Bachelor's Thesis

Testing the concept of unintentional islanding detection

Final Thesis 2.86 MB Appendix 236.85 kB

Author of thesis: Bc. Tomáš Kalfas

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. David Topolánek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Viktor Jurák, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the issue of unintentional islanding (UI) detection in distribution networks. The thesis focuses on the development of a dynamic model of a medium-voltage test system with an integrated photovoltaic power plant model in the PSCAD simulation environment, the description of a proposed method for UI detection, and the preparation of test data suitable for verifying the proposed UI detection concepts. The obtained simulation data were subsequently used to demonstrate and verify the functionality of a UI identification concept based on distributed measurements.

Keywords:

unintentional islanding, islanding detection, distribution network, photovoltaic generation, PSCAD, simulation model

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student představil výsledky svojí bakalářské práce. Předseda komise prof. Drápela vyzval vedoucího práce doc. Topolánka a oponenta Ing. Juráka, aby komisi seznámili se svými posudky závěrečné práce. Po seznámení s posudky, oponent položil studentovi čtyři otázky. Student na ně samostatně odpověděl s využitím vlastní přípravy v prezentaci. Oponent pokládal doplňující otázky, kterou střídavě doplnili i vedoucí práce a předseda komise. Student odpovídal na doplňující otázky samostatně a reagoval i na otevřenou diskusi.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power Electrical and Electronic Engineering (BPC-SEE)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. David Topolánek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Lukáš Radil, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Vojtek, Ph.D. (člen)
Ing. Václav Vyčítal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vladimír Král, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. David Topolánek, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá problematikou identifikace nezáměrného ostrovního provozu (NOP) v distribučních sítích. V souladu s naplněním cílů práce autor shrnul stávající legislativní požadavky a detekční metody při ostrovních provozech. Hlavním přínosem práce bylo vytvoření dynamického modelu distribuční soustavy v programu PSCAD s implementovaným modelem FVE, který byl převzat z již publikovaných prací UEEN. Dynamický model byl popsán a validován na základě rozpadů soustavy s variaci disbilance P a Q v rozpadovém místě. V poslední části práce byl popsán koncept postupu pro indikaci NOP, s cílem vymezit oblast se zdrojem udržující tento provoz. Tento koncept byl pak popsán s využití modelovaných dat.  Veškeré body zadání práce tak byly naplněny.
Práce je poměrně srozumitelná a věcná. Práci bych vytkl zejména malou vlastní iniciativu studenta, která mohla vést k detailnější analýze chování modelu FVE v podmínkách NOP a návrhu na zhodnocení konceptu identifikace NOP, což by významně zvýšilo kvalitu a přínos práce. Points proposed by supervisor: 80

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Viktor Jurák, Ph.D.

Bakalářská práce studenta Tomáše Kalfase se zaměřuje na problematiku detekce nezáměrného ostrovního provozu v distribučních sítích s vysokým podílem fotovoltaických zdrojů. Autor v textu popisuje vytvoření dynamického modelu VN soustavy v prostředí PSCAD a návrh metody pro eliminaci ostrovního stavu založené na využití distribuovaného měření. Součástí práce je také ověření funkčnosti tohoto konceptu na různých simulačních scénářích s odlišnou penetrací měřicích bodů.
Předložená bakalářská práce v plném rozsahu odpovídá zadání a má vhodnou strukturu, v níž na sebe jednotlivé části logicky a plynule navazují. Výběr a využití zdrojů, které tvoří převážně vědecké články, hodnotím kladně, i když by podle mého názoru bylo vhodné zahrnout také normu ČSN EN 62116 ed. 2.
K textu mám však několik výhrad. V práci jsou některé zkratky uvedeny bez předchozího vysvětlení. Autor také občas používá chybné či slangové termíny, jako je například „jistící ochrana“ nebo „rozjetí frekvence“. U grafů 2.3 a 2.4 by bylo vhodné uvést osy v poměrných jednotkách a doplnit vyjádření nedetekční zóny, které by lépe ilustrovalo limity pasivních ochran. Technickou nepřesnost lze spatřit ve vztahu (2.1), kde dochází k záměně pojmů impedance a reaktance, a také v úvodu, kde je patrná záměna příčiny a důsledku při popisu bilance činného a jalového výkonu v separovaném úseku.
Hlavním nedostatkem textu je, že v mnoha pasážích chybí hlubší vysvětlení fyzikální podstaty popsaných dějů. Autor se často omezuje na konstatování, že se síť chová určitým způsobem, bez zdůvodnění fyzikálních příčin těchto jevů. Stejně tak postrádám vysvětlení, proč byla navržená metoda koncipována jako selektivní a sekvenční, namísto jednoduššího vyslání plošného vypínacího signálu všem výrobnám ihned po detekci rozpojení recloserem. Právě důslednější analytické zdůvodnění z pohledu fyzikální podstaty dějů i z hlediska koncepčních rozhodnutí při návrhu by práci posunulo k nejvyššímu klasifikačnímu stupni.
Celkově se jedná o velmi dobrou práci, kterou doporučuji k obhajobě a hodnotím ji 85 body, tedy stupněm B. Topics for thesis defence:
  1. 1) Proč je navržená metoda koncipována jako selektivní a sekvenční, namísto jednoduššího vyslání plošného vypínacího signálu všem výrobnám ihned po detekci rozpojení recloserem?
  2. 2) Jakým způsobem je v prostředí PSCAD modelována zátěž a lze ji charakterizovat jako zátěž s konstantní impedancí, proudem, nebo výkonem?
  3. 3) Mohl byste na základě výsledků simulací vysvětlit fyzikální podstatu toho, proč bilance činného výkonu ovlivňuje v ostrově primárně napětí, zatímco bilance jalového výkonu má zásadní vliv na frekvenci?
  4. 4) Mohl byste vysvětlit podobu vztahu (2.1) a uvést, v čem se tento vztah liší vůči ČSN EN 60909?
Points proposed by reviewer: 85

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová