Master's Thesis

Analysis of Events of WAMS system and Validation of a Dynamic Generator Model

Final Thesis 4.31 MB

Author of thesis: Ing. Jan Lukášek

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Branislav Bátora, Ph.D.

Reviewer: Ing. Stanislav Macejko

Abstract:

This thesis focuses on the analysis of events in the WAMS (Wide Area Monitoring
System) and the validation of a dynamic model of the transmission system in the MODES
program. The thesis first describes the WAMS system, its principles, and its use in
monitoring dynamic phenomena in the power system, and then addresses a general
method for calculating the dynamic stability of a generator. Based on consultations,
a set of real-world events from WAMS measurements is selected and analyzed using
available analytical tools or internal ČEPS applications. Subsequently, a dynamic model
is constructed and verified by simulating a selected operating state in the MODES
environment. The model results are then compared with real-world measurements from
WAMS to assess its accuracy and ability to faithfully capture the generator’s dynamic
responses under real operating conditions.

Keywords:

synchronous generator, mathematical model of a synchronous machine, WAMS, Park
transformation, transient stability, simulation of time histories, dynamics of power systems

Date of defence

15.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student Jan Lukášek seznámil komisi s výsledky své diplomové práce Analýza událostí systému WAMS a ověření dynamického modelu generátoru. Vedoucí práce Ing. Bátora seznámil komisi se zněním obou posudků. Student správně zodpověděl na všechny otázky oponenta. V následné diskuzi se o slovo přihlásil doc. Mastný a Ing. Ptáček. Student tázanou problematiku správně objasnil. Na poslední otázku prof. Tomana odpověděl student správně.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Electrical Power Engineering (MPC-EEN)

Composition of Committee

prof. Ing. Petr Toman, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Branislav Bátora, Ph.D. (člen)
Ing. Štěpán Foral, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Krbal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Ptáček, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Branislav Bátora, Ph.D.

Diplomová práce Bc. Jana Lukáška se zabývá analýzou událostí systému WAMS a ověřením dynamického modelu generátoru v prostředí programu MODES. Jedná se o aktuální a odborně náročné téma, které propojuje oblast monitorování elektrizační soustavy pomocí synchrofázorových měření s problematikou dynamické stability synchronních generátorů a validace simulačních modelů používaných v praxi provozovatele přenosové soustavy.

Student v teoretické části práce přehledně zpracoval problematiku systému WAMS, principy synchrofázorového měření a základní metody hodnocení dynamické stability generátoru. V praktické části provedl výběr reálných provozních událostí zaznamenaných systémem WAMS, jejich podrobnou analýzu a následně vytvořil odpovídající dynamické simulace v programu MODES. Výsledky simulací porovnal s reálnými měřeními a kriticky diskutoval příčiny zjištěných odchylek. Za zvláště přínosné považuji zpracování analýzy poruchových stavů, vyhodnocení kritické doby trvání zkratu pro různé typy poruch a ověření schopnosti modelu reprodukovat reálné dynamické děje v elektrizační soustavě.

Student během řešení práce pravidelně konzultoval postup řešení, aktivně reagoval na připomínky a prokázal schopnost samostatně řešit odborné problémy. Oceňuji zejména jeho přístup k práci s reálnými provozními daty a schopnost orientace v prostředí programu MODES, které vyžaduje nadstandardní znalosti problematiky modelování elektrizačních soustav. Všechny body zadání byly splněny v požadovaném rozsahu a výsledky práce mají praktický význam pro oblast ověřování a zpřesňování dynamických modelů elektrizační soustavy.

Po odborné stránce považuji práci za velmi kvalitně zpracovanou. V práci se však objevují dílčí nepřesnosti, například při interpretaci překročení kritické doby trvání zkratu (CCT), kde by bylo vhodnější přesněji rozlišit mezi nenalezením stabilního pracovního stavu simulací a fyzikální příčinou odpojení generátoru v důsledku ztráty synchronismu. Tato připomínka však nijak nesnižuje správnost provedených analýz ani dosažených výsledků.

Po formální stránce je práce zpracována na velmi dobré úrovni. Vyskytují se pouze drobné nedostatky spočívající zejména v ne zcela jednotném značení některých veličin a vektorů, občasné nekonzistenci matematického zápisu a v drobných nepřesnostech při citování literatury. Tyto připomínky mají převážně formální charakter a nemají vliv na odbornou úroveň práce.

Předloženou diplomovou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji 95 body (A). Points proposed by supervisor: 95

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Stanislav Macejko

viz soubor v pdf Points proposed by reviewer: 90

Grade proposed by reviewer: A

File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 195,95 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová