Bachelor's Thesis

Design of panel for laboratory tasks with active power flow regulators

Final Thesis 11.09 MB Appendix 2.73 MB

Author of thesis: Bc. Ondřej Dohnálek

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Jan Morávek, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Abstract:

This bachelor´s thesis focuses on the desing, implementation and verification of
modular laboratory fixtures using a selected active power flow controller. The aim of
the thesis is to create functionals fixtures for testing different types of switching. For the
design itself, a review of topologies and connection methods of power flow controllers
used in the Czech Republic was carried out. The constructed setups will be used for a
laboratory exercise.

Keywords:

Regulator, flow, active power, fixture, relay, switching, measurement, testing

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil komisi se svou diplomovou prací na téma Realizace přípravků pro laboratorní úlohu s regulátory toku činného výkonu. S posudky seznámili komisi vedoucí práce Ing. Morávek. Student odpověděl na otázky oponenta. V rozpravě se k práci vyjádřil a položil doplňující dotazy Ing Bátora.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power Electrical and Electronic Engineering (BPC-SEE)

Composition of Committee

prof. Ing. Petr Toman, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Branislav Bátora, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Morávek, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Paar, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Bernat, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jan Morávek, Ph.D.

Student Ondřej Dohnálek zpracoval bakalářskou práci na téma „Realizace přípravků pro laboratorní úlohu s regulátory toku činného výkonu“. Zadání práce bylo splněno v plném rozsahu. Práce zahrnuje rešerši regulátorů toku činného výkonu používaných v ČR, návrh nového uspořádání laboratorního pracoviště, návrh modulárního řešení přípravků, jejich fyzickou realizaci, ověření funkčnosti a zpracování výstupní dokumentace pro laboratorní úlohu.

Za hlavní přínos práce považuji vlastní návrh a realizaci dvou funkčních laboratorních přípravků. Student nezůstal pouze u teoretického návrhu, ale vytvořil prakticky využitelné zařízení určené pro laboratorní výuku problematiky regulace přetoků činného výkonu. Realizované přípravky umožňují názorně demonstrovat princip činnosti regulátorů, spínání zátěží a chování systému při různých provozních stavech.

Velmi kladně hodnotím praktickou část práce, ve které student řešil nejen elektrické zapojení, ale také mechanické uspořádání, rozmístění komponent, volbu svorek, ovládacích prvků a připojení modulu ADAM-6052. Součástí práce je rovněž ověření funkčnosti přípravků pomocí měření a záznamů z výkonového analyzátoru. Výstup tak má reálnou hodnotu pro další využití ve výuce.

Pozitivně hodnotím také zpracovanou dokumentaci, zejména popis přípravků, schémata zapojení, fotodokumentaci realizace a podklady pro laboratorní úlohu. Práce je prakticky orientovaná a dobře navazuje na potřeby výuky v laboratoři. Vlastní technická realizace a využitelnost výstupu jsou velmi silné.

Student pracoval samostatně, aktivně řešil vzniklé technické problémy a při realizaci postupoval zodpovědně. Výsledkem je kvalitní bakalářská práce s konkrétním a funkčním výstupem využitelným v laboratorní výuce.

Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji 95b. Points proposed by supervisor: 95

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá návrhem, realizací a ověřením laboratorních přípravků s regulátory toku výkonu určených pro výuku. Téma práce je aktuální a vhodně navazuje na rostoucí význam lokálních zdrojů elektrické energie a požadavky na řízení přetoků výkonu. Práce současně řeší konkrétní potřebu laboratorní výuky na Ústavu elektroenergetiky.

V teoretické části student zpracoval základní přehled principů regulátorů výkonu, používaných způsobů spínání zátěží a vybraných komerčně dostupných řešení používaných v České republice. Student vysvětlil souvislosti mezi způsobem regulace a kvalitou elektrické energie. Teoretická část je zpracována přehledně a poskytuje dostatečný základ pro navazující praktickou část práce. Na druhou stranu by bylo vhodné podrobněji rozebrat samotné regulační algoritmy používané jednotlivými regulátory a více diskutovat jejich výhody, nevýhody a dynamické vlastnosti.

Hlavní přínos práce spatřuji v praktické části. Student navrhl nové uspořádání laboratorního pracoviště, vytvořil dva modulární přípravky, provedl jejich realizaci a ověřil jejich funkčnost. Výstupy ukazují na systematický postup návrhu, zdokumentování vývoje jednotlivých variant řešení a zpracování kompletní elektrotechnické dokumentace. Výsledkem je funkční laboratorní úloha, která je využitelná při výuce studentů.

Kladně hodnotím rozsah zpracované dokumentace, fotodokumentaci realizace a doplnění práce o návody a schémata zapojení. Práce tak poskytuje kompletní podklady pro budoucí využití výstupu v laboratorní výuce.
Samotné ověření bylo provedeno a doloženo měřením, nicméně rozsah experimentální části mohl být širší. Student se zaměřil především na potvrzení správné funkce navržených přípravků, zatímco podrobnější rozbor chování regulátorů při různých provozních stavech, vlivu jednotlivých způsobů regulace na kvalitu elektrické energie nebo porovnání různých nastavení regulátorů se v práci nevěnoval.

Po formální stránce je práce zpracována na dobré úrovni. Text je logicky členěn, obrázky a schémata vhodně doplňují výklad a práce obsahuje odpovídající množství literárních zdrojů. V textu se místy objevují drobné stylistické a jazykové nepřesnosti, které však nesnižují srozumitelnost práce.

Student splnil všechny body zadání. Výsledkem je funkční laboratorní pracoviště s reálným přínosem pro výuku. Přes uvedené připomínky hodnotím práci jako kvalitně zpracovanou po odborné i praktické stránce.

Práci doporučuji k obhajobě. Topics for thesis defence:
  1. V práci jsou popsány různé způsoby spínání řízených zátěží (relé, SSR relé, triakové řízení). Jaký vliv mají jednotlivé způsoby regulace na kvalitu elektrické energie, zejména z hlediska vzniku flickeru a vyšších harmonických, a který způsob byste doporučil pro laboratorní demonstraci problematiky regulace přetoků výkonu?
  2. Při návrhu přípravků jste vytvořil několik vývojových verzí řešení. Jaká technická a provozní kritéria považujete za nejdůležitější při návrhu laboratorního přípravku určeného pro výuku elektroenergetiky a jakým způsobem tato kritéria ovlivnila výslednou podobu přípravků BOX1 a BOX2?
Points proposed by reviewer: 90

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová