawę przedstawionych rozważań odniesioną do sytuacji wybranego Zakładu z branży wytwórczej wyrobów metalowych. Wykonane badania pozwoliły na przygotowanie procedur postępowania racjonalizujących decyzje inwestycyjne na tle zwiększenia ciągłości funkcjonowania zakładu przemysłowego. Praca stanowi ciekawy przykład rozważań o szerokim gruncie zastosowań zarówno branżowych, jak i wpisuje się w nurt badań wykorzystania mediów energetycznych na rzecz rozwoju lokalnych centrów energetycznych.