Prezenční studium

4 roky

prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.

Předseda :
prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.
Člen interní :
doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.
prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.
doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.
doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D.
prof. Ing. Petr Toman, Ph.D.
Člen externí :
prof. Ing. Radomír Goňo, Ph.D.
Ing. Petr Modlitba, CSc.
prof. Ing. Aleš Richter, CSc.
Ing. Zdeněk Wolf

Studijní program doktorského studia je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů v nejrůznějších oblastech výkonové elektrotechniky, řídicí techniky, návrhu elektrických strojů, výroby a rozvodu elektrické energie, a užití elektrické energie.
Cílem je poskytnout ve všech těchto dílčích zaměřeních doktorské vzdělání absolventům vysokoškolského magisterského studia, prohloubit jejich teoretické znalosti, dát jím též potřebné speciální vědomosti i praktické dovednosti a naučit je metodám vědecké práce.

Cílem postgraduálního doktorského studia programu "Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika" je výchova k vědecké práci v oboru silnoproudé elektrotechniky a elektroenergetiky. Absolventi se uplatní jednak ve výzkumu a vývoji, včetně průmyslového vývoje, jednak jako vědecko-pedagogičtí pracovníci na vysokých školách a rovněž ve vyšších manažerských funkcích.

Absolvent doktorského studijního programu "Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika" získá hluboké teoretické znalosti, osvojí si základy vědecké práce a naučí se samostatně řešit složité problémy z oblasti vědy a techniky, s využitím celosvětových informačních zdrojů v daném oboru.
Absolvent je připraven k dalšímu vědeckému a odbornému růstu s vysokou mírou adaptibility a najde široké společenské uplatnění jednak v oblasti vědy a výzkumu, včetně výzkumu a vývoje v průmyslových společnostech, a to i jako perspektivní pracovník pro vyšší manažerské funkce, jednak i jako vědecko-pedagogický pracovník na technických univerzitách.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu, který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. V individuálním studijním plánu jsou specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění.
Student si zapíše a vykoná zkoušku z povinného kurzu Zkouška z angličtiny před státní doktorskou zkouškou, z povinně volitelných předmětů ohledem na zaměření jeho disertační práce, přičemž alespoň dva jsou voleny z: Matematické modelování v elektroenergetice, Vybrané problémy z výroby elektrické energie, Vybrané statě z výkonové elektroniky a elektrických pohonů, Vybrané statě z elektrických strojů a přístrojů, a dále minimálně dvou volitelných předmětů (Angličtiny pro doktorandy; Citování ve vědecké praxi; Řešení inovačních zadání; Vědecké publikování od A do Z).
Ke státní doktorské zkoušce se může student přihlásit až po vykonání všech zkoušek předepsaných jeho individuálním studijním plánem. Před státní doktorskou zkouškou student vypracuje pojednání k disertační práci, v němž detailně popíše cíle práce, důkladné zhodnocení stavu poznání v oblasti řešené disertace, případně charakteristiku metod, které hodlá při řešení uplatňovat.
Obhajoba pojednání, které je oponováno, je součástí státní doktorské zkoušky. V další části zkoušky musí student prokázat hluboké teoretické i praktické znalosti v oblasti elektrotechniky, elektroniky, elektrických strojů a elektrických přístrojů. Státní doktorská zkouška probíhá ústní formou a kromě diskuze nad pojednáním k disertačním práce se také skládá z tematických okruhů týkajících se povinných a povinně volitelných předmětů.
K obhajobě disertační práce se student hlásí po vykonání státní doktorské zkoušky a po splnění podmínek pro ukončení, jakými jsou účast na výuce, vědecká a odborná činnost (tvůrčí činnost), a minimálně měsíční studijní nebo pracovní stáž na zahraniční instituci anebo účasti na mezinárodním tvůrčím projektu.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Během prvních čtyř semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných anebo volitelných předmětů pro splnění bodových limitů ze Studijní oblasti, a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce.
Do konce druhého roku studia skládá doktorand státní doktorskou zkoušku, kterou prokazuje široký rozhled a hluboké znalosti v oboru, souvisejícím s tématem disertační práce. K této zkoušce se musí přihlásit nejpozději do 30. dubna ve druhém roce svého studia. Státní doktorské zkoušce předchází zkouška z anglického jazyka.
Ve třetím a čtvrtém roce svého studia provádí doktorand potřebnou výzkumnou činnost, publikuje dosažené výsledky a zpracovává svoji disertační práci. Součástí studijních povinností v doktorském studijním programu je absolvování části studia na zahraniční instituci nebo účast na mezinárodním tvůrčím projektu s výsledky publikovanými nebo prezentovanými v zahraničí nebo jiná forma přímé účasti studenta na mezinárodní spolupráci, což je nutné doložit nejpozději při odevzdání disertační práce.
Doktorandi ve čtvrtém roce studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci, který ji ohodnotí. Disertační práci doktorand odevzdává do konce 4. roku studia.
Student prezenční formy doktorského studia je v průběhu studia povinen absolvovat pedagogickou praxi, tj. působit v procesu výuky. Zapojení doktoranda do pedagogické činnosti je součástí jeho vědecké přípravy. Pedagogickou praxí doktorand získává zkušenosti v předávání poznatků a zdokonaluje prezentační dovednosti. Skladbu pedagogických aktivit (cvičení, laboratorní cvičení, vedení projektů apod.) určí doktorandovi vedoucí daného ústavu po dohodě se školitelem. Povinnost pedagogické praxe se nevztahuje na doktorandy-samoplátce a na doktorandy v kombinované formě studia. Zapojení do výuky v rámci pedagogické praxe potvrdí po jejím splnění školitel v IS VUT.

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2021 do 15.05.2021)

1. Analýza ztrát a optimalizace parametrů výkonových transformátorů

   V současné době jsou kladené vysoké nároky na účinnost transformátorů. Nové požadavky Evropské Unie na EKO design vyžadují podrobný analytický rozbor ztrát včetně ztrát dodatečných. Pro snížení ztrát bude nutné vysledovat závislost ztrát na tlaku stahovací konstrukce a určit vhodnou sílu utažení, vytvořit analytický popis přídavných ztrát naprázdno - podle zmíněných konfigurací step-lapu ve spoji plechů určit průměrné přídavné ztráty v L a T spojích a v místě děr, odvodit empirické vzorce na základě měření/simulace, které zpřesní výpočet v optimalizačním programu a zmenší bezpečnostní tolerance a umožní případnou úsporu materiálu. Dalším cílem práce bude analytické určení přídavných ztrát ve vinutích (hlavně foliové vinutí). V současnosti neexistuje metoda jak aspoň přibližně určit přídavné ztráty ve foliovém vinutí, které se pohybují až kolem 15% oproti ohmickým ztrátám. Na základě simulace a měření najít analytický výpočet, který by významně přispěl k přesnosti optimalizačního programu.

   Školitel: Ondrůšek Čestmír, doc. Ing., CSc.

2. Kooperace AC/AC čtyř-kvadrantové měničové trakční stanice s distribuční soustavou

   Nové koncepce napájení AC trakční soustavy ze soustavy distribuční s využitím čtyř- kvadrantových polovodičových měničů je pro distribuční soustavy výzvou i příležitostí. Cílem práce je navrhnout a ověřit integraci AC/AC čtyř-kvadrantových měničových trakčních stanic s možností rekuperace energie a identifikovat, navrhnout a ověřit rozsah možné podpory provozu distribuční soustavy jalovým výkonem. Předpokládaná je spolupráce s provozovateli DS, dodavateli technologií (ABB), projektantem (SUDOP) a mezinárodní vědecká spolupráce. Součástí doktorského studia je stáž na zahraničním výzkumném pracovišti, například na University of Campania, IT. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

   Školitel: Drápela Jiří, prof. Ing., Ph.D.

3. Metodika pro monitorování umělého světla v nočním prostředí s vazbou na použitou technologii světelných zdrojů

   Problematika umělého světla v nočním prostředí (ALAN) se dotýká jak technologií výroby světla, elektrické energie, měření, ale také ovlivňuje biologické systémy. Pro výzkum biologických vlivů je však zapotřebí znát míru umělého světla. Běžné metriky nejsou schopny pokrýt potřeby testování odezvy v biologických systémech a pro detailnější analýzy bude nutné najít metriky nové. Navrhované téma bude soustředěno na měření světla v nočním prostředí pomocí jasového analyzátoru a hledání vhodné analýzy získaných dat, která by vracela dostatečně relevantní ukazatele použitelné pro další návazný výzkum např. biologů, fyziologů, apod. Nabízí se zde tedy mezioborová spolupráce. Při výzkumu se bude zároveň monitorovat technologická platforma světelných zdrojů, která bude použita jako zdroj metadat pro případné korekce osvětlovacích technologií, pokud bude třeba provádět technologické korekce kvůli nalezeným limitům. V rámci tématu bude prováděn ojedinělý plošný sběr dat v podmínkách ČR popř. dále do Evropy a měla by vzniknout ucelená databáze měření včetně vyhodnocení dle získané metodiky.

   Školitel: Baxant Petr, doc. Ing., Ph.D.

4. Metody zrychlení optimalizace elektrických strojů založené na statistických modelech

   V současné době existuje vysoký tlak na optimalizaci a vývoj nových typů elektrických strojů, ať už pro aplikaci v průmyslu, elektromobilitě nebo v letectví. Často se jedná o vysokootáčkové asynchronní stroje s plnými rotory, kde 2D modely vyžadují podstatně delší výpočetní čas ve srovnání se stroji synchronními, a také o stroje, jejichž speciální provedení vede k nutnosti provádět náročný elektromagnetický výpočet prostřednictvím 3D modelů. Optimalizace vybraných typů elektrických strojů tak může být nejenom velmi časově náročná, ale i finančně a energeticky nákladná. Toto téma se snaží na tento problém reagovat, a to skrze výzkum a vývoj statistických modelů elektrických strojů s cílem snížit náklady a čas potřebný pro optimalizaci. Vytvořené náhradní modely pro zrychlení optimalizace elektrických strojů, jako je např. RBF síť, budou nasazeny v reálných výzkumných problémech elektrických strojů, kde umožní rychlou optimalizaci a ověření vyvinutých metodik. Předpokládá se, že výsledky budou pravidelně publikovány na konferencích a v impaktovaných časopisech. Při řešení tohoto tématu bude zajištěna možnost konzultovat výzkumné a vývojové výsledky také s pracovníky JKU – Johannes Kepler Universität Linz, Institut für Elektrische Antriebe und Leistungselektronik, kde se rovněž očekává absolvování povinné zahraniční stáže doktoranda.

   Školitel: Bárta Jan, doc. Ing., Ph.D.

5. Pravděpodobnosti reakcí, účinné průřezy, výtěžky štěpných a spalačních reakcí a nejistoty jaderných dat pro urychlovačem řízené podkritické jaderné reaktory

   Urychlovačem řízené zdroje neutronů jsou aktuální nejintenzivnější neutronové zdroje na světě. Díky tomu je možné projektovat podkritické jaderné reaktory s externím zdrojem ve formě urychlovače částic (spalační nebo jiný zdroj). V takovém reaktoru bude vysoká hustota toku neutronů velmi vysokých středních energií, což umožní efektivně transmutovat transurany, včetně nejproblematičtějších štěpných produktů. Dizertační práce se bude zaměřovat na problematiku jaderných dat pro tyto systémy. Předpokládá se spolupráce se zahraničními institucemi (JINR, MSU, RGU, IMP, YSU, UzhNU).

   Školitel: Katovský Karel, prof. Ing., Ph.D.

6. Techniky ověřování souladu výroben elektřiny s požadavky Nařízení EU

   Ověřování souladu výroben elektřiny s požadavky je předmětem Nařízení Komise (EU) 2016/631, kterým se stanoví kodex sítě pro požadavky na připojení výroben k elektrizační soustavě (NC RfG), a navazujících národních implementací požadavků, což jsou v případě ČR Pravidla provozování distribuční soustavy (PPDS) - Příloha č. 4: Pravidla pro paralelní provoz výroben a akumulačních zařízení se sítí provozovatele distribuční soustavy (PPDS P4). Zatímco národní implementaci požadavků lze považovat za úspěšnou, zavedení procesů ověřování a prokazování souladu výroben s požadavky není stále dokončeno. Současný způsob ověřování a prokazování souladu vykazuje zásadní nedostatky, v jejichž důsledku závažné procento současně připojovaných výroben tyto minimální požadavky fakticky neplní. Původ stavu lze identifikovat především v neúplnosti specifikace procesního rámce prokazování souladu a v absenci řešení pro samotné ověřování, která jsou v současné době ve stádiu vývoje. Cílem je nezbytný vývoj a vymezení/určení podpůrných certifikovaných technik a metodik pro ověřování souladu výrobních zařízení a modulů/výroben a jejich monitoring (průběžné ověřování trvání souladu) testováním a měřením v laboratorních i provozních podmínkách. V souhrnu je cíleno na procesy, postupy a prostředky pro dosažení úspěšné integrace nízko/bez-emisních zdrojů, v souladu s bezproblémovým, spolehlivým a bezpečným provozem elektrizační soustavy. Předpokládaná spolupráce s provozovateli DS a mezinárodní vědecká spolupráce (Německo, Itálie). Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

   Školitel: Drápela Jiří, prof. Ing., Ph.D.