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 01.04.2023 do 30.04.2023)

1. Integrace elektromobilů do energetických systémů

   Nárůst elektromobility je dnes již historicky doložitelným faktem a nejedná se tedy o krátkodobou anomálii technologie. Naopak, celosvětově lze sledovat velmi významný nárůst podpory této technologie a to jak ze strany firem, vlád ale i uživatelů. Konverze mobility na elektrické napájení bude bezpochyby zvyšovat poptávku po elektrické energii a to bez ohledu na skladbu zdrojů. V ČR se očekává při plné elektrifikaci veškerého vozového parku rozpětí 20-30 TWh elektrické energie na pokrytí dopravy. Na první pohled vysoké číslo však bude rozloženo do mnohaletého přechodového období. Na elektromobil však nelze pohlížet pouze jako na klasický spotřebič, na který jsme zvyklí, ale na zcela odlišný technologický koncept s vlastním energetickým systémem. Mobilita vozidel z nich činí velmi flexibilní zátěž v velkou rezervovanou kapacitou a silnou fluktuací. Možnost oboustranného toku energií z vozidel může vytvářet významné zdroje akumulace, ale i zdroje dalších služeb – např. konektivity do internetu, kamerové systémy, osvětlení, výpočetní kapacity. Úkolem doktorské práce bude detailně zmonitorovat energetické toky v rámci různých vozidel od běžných osobních elektromobilů, přes nákladní vozidla, kolejová vozidla ale na druhou stranu i do tzv. mikromobility v podobě kol, koloběžek a jiných osobních mobilních asistentů. Dále bude téma zaměřeno na optimalizace toků energie v rámci zdrojové základny a integrace do menších celků typu lokální distribuční síť. Jedním z výstupů práce by mohly být algoritmy pro optimalizaci nabíjení vozidel, sdílení vozidel, rezervaci nabíjecích míst apod. Nabízí se spolupráce se zahraničními univerzitami, kde probíhá intenzivní výzkum v oblasti elektromobility a chybějí znalosti z oblasti energetiky, např. TU Graz.

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

2. Koordinace a sledování kvality napětí v přenosové soustavě

   Paradigma provozování elektrizační soustavy (ES) s připojováním a chováním zákazníků na jednotlivých úrovních distribučních soustav se mění. Přechod je možné charakterizovat odklonem od centrálních zdrojů v přenosové soustavě (PS) k integrací distribuovaných zdrojů do VN a NN distribučních sítí (DS); instalací a provozem souvisejících technologií a zařízení v těchto soustavách pro plnění dílčích ekonomických a technických cílů uživatelů DS; úsilím převézt část zákazníků DS na přímé uživatele PS. S tím se ale také zásadně mění podmínky pro zajištění a udržování elektromagnetické kompatibility (EMC) a kvality napětí (VQ – voltage quality) na jednotlivých hladinách DS a PS. Jednou z výzev napříč Evropou je zavedení systému EMC a VQ pro PS a jeho včlenění do existující koncepce pro DS. Společně s probíhajícím úsilím o standardizaci mezích úrovní jednotlivých druhů rušení a limitů pro jednotlivé přispěvovatele, je zásadním síření těchto jevů v ES, ale také identifikace zdroje rušení. Cílem práce je systematické mapování a určení mechanizmů šíření zásadních druhů rušení (rychlé změny a kolísání napětí, harmonické, nesymetrie, apod.) a identifikace zdrojů jednotlivých rušení, se zaměřením na prostředí zauzlované sítě PS. Cíleno je vývoj a ověření metod pro popis přenosu rušení v PS s určením jeho původu, s využitím dat poskytovaných standardními analyzátory kvality třídy A. Předpokládaná je spolupráce s provozovateli přenosové soustavy a distribučních soustav, a mezinárodní vědecká spolupráce. Součástí doktorského studia je stáž na zahraničním výzkumném pracovišti, například na TU Dresden, DE. Informace: drapela@vut.cz.

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

3. Koordinace a sledování kvality napětí v přenosové soustavě

   Paradigma provozování elektrizační soustavy (ES) s připojováním a chováním zákazníků na jednotlivých úrovních distribučních soustav se mění. Přechod je možné charakterizovat odklonem od centrálních zdrojů v přenosové soustavě (PS) k integrací distribuovaných zdrojů do VN a NN distribučních sítí (DS); instalací a provozem souvisejících technologií a zařízení v těchto soustavách pro plnění dílčích ekonomických a technických cílů uživatelů DS; úsilím převézt část zákazníků DS na přímé uživatele PS. S tím se ale také zásadně mění podmínky pro zajištění a udržování elektromagnetické kompatibility (EMC) a kvality napětí (VQ – voltage quality) na jednotlivých hladinách DS a PS. Jednou z výzev napříč Evropou je zavedení systému EMC a VQ pro PS a jeho včlenění do existující koncepce pro DS. Společně s probíhajícím úsilím o standardizaci mezích úrovní jednotlivých druhů rušení a limitů pro jednotlivé přispěvovatele, je zásadním síření těchto jevů v ES, ale také identifikace zdroje rušení. Cílem práce je systematické mapování a určení mechanizmů šíření zásadních druhů rušení (rychlé změny a kolísání napětí, harmonické, nesymetrie, apod.) a identifikace zdrojů jednotlivých rušení, se zaměřením na prostředí zauzlované sítě PS. Cíleno je vývoj a ověření metod pro popis přenosu rušení v PS s určením jeho původu, s využitím dat poskytovaných standardními analyzátory kvality třídy A. Předpokládaná je spolupráce s provozovateli přenosové soustavy a distribučních soustav, a mezinárodní vědecká spolupráce. Součástí doktorského studia je stáž na zahraničním výzkumném pracovišti, například na TU Dresden, DE. Informace: drapela@vut.cz.

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

4. Optimalizace výpočtů přenosu záření v plazmatu

   Výpočet optimálního rozložení středních absorpčních koeficientů pro výpočet záření v plazmatu. Hodnocení vlivu prostorové konfigurace elektrického oblouku a složení plazmatu na hranice frekvenčních intervalů. Porovnání různých algoritmů pro numerickou optimalizaci a jejich aplikace na problém přenosu záření v plazmatu. V rámci doktorského studia je nutné absolvovat zahraniční stáž. Předpokládané místo konání stáže je laboratoř LAPLACE, univerzita v Toulouse.

   Školitel: Aubrecht Vladimír, prof. RNDr., CSc.

5. Tepelná analýza elektrických strojů s využitím moderních numerických metod

   Modelování tepelných dějů v elektrických strojích se v současné době stává nezbytnou součástí při jejich analýze i syntéze. Tyto tepelné děje jsou modelovány pomocí takzvaného tepelného modelu daného stroje, který zajišťuje predikci teplot jeho důležitých částí jako jsou vinutí, rotorová klec nebo případně magnety. Stěžejním předpokladem pro získání relevantních výsledků je správné modelování chladicího média ať už uvnitř nebo vně stroje. Jádro disertační práce je zaměřeno na tvorbu tepelných modelů elektrických strojů, ve kterých je pro modelování chladicího média využíván moderní přístup založený na CFD analýzách. Předpokládá se, že dosažené výsledky budou publikovány na konferencích a v impaktovaných časopisech a očekává se absolvování stáže na zahraniční univerzitě.

   Školitel: Cipín Radoslav, doc. Ing., Ph.D.