Pełna nazwa projektu brzmi:

„Wspólnoty energetyczne przyszłości – innowacyjny system integracji lokalnych odnawialnych źródeł energii (OZE) dla redukcji ubóstwa energetycznego i aktywizacji społeczności”.

Projekt odpowiada na jedno z najważniejszych wyzwań współczesnej energetyki: bezpieczną i efektywną integrację lokalnych odnawialnych źródeł energii z sieciami dystrybucyjnymi.

Rys 1. Koncepcja projektu KLASTER+.

Projekt w liczbach

• 36 miesięcy realizacji,
• 7 członków zespołu projektowego,
• 4 partnerów merytorycznych i infrastrukturalnych,
• 1 999 757,15 zł całkowitej wartości projektu,
• demonstracja głównego rozwiązania na poziomie TRL7.

Wyzwanie

Mikrosieci integrują lokalne źródła OZE, magazyny energii oraz odbiorców. Zmienna generacja energii ze słońca i wiatru powoduje jednak trudności w utrzymaniu odpowiednich parametrów pracy sieci.

W przypadku przekroczenia dopuszczalnych wartości operator systemu dystrybucyjnego może ograniczyć generację lub odłączyć źródła OZE, a w określonych sytuacjach również całą mikrosieć. Prowadzi to do niewykorzystania lokalnie dostępnej energii i zmniejsza opłacalność inwestycji w odnawialne źródła energii.

Rozwiązanie tego problemu wymaga bieżącej wymiany informacji pomiędzy mikrosiecią a operatorem oraz odpowiedniego sterowania produkcją, magazynowaniem i zużyciem energii.

Główny cel projektu

Głównym celem projektu jest opracowanie, przetestowanie i wdrożenie sterownika polowego z nową funkcjonalnością KLASTER+. Sterownik zostanie zlokalizowany w punkcie przyłączenia mikrosieci do sieci operatora systemu dystrybucyjnego.

Opracowana funkcjonalność ma umożliwić komunikację pomiędzy systemem zarządzania mikrosiecią a systemem operatora. We współpracy z algorytmami sterowania mikrosiecią, w tym mechanizmem zero-export, rozwiązanie pozwoli koordynować pracę źródeł OZE, magazynów energii i odbiorników.

Zakładane funkcje rozwiązania obejmują:

• monitorowanie warunków pracy w punkcie przyłączenia,
• wymianę danych z systemami zarządzania mikrosiecią i siecią OSD,
• utrzymywanie przepływów mocy w wymaganych granicach,
• zwiększanie autokonsumpcji energii wytwarzanej lokalnie,
• ograniczanie konieczności wyłączania źródeł OZE,
• wspieranie bezpiecznej współpracy mikrosieci z siecią dystrybucyjną.

Opracowany prototyp zostanie przetestowany laboratoryjnie, zweryfikowany z wykorzystaniem technologii HIL, a następnie zademonstrowany w rzeczywistym środowisku operacyjnym. Planowane jest osiągnięcie poziomu gotowości technologicznej TRL7.

Dodatkowy cel projektu

Dodatkowym celem jest opracowanie koncepcji algorytmu wykrywania pracy wyspowej mikrosieci. Algorytm będzie przeznaczony do przyszłej implementacji w sterownikach polowych instalowanych w punktach przyłączenia mikrosieci do sieci dystrybucyjnej.

W ramach projektu rozwiązanie zostanie opracowane i wstępnie zweryfikowane w środowisku laboratoryjnym do poziomu TRL4.

Zakres prac

Realizacja projektu obejmuje:

1. analizę rzeczywistych danych energetycznych i wybór obiektu referencyjnego;
2. opracowanie modeli symulacyjnych mikrosieci w programie DIgSILENT PowerFactory;
3. analizę współpracy źródeł OZE, magazynów energii i odbiorników;
4. opracowanie metod i algorytmów sterowania mikrosiecią;
5. przygotowanie wymagań funkcjonalnych i technicznych dla sterownika polowego;
6. implementację funkcjonalności KLASTER+ w prototypie sterownika;
7. testy laboratoryjne i badania Hardware-in-the-Loop;
8. integrację rozwiązania z rzeczywistą infrastrukturą energetyczną;
9. przygotowanie rozwiązania do dalszego wdrażania i komercjalizacji;
10. upowszechnianie wyników w środowisku naukowym, przemysłowym i społecznym.

Znaczenie projektu

Projekt łączy prace naukowe z praktycznym wdrożeniem opracowanej technologii. Jego rezultaty mają wspierać rozwój mikrosieci, klastrów energii i lokalnych wspólnot energetycznych.

Lepsze wykorzystanie energii wytwarzanej lokalnie może ograniczać koszty energii, zwiększać bezpieczeństwo energetyczne i wzmacniać odporność lokalnych sieci. Projekt obejmuje również działania edukacyjne i popularyzatorskie zwiększające wiedzę na temat energetyki rozproszonej oraz korzyści wynikających z wykorzystania OZE.

Praca naukowa finansowana ze środków budżetu państwa w ramach programu Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego pod nazwą „Nauka dla Rozwoju Społeczeństwa”. Nr projektu: NdRS/SP/0189/2025/01; całkowita wartość projektu: 1 999 757,15 zł.