ez itt az index

Elektromágneses mezőszimuláció és tervezés

A kutatócsoport tevékenysége:

• Elektromágneses terek elméletének gondozása, a tudásbázis fenntartása és fejlesztése (klasszikus elektrodinamika mérnöki megközelítésben és határterületei pl. relativisztikus elektrodinamika).
• Az EMT egyetemi oktatása (VIK és GPK), annak folyamatos fejlesztése, az új tudományos eredmények integrálása az oktatásban.
• Alapkutatás a numerikus eljárások fejlesztése és implementációja területen (véges elemek, (időbeli) véges differenciák, integrálegyenletek, véges integrálok, sugárkövetés, stb.).
• Alapkutatás az inverz- és optimalizációs problémák megoldásával kapcsolatban.
• Adatbázis alapú megközelítés: surrogate modellek (mesh adatbázis, kriging, sparse grid, stb.), inverzió, optimalizálás (determinisztikus és sztochasztikus eljárások), érzékenységvizsgálat (Sobol-indexek, stb.), gépi tanulási eljárások, stb.
• Anyagmodellek, homogenizálás: mágneses anyagok, szupravezetők, mesterséges anyagok (frekvencia szelektív felületek, meta-anyagok, stb.).
• Alapkutatás hullámterjedési- és szórási problémákkal kapcsolatban.
• Részvétel K+F projektekben, ahol hasznosíthatók a gondozott ismeretek. Néhány ilyen terület:
  • roncsolásmentes anyagvizsgálat (NDT&E),
  • vezetéknélküli energiaátvitel (WPT): rezonáns mágneses- és elektromos típusok,
  • integrált optikai eszközök, üvegszálak (microbending),
  • szupravezető tekercsek tervezése,
  • hullámterjedés- és szórás: determinisztikus és statisztikus modellek, mikro-Doppler
  • mikrohullámú eszközök analízise és tervezése: antennák, süketszoba, MRI RF tekercs,
  • sugárzó közeltér modellezése: SAR predikció, számítások validálása,
  • gépjárműradar alkalmazásokkal kapcsolatos számítások,
  • végeselem számítás (element by element módszerrel) CUDA kártyán.

Eredmények:

• Rezonáns mágneses- és elektromos típusú vezetéknélküli energiaátvivő berendezések tervezésére használható modellek kidolgozása,
• Litz-huzal nagyfrekvenciás ellenállásának pontos számítására alkalmas eljárás kidolgozása,
• Sobol-indexek használatán alapuló érzékenységvizsgálati módszerek kidolgozása,
• Antenna közelterének maghatározására használható numerikus modellek validációjára használható eljárás kidolgozása,
• Autóipari EMC mérések numerikus modellezésére szolgáló eljárások kidolgozása,
• Milliméteres hullámhosszú elektromágneses hullámok szóródásának numerikusan stabil fél-analitikus számítási módszereinek kidolgozása.
• Szupravezető spirálszalagtekercs szimulációjára alkalmas numerikus módszer kidolgozása.

A közelmúlt projektjei:

OTKA

Nemzetközi kapcsolatok:

Universite Paris-Saclay • Furukawa Electric Co., Ltd ., Hiratsuka, Japan • CEA-LIST, Saclay, France • Czech Technical University in Prague

Vállalati partnerek:

Bosch • Pro Patria Electronics • FETI

Smart Power

A kutatócsoport tevékenysége:

Energiaellátó rendszerek (elsősorban VER) dinamikus viselkedése, azok komponenseinek vezérlése és optimalizálása, az energiapiacokkal való interakciója, utóbbiak modellezése és kialakítása, valamint az ict rendszerekkel való interakciója.

Eredmények:

2008 és 2016 között meghonosítottunk egy (tanszéken, egyetemen) teljesen új kompetenciaterületet: a villamosenergia-piacok szimulációja és az ehhez kapcsolódó regulációs háttér megértése ezekben az években számos tudományos és ipari K+F munkánk feladata volt, ezek közül a legjelentősebb egy MAVIR-BME konzorciumban megvalósított GOP projekt volt. Az ezen projektek során felhalmozott tudás és szimulációs eszközrendszer lehetővé tette, hogy a csapat tagjai H2020 projektekben dolgozzanak tovább ezen a területen (ez jelenleg is folyamatban van), valamint hazai szinten azóta is számos kérdésben kiemelt partnerei vagyunk ipari szereplőknek (pl. MEKH, MVM, MAVIR). Új eredményünk a kooptimalizált piacok elméletének továbbfejlesztése és gyakorlati megvalósítása.

A 2016-tól kezdődő időszakban, a FIEK projekt keretében egy szintén új szakterületet sikerült meghonosítani: a teljesítményelektronikai eszközök VER-szintű szempontok szerint történő vezérlése és ezek hatása a rendszerdinamikára egy alapvetően fontos és perspektivikus terület, korábban számottevő hazai bázis nélkül. Speciális inverter-vezérlési megoldásokat dolgozunk ki a jövő teljesítményelektronika-alapú villamosenergia-rendszerének stabil üzeme érdekében. Létrehoztunk egy, a régióban egyedülálló laborinfrastruktúrát, amellyel lehetővé vált (P)HIL szimulációk elvégzése, VER-beli teljesítményelektronikai eszközök gyors prototípus-készítése, VER és ICT (P)HIL koszimulációja, valamint kiberbiztonsági vizsgálatok megvalósítása.

Speciális infrastruktúra:

OPAL-RT • PuissancePlus

A közelmúlt projektjei:

GOP • FIEK • NKFIH • VPP • SNN

Nemzetközi kapcsolatok:

RWTH Aachen

Vállalati partnerek:

MEKH • MVM • MAVIR • HUPX • PPKE • SeConSys • BlackCell • CrySysLab

BME FASTER RECORD

A kutatócsoport tevékenysége:

A BME FASTER RECORD kutatócsoport, amely a “Reimagining the EleCtric pOwer gRiD” (A villamosenergia-hálózat újragondolása) elnevezést viseli, a villamosenergia-hálózatok jövőképének átalakítására törekszik. Belátható, hogy a jelenlegi hálózat elérte azokat a határokat, amelyekre évtizedekkel ezelőtt tervezték, és kritikus időszakban vagyunk, ahol mindannyiunk szakmai felelőssége szerepet vállalni a hálózat átalakításában. A kutatócsoport hangsúlyozza, hogy nem szabad kizárólag a múltbéli tapasztalatokra támaszkodni, és hogy egy paradigmaváltásra van szükség.

A BME FASTER RECORD kutatócsoport célja, hogy új irányt mutasson a II. világháború után létrejött villamosenergia-hálózat újraépítésében, innovatív tudományos módszertanokat és eljárásokat kidolgozva, amelyek nemcsak elméleti, hanem alkalmazástámogatási szempontból is hasznos segédletet nyújtanak a szakma és az iparág számára. A kutatócsoport közel 20 éves tapasztalatát felhasználva törekszik a különböző feszültségszintű villamosenergia-hálózatok modellezésére stacioner és dinamikus időtartományokban, többféle modellezési környezetben, célul tűzve ki a stabilitás és megbízhatóság növelését.

A BME FASTER RECORD kutatócsoport kiemelt figyelmet fordít a villamosenergia-hálózat megbízható működéséhez szükséges hosszú távú tervezés körültekintő koncepcionálására, tekintettel arra, hogy ez az egyik legfontosabb kritikus infrastruktúra. A kutatócsoport a tudományos szemléletmódot alkalmazva vizsgálja a stratégiai tervezést, kiemelve a mindennapi üzemtámogatás kulcsfontosságú kérdéseit, mint a frekvencia- és feszültségstabilitás biztosítása, előrejelzése és pontos értékmeghatározása, valamint a szűkületek kezelése és a dinamikus változások hatásainak ismerete és leképezése.

Eredmények:

KDP: Vokony István 2023-ban elnyerte az NKFIH  Kooperatív Doktori Program Doktori Hallgatói Ösztöndíját Fenntartható vállalatirányítási modellek diszruptív technológiák alkalmazásával az energiaszektorban című kutatásával. A Gazdálkodás- és Szervezéstudományi Doktori Iskolában végzett kutatás közelebb hozza a műszaki eredmények ipari hasznosíthatóságát, tudományos megközelítéssel.

Bolyai: Hartmann Bálint 2023-2026 között a Magyar Tudományos Akadémia Bolyai János Kutatási Ösztöndíjának keretében prediktív erővel bíró hálózati sérülékenységi modelleket dolgoz ki.

Bolyai+: A Bolyai János Kutatási Ösztöndíj kiegészítéseként nyert támogatás keretében a kutatás eredményeinek a graduális és posztgraduális képzésbe való beépítésén dolgozik Hartmann Bálint.

OTKA: a kutatócsoport tagjai részt vesznek Tamus Ádám Zoltán OTKA Kutatási programjában. A program célja a megújuló energiaforrások növekvő térhódítása miatt megjelenő ismétlődő túterhelések hatásának vizsgálata az elosztókábelek PVC szigetelésének degradációjára.

Hartmann Bálint 2019-ben elnyerte a Magyar Tudományos Akadémia Ifjúsági Díját „Megújuló energiaforrások különböző léptékű hasznosítása” című pályaművével.

Az E.ON-nal együttműködésben indult Lendület kutatásunk egy állapotbecslésre épülő moduláris eszközrendszer kifejlesztésével ahhoz kíván hozzájárulni, hogy a lakossági ügyfeleket kiszolgáló több, mint 80 000 km-nyi, alacsony automatizáltságú villamosenergia-hálózatot a jövő kihívásainak megfelelő, okos megoldásokkal felszerelt, innovatív, rugalmas és modern hálózattá alakítsák át.

Elosztói társaságok megbízásából készített munkáink során modellezéssel, szimulációval, üzleti modellek kidolgozásával és költség-haszon elemzésekkel törekszünk minél teljesebb képet nyújtani az átalakuló szektor jövőképéről. Az elmúlt években többek között hálózatfejlesztési stratégiák, energiatárolásban rejlő üzleti lehetőségek, az elektromobilitás potenciálja, a mikrogridek szolgáltatásai vagy a megújuló energiaforrásokra alapozó szigetüzemű energiaellátás területén dolgoztunk együtt hazai partnereinkkel.

Speciális infrastruktúra:

Digsilent PowerFactory, Panda Power, MindPower

A közelmúlt projektjei:

Horizon Europe (TwinEU) • MAVIR (Átviteli Hálózati Veszteség becslése mesterséges intelligencia módszerekkel), MAVIR (Lengési frekvencia módok és azok csillapításának valós idejű számítása, inercia monitoring rendszer lehetőség) • H2020 (OneNet) • MTA Lendület

Nemzetközi kapcsolatok:

RWTH Aachen University • Aalborg University • University of Cyprus • University of Aswan • National and Kapodistrian University of Athens • Luxembourg Institute of Science and Technology • Katholieke Universitet Leuven

Vállalati partnerek:

E.ON • MVM • MAVIR • HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont • HUN-REN SZTAKI • OPUS Energetika • iContest • Comtech • MEE

Villamosenergia-rendszerek

A kutatócsoport tevékenysége:

Főbb kutatási területei a villamosenergia rendeszek elemzése, állandósult és tranziens folyamatainak diszciplínái olyan napjainkban is népszerű témákkal kiegészülve, mint a villamosenergia-piac, az e-mobilitás (a kiszolgáló infrastruktúra problémái), elektromágneses összeférhetőség (EMC).

Eredmények:

TODO

Speciális infrastruktúra:

Szkópok • Hálózati analizátor • Tápegységek • Hőkamera • Védelmi berendezések • Érintésvédelmi mérőműszer

A közelmúlt projektjei:

FIEK-MVM • Flexitranstore • Interrface • Farcross • Lendület

Vállalati partnerek:

MEKH • ERBE • MAVIR • Mercedes

Villamos gépek és szabályozott hajtások

A kutatócsoport tevékenysége:

A kutatócsoport minden olyan témával foglalkozik, ami mozgatással, energiatermeléssel, energiaátalakítással kapcsolatos. Ehhez villamos gépek, az azokat tápláló teljesítményelektronika, a szabályozást megvalósító mikroszámítógépes irányítás széleskörű ismerete, használata, vizsgálata, mérése, számítása, fejlesztése szükséges. Ebből látszik, hogy ez a terület nagyon fizika közeli, nagyon interdiszciplináris a villamosmérnöki tudományon belül, ami komoly elméleti és gyakorlati felkészültséget igényel.

Eredmények:

• Sikerült egyre több hallgatót a tématerületre vonzani, ami jó alapot biztosíthat a piramis (BSc, MSc PhD) megalapozott kialakításához.
• Jelentős eredmények és disszertációk születtek kapcsolt reluktancia motoros hajtások területén.
• Jelentős eredmények és disszertáció született a sensorless hajtások témában.
• Laboratóriumunk ipari támogatással számos új eszközzel fejlődött.
• A szomszédságunkban és irányításunkkal kifejlesztésre és kialakításra került a FIEK hajtás laboratórium, ami képes a villamos járművek minden elemének vizsgálatára.

Vállalati partnerek:

Thyssen Krupp Presta Hungary Kft. • Siemens Zrt. • Hyundai Technology Center Kft. • Rolls-Royce Hungary Kft. • Danfoss Kft.

