Električna mjerenja i obrada signala

Voditelj grupe

izv. prof. dr. sc. Goran Petrović

Životopis  Radovi  Nastava

Suradnici

red. prof. dr. sc. Tomislav Kilić

Životopis  Radovi  Nastava

doc. dr. sc. Tonko Garma

Životopis  Radovi  Nastava

Opis područja istraživanja i specifičnih aktivnosti

  1. Mjerenje, modeliranje i dijagnostika u elektroenergetici
  2. Mjerenje procesnih veličina
  3. Obrada signala
  4. Energetska certifikacija
  5. Nano tehnologija

Opis laboratorija i opreme

Istraživačka grupa skrbi o tri laboratorija koji se nalaze u prostorima: A244, A245, A248. Laboratorij A245 nastavni je laboratorij za kolegije Električna mjerenja na sveučilišnom i stručnom studiju, kroz koji prolazi cca 150 +60 studenata. Zadovoljavajuće je opremljen nastavnom opremom. Laboratorij A244, je nastavno istraživački laboratorij opremljen računalima i opremom za uzorkovanje signala do 100 kHz. U njemu se izvodi nastava iz mjerenja i obrade signala i mjerenja procesnih veličina. Od istraživačke opreme posjedujemo HP 3458A, HP 4284 A, HP 35665A, Rekonfigurabilni sustav za upravljanje i nadzor cRIO. Posjedujemo analogno digitalne kartice za frekvencije do 1 MHz, te sporije AD pretvarače do 24 bitne rezolucije. U laboratoriju A248 također se vrše istraživanja u sklopu doktorskog rada, a služi i za nastavu iz kolegija Mjerenja u elektroenergetici. Oprema koju posjedujemo je MRU – 200 za mjerenje impedancije uzemljivača impulsnim oblicima, Flir T335 termovizijsku kameru, ION 7650 uređaj za mjerenje kvalitete električne energije klase A.

Osim laboratorija na FESB-u na raspolaganju su nam laboratoriji na FER-u i PMF-u.

Kontakti s akademskim i drugim institucijama:

-Fakultet elektrotehnike i računarstva u Zagrebu,
-Technische Universität Braunschweig – Germany
-University of Sannio, Italy
-University of Zaragoza – Spain
-University of Gävle – Sweden
-Czech Technical University – Czech Republic
-Univerzitet “Sv. Kiril i Metodij” Skopje – Makedonija
-University of Pavia – Italy
-UniGE-DPNC, UniGE-ISDC,ETHZ, EPFL, Zurich Univ.
-PMF Split, Istitut za nuklearne tehnologije
-European research council (ERC)

Opis dosadašnje suradnje s akademskim i drugim institucijama

U okviru TEMPUS projekta na razvoju novih doktorskih programa iz područja mjeriteljstva, uspostavljena je suradnja sa sveučilištima u Njemačkoj, Italiji; Španjolskoj, Švedskoj, Austriji, Češkoj, Makedoniji i Kosovu. Suradnja je nastavljena kroz Erasmus  programe.

Katedra njeguje suradnju sa zagrebačkim Fakultetom elektrotehnike i računarstva, što je urodilo jednim bilateralnim Hrvatsko-Talijanskim projektom.

Članovi ovog istraživačkog tima ujedno su i članovi istraživačkog tima prof. Malarića na HRZZ-ovom projektu: Mjeriteljska infrastruktura za pametne mreže. Do sada je realiziran uređaj za generiranje izobličenih valnih oblika promjenjive frekvencije i faze, koji bi u sklopu projekta trebao služiti za umjeravanje mjerne opreme za kvalitetu električne energije.

Na projektu PI of Sinergia; CTA Proposal joining UniGE-DPNC, UniGE-ISDC,ETHZ, EPFL, Zurich Univ. Sudjeluje se kroz ispitivanje električnih svojstava i kalibracija detektora fotona.

U sklopu projekta MEMS, sudjeluje se u puštanje u rad laboratorija za mikro i nano tehnologije (tzv. čista soba).

ERC advanced grant PICOPROP pod financiranjem European research council (ERC).Vrši se ispitivanje električnih svojstava nove generacije solarnih ćelija na sobnim i krio temperaturama.

opis istraživanja

Razvoj i unaprjeđenje mjernih sustava i računalnih algoritama za mjerenje snage i klasifikaciju poremećaja (RUMS)

Opis istraživanja za razdoblje od 5 godina

Današnji mjerni uređaji u elektroenergetici su gotovo isključivo digitalni koji posjeduju sve sklopovske predispozicije za mjerenje i digitalizaciju struja i napona. Ostali (obračunski) parametri računaju se pomoću mikroprocesorskog sustava koji je sastavni dio mjernog uređaja.

