Tytuł projektu
ZikOS-LN – Zintegrowany system do kompleksowej analizy stanów pracy elektroenergetycznych linii napowietrznych
Krótki opis projektu
Przedmiotem projektu jest opracowanie zintegrowanego systemu do kompleksowej analizy stanów pracy elektroenergetycznych linii napowietrznych (ZikOS-LN ). System będzie umożliwiał analizę mechaniki przewodów, parametrów elektrycznych linii (m.in. obciążalności linii w stanach normalnych i zakłóceniowych), analizę oddziaływań linii na środowisko (analiza pola elektrycznego i magnetycznego oraz zagrożenia porażeniowego przy konstrukcjach wsporczych) . Opracowane rozwiązania umożliwią zaawansowaną analizę aktualnego stanu pracy linii, efektywne projektowanie nowych i modernizowanych linii oraz skuteczną ocenę zagrożeń środowiskowych związanych z ich eksploatacją. Projekt ukierunkowany jest na powstanie innowacyjnego produktu, niedostępnego obecnie w tej formie na polskim rynku. Realizacja projektu ma istotne znaczenie dla branży elektroenergetycznej. W opracowywanym systemie ZikOS-LN przewiduje się następujące funkcjonalności:
- rozbudowany interfejs wprowadzania danych – poza standardową formą wprowadzania danych zakłada się również innowacyjną
możliwość relacji ze środowiskiem zewnętrznym m.in. poprzez bezpośredni import danych z systemów geodezyjnych oraz skaningu
laserowego, - baza danych słupów i przewodów (również przewody wysokotemperaturowe niskozwisowe – HTLS),
- wizualizacji linii – kreślenie profilu podłużnego, wizualizacja 3D linii i obiektów w jej pobliżu z wyznaczeniem odległości i stref zagrożenia,
- moduł do analizy mechaniki przewodów linii – podstawowe obliczenia mechaniki przewodów, tj. wyznaczenia tablic zwisów i naprężeń,
- tablic montażowych i odległości do ziemi i krzyżowanych obiektów, przygotowywanie wektora wymuszeń do obliczeń mechanicznych konstrukcji słupowych, przewiduje się również implementację zaawansowanych algorytmów obejmujących kombinacje obciążeń mechanicznych, obciążenia nierównomierne dla pojedynczych przęseł i sekcji odciągowych, także obliczenia specjalne związane z regulacją zwisów, wymianą izolatorów, odchyleniami słupów itp.
- moduł do wyznaczania obciążalności prądowej linii – analiza zagrożeń termicznych prądem zwarciowym w stanach zakłóceniowych (przewodów roboczych i odgromowych), określanie dynamicznej obciążalności termicznej w danych warunkach pogodowych z wykorzystaniem modelu CIGRE, określenie quasi-dynamiczej obciążalności termicznej z uwzględnieniem analizy ryzyka na potrzeby bieżącego prowadzenia ruchu sieci elektroenergetycznej oraz planowania rozwoju sieci, prognozowanie wartości obciążalności linii w charakterystycznych okresach pracy (w letnim i zimowym szczycie obciążenia, a także w dolinie letniej, okresach nocnych itp.)
- moduł do analizy pola elektromagnetycznego – wyznaczanie dopuszczalnych stref przebywania ludzi ze względu na wartości krytyczne natężenia pola elektrycznego i magnetycznego,
- moduł do analizy zagrożenia porażeniowego – algorytmy do wyznaczenia napięć uziomowych oraz rozkładu potencjałów, a w konsekwencji napięć dotykowych przy konstrukcjach wsporczych linii napowietrznych – w zależności od konfiguracji układu uziemiającego.
Na rynku brak tak kompleksowych rozwiązań zawierających te wszystkie współpracujące ze sobą funkcjonalności razem. Wnioskodawca dysponuje obecnie autorskimi algorytmami i narzędziami informatycznymi realizującymi częściowo funkcje planowanego systemu ZikOS-LN . Jednakże są to rozwiązania wzajemnie niezależne, a istniejące moduły nie posiadają wielu istotnych funkcjonalności modułów planowanych w systemie ZikOS-LN . W istniejącej formie nie pokrywają również w pełni zapotrzebowania rynku, rozeznawanego w bezpośrednich kontaktach z dotychczasowymi Klientami jak również na podstawie doświadczeń wystawienniczych na targach i konferencjach branżowych. Zintegrowany system ZikOS-LN, pozwalający na kompleksową analizę zagadnień związanych z projektowaniem, budową (przebudową/modernizacją) i eksploatacją linii napowietrznych stanowiłby znaczący postęp w efektywnym prowadzeniu wymienionych procesów analitycznych w stosunku do istniejących narzędzi na rynku krajowym (PS-SAG, MeLiNet, LINIA, NapLin) i byłby porównywalny z najbardziej zaawansowanymi produktami zagranicznymi (PLSCAD – USA, FM-Profil – Niemcy). Cel projektu jest dwukierunkowy: 1- badawczy, gdzie poszukiwane będą optymalne algorytmy i rozwiązania pozwalające osiągnąć planowane w ZikOS-LN nowe funkcjonalności oraz sprawdzone zostaną w warunkach przemysłowych możliwości ich integracji w kompleksowy system (prototyp), 2-rozwojowy, w którym uzyskane wyniki zostaną zinterpretowane i wykorzystane do ulepszenia opracowanego na etapie badań przemysłowych produktu prototypowego, w warunkach wykonywania analiz dla rzeczywistych linii napowietrznych przeprowadzone zostaną niezbędne prace eksperymentalne; na tym etapie wykonane zostaną również prace związane z dokumentacją powstałego nowego produktu, a także z definiowaniem i planowaniem możliwości zaoferowania nowych usług (w tym usług utrzymania produktu – konserwacyjnych). Realizacja projektu daje Wnioskodawcy możliwość przejścia od II-ego i III-ego poziomu gotowości technologicznej (dla komponentów nowych wstępnie określono koncepcję i ich przyszłe zastosowanie, natomiast istniejące komponenty wymagają znaczących ulepszeń i nie są zintegrowane w całość) do poziomu IX-ego (zaimplementowania docelowego produktu w warunkach rzeczywistych).
Rezultatem projektu będzie narzędzie w postaci zintegrowanego systemu informatycznego pozwalające na kompleksową analizę stanów pracy elektroenergetycznych linii napowietrznych. W wyniku realizacji projektu powstanie innowacyjny i unikalny produkt (zawierający rozwiązania po części nowe, a po części znacznie ulepszone w stosunku do istniejących obecnie na rynku), który będzie wykorzystany we własnej działalności gospodarczej. Znajdzie się on w ofercie sprzedażowej wnioskodawcy jako rozbudowany, zintegrowany system wspomagający projektowanie, optymalizację rozwiązań, budowę i eksploatację linii napowietrznych. Głównymi grupami potencjalnych nabywców systemu są operatorzy sieci elektroenergetycznej, firmy świadczące usługi związane z budową i eksploatacją sieci elektroenergetycznych, biura projektowe, jednostki badawcze, uczelnie itp. System będzie również wykorzystywany przez wnioskodawcę do własnych prac usługowych (analitycznych, projektowych, badawczo-rozwojowych) realizowanych na rzecz dotychczasowych zleceniodawców. Będzie również stanowił silny atut w pozyskiwaniu nowych klientów i partnerów do współpracy. Wnioskodawca planuje, że podstawowym rynkiem zbytu powstałego produktu będzie rynek krajowy, jednakże docelowy produkt będzie już na tyle dojrzały, że pozwoli na rozszerzenie działalności również na rynki zagraniczne. Identyfikacja potrzeby rynkowej Zapotrzebowanie rynkowe na rezultaty projektu
Cel projektu
Celem projektu jest opracowanie zintegrowanego systemu do kompleksowej analizy stanów pracy elektroenergetycznych linii napowietrznych (ZikOS-LN ). System będzie umożliwiał analizę mechaniki przewodów, parametrów elektrycznych linii i oddziaływań linii na środowisko. Opracowane rozwiązania umożliwią zaawansowaną analizę aktualnego stanu linii, efektywne projektowanie nowych i modernizowanych linii oraz skuteczną ocenę zagrożeń środowiskowych związanych z ich eksploatacją. Cele projektu będą realizowane poprzez opracowanie zaawansowanych algorytmów obliczeniowych dla poszczególnych modułów systemu, a także wykorzystanie nowoczesnych metod wizualizacji 3D.