Nagyfeszültségű technika

A kutatócsoport tevékenysége:

A Csoport fő kutatási területei közé tartozik a nagyfeszültségű és nagyáramú technika, a feszültség alatti munkavégzés, a villamos szigeteléstechnika és diagnosztika, az elektrosztatika, a villámkutatás és villámvédelem, a túlfeszültség- és zavarvédelem (EMC), a villamos hőtechnika, az intelligens robotok alkalmazásának vizsgálata, az ipari elektrosztatikai veszélyek kutatása, a környezetbarát és környezetvédő elektrotechnológiák alkalmazási lehetőségeinek vizsgálata, a villamosság biztonságtechnikája, az épületvillamosítás, a világítástechnika, a villamos kapcsolókészülékek és berendezések, illetve a korszerű eszközmenedzsment.

Eredmények:

• Atomerőművi vezérlőkábelek dielektromos spektroszkópián alapuló diagnosztikai módszereinek kidolgozása
• Középfeszültségű földkábelek, szabadvezetékek és transzformátorok diagnosztikájának és eszközgazdálkodásának kidolgozása
• Ásványolajat kiváltó természetes észter alapú szigetelőfolyadékok alkalmazhatóságának kutatása nagyfeszültségű transzformátorokban
• Diagnosztika UHF tartományban mért részkisülések segítségével (helymeghatározás pontosságának növelése)
• Szél- és naperőművek villámvédelmi számításainak kidolgozása
• Nanocomposit /compositok szigetelőanyagok villamos tulajdonságainak vizsgálata
• Feszültség alatti munkavégzéshez új eszközök és technológiák fejlesztése
• Dinamikus távvezeték terhelhetőség szakértői rendszer fejlesztése

Speciális infrastruktúra:

600 kV-os és 550 kV-os próbatranszformátor és kültéri alállomás • 250 kV-os próbatranszformátor • 1 MV-os lökésgerjesztő • 750 kV-os lökésgerjesztő • KöF és NaF tanpálya • Öregítő berendezések • Diagnosztikai műszerek • Tettex részkisülés mérő • GTEM cella • Épületautomatizálási oktató panel

A közelmúlt projektjei:

H2020 (Flexitranstore) • H2020 (INTERRFACE) • H2020 (FARCROSS) • H2020 (OneNet) • OTKA (KNN 123672) • IAEA CRP

Nemzetközi kapcsolatok:

M&I Materials • CG – OTLM • Xcel Energy • UK National Grid • Maribor University • PO Energoform • Uppsala University • Marwadi • Yonsei Egyetem • West Bohemian University, Plsen • CIGRÉ • IEEE • IEC • IET

Vállalati partnerek:

Kinetrics • Schneider Electric • Siemens • ABB • Mavir • MVM OVIT/Xpert • E.ON • ELMŰ • M&I • Mosdorfer-OTLM • Linevision • PAKS II Zrt. • VM Paksi I. Zrt

Teljesítményelektronika

A kutatócsoport tevékenysége:

• Teljesítményelektronikai konverterek tervezése
• Teljesítményelektronikai konverterek emelt szintű irányítási módszereinek kutatása
• HIL és PHIL rendszerekben alkalmazható modellek és modellezési eljárások
• Smart hálózatokban alkalmazott konverterek irányítási stratégiái és feszültségminőség javítási lehetőségei
• Többszintű inverterek DC középponti feszültség szabályozási struktúrájának optimalizálása
• Dinamikus feszültség helyreállító (Dynamic Voltage Restorer, DVR) berendezés önfogyasztásának csökkentését, illetve a hatásfok növelését lehetővé tevő irányítási stratégiák kutatása

Eredmények:

• Nagy dinamikájú irányítási módszer kis frekvenciás DAB konverterekhez.
• Adaptív holtidő kompenzáció ultra-alacsony szórású DAB konverterekhez.
• Nagyteljesítményű valós idejű szimulátor (FIEK-Power HIL)
• Rendezési hálón alapuló, párhuzamosan futtatható szálakat tartalmazó rendezési háló kidolgozása modell prediktív nyomatékszabályozáshoz
• Smart hálózatokban alkalmazható feszültségminőség javítási módszerek kidolgozása feszültség inverterek számára
• Flat-Top moduláció miatti harmonikus kibocsátás csökkentése kétszintű invertereknél

Speciális infrastruktúra:

Nagyáramú mérőhely • Moduláris hibrid hajtáslánc (FIEK)

A közelmúlt projektjei:

NKFIH Fiatal kutatói pályázat

Vállalati partnerek:

Rolls-Royce Hungary Kft. • Robert Bosch Kft. • RHIVA A.G. • Siemens Zrt.