Jedan od ciljeva ovog istraživanja je razvoj i unaprjeđenje računalnih algoritama za učinkovito računanje, te korekcije pogreški svih interesantnih, standardom propisanih parametara kvalitete električne energije. Za tu svrhu osmšiljen je i izrađen dio prototipa sustava za umjeravanje komercijalnih uređaja za mjerenje i nadzor elektroenergetskih veličina i obračunskih parametara. Uređaj je zasnovan na IGBT trofaznom izmjenjivaču, koji osigurava mogućnost generiranja napona sa znatnim udjelom viših harmonika koji se mogu pojavljivati u realnim mrežama. Trenutno je u fazi testiranja pogonjen dSPACE sustavom. Drugi dio uređaja koji služi za mjerenje i obradbu zasnovan je na komercijalno dostupnom sustavu za akviziciju, Handyscope. Kako bi se mjerni signali struje i napona što vjernije prenijeli u sustav za akviziciju izrađen je i vlastiti sklop za kondicioniranje signala zasnovan na LEM mjernim pretvornicima struje te diferencijalnim naponskim sondama. Opisani postav ujedno je osnova za testiranje hipoteze doktorskog rada, kojim se pokušava uspostaviti sustav strojnog učenja radi pouzdane klasifikacije poremećaja u elektroenergetskoj mreži. Planovi za sljedeće razdoblje su praćenje relevantne svjetske literature iz tog područja. Zatim korištenje agoritama iz Matlabovih biblioteka, te razvoj vlastitih. U završnoj fazi razvijeni algoritmi pokušat će se implementirati na mikroprocesorskom ili FPGA sustavu.

Program rada za razdoblje od 5 godina

Program rada za petogodišnje razdoblje temeljit će se na usavršavanju dosadašnjih postignuća u realizaciji spomenute makete.

Osim dSpace-a, posebno će se istraživati i drugi sustavi za generiranje upravljačkih signala poput single board RIO kartica proizvođača National Instruments. Taj sustav uz prihvatljiviju cijenu nudi i veću fleksibilnost. Poseban naglasak biti će i na analognom izlaznom filtru koji bi dodatno suzbio visokofrekvencijske komponente koje su inherentne digitalno upravljanim izvorima.Osim istraživanja računalnih algoritama na proizvedenoj maketi, algoritmi se planiraju testirati na stvarnim podacima dobivenim iz vlastitih baza, baza Hrvatske elektroprivrede i drugih tvrtki partnera, s kojima imamo preliminarne kontakte.Jedan od segmenata istraživanja je i praćenje trendova i usavršavanje mjernih osjetila. Naime, osim klasičnih mjernih transformatora, sve je češća uporaba odgovarajućih elektroničkih mjernih ‘transformatora’. Norma HRN EN 60044-7 od 2000.g. obrađuje zahtjeve za takve transformatore s analognim izlazima u području frekvencija 15Hz do 100Hz. Poznavanje svojstava primarnih strujnih osjetila, prvenstveno prijenosne funkcije, ključno je za pravilno tumačenje rezultata mjerenja na visokonaponskoj strani.

U prijenosnim sustavima mnogih elektroprivreda uočava se sve veća uporaba Phasor Measurement Unit PMU, odnosno mjernih jedinica za sinkrono mjerenje napona i struja na širokom teritoriju WAM. U tu svrhu planiraju se aktivnosti vezano za razvoj učinkovitih algoritama i njihova implementacija na mikroprocesorskim sustavima. Također, ukoliko bi bili kadrovski ojačani predviđen je i rad na Big Data sustavima koji bi prikupljali i analizirali podatke prikupljene opisanim načinom.Od ostalih istraživačkih tema njeguje se izučavanje toplinskih polja i ispitivanje materijala pogodnih za posteljice energetskih kabela, što bi moglo rezultirati registrom lokacija mineralnih sirovina pogodnih za opisanu namjenu. Članovi istraživačkog tima uključeni su u projekt HRZZ-a, i još neke projekte drugih institucija, a između ostalog i organizaciju međunarodne konferencije International Colloquium on Smart Grid Metrology. Uključeni su u proces izobrazbe energetskih certifikatora, te provode energetsko certificiranje.