Cel projektu jest dwukierunkowy: 1- badawczy, gdzie poszukiwane będą optymalne algorytmy i rozwiązania pozwalające osiągnąć planowane w ZikOS-LN nowe funkcjonalności oraz sprawdzone zostaną w warunkach przemysłowych możliwości ich integracji w kompleksowy system (prototyp), 2-rozwojowy, w którym uzyskane wyniki zostaną zinterpretowane i wykorzystane do ulepszenia opracowanego na etapie badań przemysłowych produktu prototypowego, w warunkach wykonywania analiz dla rzeczywistych linii napowietrznych przeprowadzone zostaną niezbędne prace eksperymentalne; na tym etapie wykonane zostaną również prace związane z dokumentacją powstałego nowego produktu, a także z definiowaniem i planowaniem możliwości zaoferowania nowych usług (w tym usług utrzymania produktu – konserwacyjnych).
Planowane efekty
Główne zadania do realizacji w projekcie to:
- implementacja zaawansowanych algorytmów obliczeniowych obejmujących kombinacje obciążeń mechanicznych, obciążenia nierównomierne dla pojedynczych przęseł i sekcji odciągowych, obliczenia specjalne;
- opracowanie metod analizy zagrożeń termicznych w stanach zakłóceniowych oraz określania dynamicznej obciążalności termicznej w danych warunkach pogodowych z wykorzystaniem modelu CIGRE, a także quasi-dynamiczej obciążalności termicznej z uwzględnieniem analizy ryzyka, pozwalającej na prognozowanie wartości obciążalności linii w charakterystycznych okresach;
- opracowanie algorytmów analizy pola elektrycznego i magnetycznego wokół linii oraz określania napięć uziomowych i rozkładu potencjałów, a w konsekwencji napięć dotykowych przy konstrukcjach wsporczych linii napowietrznych decydujących o zagrożeniu porażeniowym;
- opracowanie zaawansowanych metod prezentacji wyników analiz, w tym wizualizacji 3D.
Wartość projektu
1 470 835,00 zł
Wkład Funduszy Europejskich
1 102 551,50 zł
Okres realizacji projektu
1.03.2018 r. – 28.02.2021 r.
Harmonogram realizacji projektu
- Etap nr 1
Efekt końcowy etapu: Ustalona szczegółowa struktura systemu ZikOS-LN oraz opracowane algorytmy do realizacji modułów składowych systemu. - Etap nr 2
Efekt końcowy etapu: Działający prototyp systemu ZikOS-LN, w tym prototypy modułów obliczeniowych, realizujące funkcjonalności systemu ZikOS-LN, utworzona baza danych, działający interfejs użytkownika i system wizualizacji 3D. - Etap nr 3
Efekt końcowy etapu: Zoptymalizowany, w pełni przygotowany produkt do sprzedaży, a także do wykorzystania dla własnych analiz.
Nazwa programu
POIR.00.00.00. Program Operacyjny Inteligentny Rozwój. Oś priorytetowa POIR.01.00.00. Wsparcie prowadzenia prac B+R przez przedsiębiorstwa. Działanie
POIR.01.01.00. Projekty B+R przedsiębiorstw. Poddziałanie POIR.01.01.01. Badania przemysłowe i prace rozwojowe realizowane przez przedsiębiorstwa
Instytucja pośrednicząca
Narodowe Centrum Badań i Rozwoju