Algorytm odpowie na zakłócenia, zanim się pojawią

17. edycję Konkursu o Nagrodę ABB zdominowało sterowanie predykcyjne, które przypomina jazdę samochodem.

Jak ograniczyć wpływ zakłóceń w sieci na działanie urządzeń elektronicznych? Rozwiązaniem może okazać się sterowanie predykcyjne. Możliwości jego zastosowania zbadał dr inż. Kamil Nowiński-Antoniewicz, którego praca doktorska zdobyła pierwsze miejsce w tegorocznej edycji Konkursu o Nagrodę ABB.

Konkurs-ABB-Kamil-Nowinski-Antoniewicz

fot. arch. ABB

Choć nie jest to temat, o którym usłyszymy w serwisach informacyjnych, to kwestia eliminacji zakłóceń oraz ich skutków w systemach dystrybucji energii elektrycznej stanowi obecnie poważne wyzwanie w przemyśle. Występowanie anomalii – m.in. wahania napięcia, asymetria czy odkształcenia prądu (wyższe harmoniczne) – to częste zjawiska, które mogą doprowadzać do awarii w lokalnych sieciach i wpływać na działanie urządzeń elektronicznych lub energoelektronicznych, z jakich korzystamy na co dzień. Aby temu zapobiegać, w urządzeniach coraz częściej wykorzystuje się filtry aktywne, ograniczające niepożądane efekty.

Sterowanie nie tylko w petrochemii

A co gdybyśmy poszli o krok dalej i mogli zareagować na zakłócenia, które dopiero mają się pojawić? Dr inż. Kamil Nowiński-Antoniewicz postanowił zbadać zastosowanie nowego rodzaju sterowania predykcyjnego do wspomnianych filtrów aktywnych. Wyniki swoich badań opublikował w pracy doktorskiej, której promotorem był prof. dr hab. inż. Mariusz Malinowski z Politechniki Warszawskiej.

– Sterowanie predykcyjne to metoda, która obecnie wykorzystywana jest głównie w przemyśle petrochemicznym. Postanowiłem przekonać się, czy znajdzie ona zastosowanie także w elektrotechnice i energoelektronice, w czterogałęziowych filtrach aktywnych – wyjaśnia Nowiński-Antoniewicz.

Podczas gdy klasyczne metody sterowania reagują na zmiany, które już pojawiły w układzie, sterowanie predykcyjne ma te zmiany „wyprzedzać”. – Sterowanie predykcyjne można porównać do prowadzenia samochodu, gdy patrzymy na to, co dzieje się przed nami: jeśli widzimy czerwone światło, wiemy, że za chwilę powinniśmy się zatrzymać,  a jeśli widzimy zakręt, zwalniamy i skręcamy kierownicą, aby się w niego zmieścić. Tam, gdzie możemy przewidzieć, co wydarzy się przed nami, możemy odpowiednio szybko reagować – tłumaczy Nowiński-Antoniewicz. Jak zaznacza, rozwiązanie sprawdziło się w warunkach laboratoryjnych − sterowanie predykcyjne osiągnęło lepszą dokładność w kompensacji harmonicznych prądów oraz znacznie ograniczyło w prądach poziom zaburzeń o wysokiej częstotliwości. Następnym krokiem powinno być rozwinięcie modelu całego systemu.

Młodzi naukowcy z pomysłami na medal

Badanie zostało docenione przez jury Konkursu o Nagrodę ABB, który pozwala młodym inżynierom i naukowcom zaprezentować swoje pomysły i innowacyjne rozwiązania, opracowane w ramach prac inżynierskich, magisterskich oraz doktorskich z obszarów elektroenergetyki, automatyki, nanotechnologii i informatyki. W tym roku zgłoszono ponad 100 prac z około 30 uczelni. – Zwycięska praca po raz kolejny potwierdziła innowacyjność, kunszt pracy badawczej oraz głęboką wiedzę naukowców z Politechniki Warszawskiej z zakresu energoelektroniki, tym razem w zastosowaniu do poprawy jakości energii elektrycznej – mówi Marcin Szlosek, dyrektor Departamentu Rozwoju Systemów Napędowych Korporacyjnego Centrum Technologicznego ABB w Krakowie.

Konkurs to z jednej strony sposób na wyróżnienie innowacyjnych pomysłów młodych naukowców, a z drugiej – możliwość zacieśnienia współpracy biznesu ze światem nauki. Wielu laureatów poprzednich edycji odbyło staże w ABB oraz rozpoczęło stałą współpracę z firmą. Z niektórymi katedrami, których studenci i pracownicy naukowi zgłaszali się do konkursu, ABB prowadziła także współpracę okołoprojektową.

Tegoroczna edycja konkursu, organizowanego od 2003 roku, była jednak nieco inna niż poprzednie. – To pierwsza w pełni „cyfrowa” edycja. Odeszliśmy od zbierania prac drukowanych i teraz uczestnicy mogą przesyłać zgłoszenia w wersji elektronicznej. Ze względu na wyjątkowe okoliczności, w tym roku cyfrowa była także gala rozdania nagród – ze zwycięzcami oraz ich promotorami spotkaliśmy się on-line – mówi Marcin Szlosek.

Rozmawiała Joanna Aleksandrow

Konkurs o Nagrodę ABB, edycja 2019/2020

Nagroda główna: dr inż. Kamil Nowiński-Antoniewicz (Politechnika Warszawska, Wydział Elektryczny) za pracę doktorską „Research on Finite Control-States set Model Predictive Control of four-leg three-level Flying Capacitors Converter for Shunt Active Power Filter”.

Wyróżnienia: mgr inż. Jadwiga Piechota (Akademia Górniczo – Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej) za pracę magisterską „Wydajna implementacja nieobciążonego filtra średnich nielokalnych z użyciem rozszerzonego zbioru instrukcji x86”; dr inż. Rafał Zuzak (Uniwersytet Jagielloński, Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej) za pracę doktorską „Badanie właściwości fizycznych nanostruktur organicznych wytwarzanych bezpośrednio na powierzchniach kryształów”.

Kategorie and Tagi
O autorze

Joanna Aleksandrow

Jestem autorką artykułów, wywiadów i reportaży. Specjalizuję się w tematyce biznesowej i związanej z nowymi technologiami. Z firmą ABB jestem związana od 2013 roku.
Related stories
Skomentuj ten artykuł