bakalářská práce

Softwarový nástroj pro vyčítání dat z podružných elektroměrů pro FVE střídače

Text práce 8.44 MB Příloha 317.94 kB

Autor práce: Vojtěch Trunda

Ak. rok: 2025/2026

Vedoucí: Ing. Lukáš Benešl, Ph.D.

Oponent: Ing. Antonín Bohačík

Abstrakt:

Fotovoltaické elektrárny potřebují k řízení přetoků vyrobené energie do distribuční sítě stabilní komunikační spojení střídače s elektroměrem. V některých případech není možné propojení realizovat kabelově, ani pomocí jiných pojítek od výrobce. Proto je vytvářena jednotka Multi-RCAT s větším množstvím komunikačních rozhraní, která by měla dokázat stabilně propojit střídače s elektroměry i v těch nejsložitějších podmínkách.
Tato práce se zaměřuje primárně na tvorbu diagnostického nástroje pro komunikaci s elektroměry pomocí protokolu Modbus, který zároveň pomůže i s jeho implementací do této jednotky. Vývoji nástroje předcházela rešerše vybraných fotovoltaických střídačů se zaměřením na jejich komunikaci s elektroměry. Z podporovaných elektroměrů byly vybrány čtyři, u kterých byla provedena detailnější analýza. Je také objasněno, proč nejsou pro diagnostiku existující nástroje dostatečné a které jejich nevýhody se tato práce snaží napravit. V neposlední řadě byl nástroj otestován v reálném zapojení a bylo provedeno srovnání s teoretickými přenosovými rychlostmi, zda odpovídá potřebám rychlé a stabilní komunikace.

Klíčová slova:

diagnostický nástroj, fotovoltaický střídač, Modbus, Multi-RCAT, podružný elektroměr, pymodbus, Python, RS-485

Termín obhajoby

16.06.2026

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil bakalářskou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta. Otázky: 1) Jakým způsobem Váš program validuje JSON soubory, aby se předešlo chybám při zadání nesprávného datového typu či adresy? 2) Bylo nutné při testování tří paralelních elektroměrů použít zakončovací odpory sběrnice RS-485, nebo se chybovost přenosu nezvýšila? 3) Obsahuje grafické rozhraní ochranu (např. potvrzovací dialog), která brání neúmyslnému zápisu nevalidních hodnot a poškození konfigurace zařízení? 4) Načo sú potrebné zakončovacie odpory? 5) Ako funguje detekcia elektromeru?

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Telekomunikační a informační systémy (BPC-TLI)

Složení komise

prof. Ing. Dan Komosný, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. David Kubánek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Pavel Vajsar, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Kohoutek, Ph.D. (člen)
Ing. Ondřej Mokrý, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Benešl, Ph.D. (člen)
Ing. Ondřej Klíčník (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Lukáš Benešl, Ph.D.

Zadání práce bylo splněno v celém rozsahu. BP je logicky strukturována a členění kapitol je přirozené – od teoretického rozboru komunikačních protokolů přes rešerši střídačů a elektroměrů až po popis vlastního řešení a testování. Text je čtivý a student se evidentně orientuje v dané problematice. Rozsah práce je přiměřený zadání. V textu vyskytují drobné stylistické nedokonalosti a nerovnoměrná hloubka zpracování jednotlivých kapitol.
Po formální stránce je práce na dobré úrovni. Jazykový projev je srozumitelný, terminologie je v zásadě správně užívána. Výhradu lze vznést k občasnému výskytu hovorových formulací v odborném textu. Student pracoval s relevantními zdroji, využil jak oficiální specifikace protokolů (Modbus, M-Bus, DLMS/COSEM), tak technické listy konkrétních zařízení. Praktický výstup práce – nástroj metertool – je funkční a reálně využitelný. Nástroj byl ověřen jak na testovacím přípravku, tak v reálném laboratorním zapojení se střídačem SolaX a elektroměrem Eastron SDM630. Za zvlášť přínosný lze považovat objev a dokumentaci detekčního mechanismu elektroměru (handshake při inicializaci komunikace střídač–elektroměr), který nebyl dohledatelně nikde popsán. Výsledky jsou aplikovatelné v dalším vývoji jednotky Multi-RCAT.
Student pracoval samostatně a projevoval zájem o řešenou problematiku. Konzultace probíhaly pravidelně, student přicházel s konkrétními dotazy a průběžně prezentoval dosažené výsledky. Dílčí obtíže s implementací řešil vlastní iniciativou.
Celkově hodnotím jako práci velmi zdařilou a hodnotím stupněm A-90 bodů. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 90

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Antonín Bohačík

Student se ve své bakalářské práci zabýval analýzou komunikačních rozhraní podružných elektroměrů a návrhem softwarového nástroje pro jejich diagnostiku a integraci do fotovoltaických systémů. Práce je po stránce prezentační na dobré úrovni a její rozsah považuji za odpovídající požadavkům kladeným na bakalářskou práci. Text je převážně psán srozumitelně, ačkoliv za méně vhodné považuji časté členění do velmi krátkých odstavců. V textu se rovněž místy objevují formulace, které nepůsobí zcela odborným dojmem.

Teoretická část poskytuje přehled relevantních komunikačních protokolů, elektroměrů i fotovoltaických střídačů. Jednotlivé technologie jsou popsány dostatečně, avšak postrádal jsem jejich přehlednější vzájemné srovnání včetně výhod a nevýhod jednotlivých přístupů. V praktické části mi rovněž chyběla podrobnější schémata zapojení použitých při měření a testování. Práce s literaturou je na dobré úrovni a počet použitých zdrojů považuji za dostatečný. Převládají však technické dokumentace a manuály nad odbornými publikacemi, což je vzhledem k charakteru řešené problematiky do určité míry pochopitelné. Za hlavní přínos práce považuji vytvoření funkčního a prakticky využitelného softwarového nástroje. Oceňuji zejména modulární návrh řešení. Pozitivně hodnotím také provedené testování v laboratorních i reálných podmínkách a snahu o kvantitativní vyhodnocení komunikačních vlastností. Výsledné řešení považuji za kvalitní a využitelné pro další vývoj i praktické nasazení.

Práce splnila stanovené cíle a představuje přínosný výstup s potenciálem dalšího využití. S ohledem na celkovou úroveň zpracování, kvalitu vytvořeného řešení a uvedené připomínky hodnotím práci známkou B a uděluji 88 bodů. Otázky k obhajobě:
  1. Jakým způsobem Váš program validuje JSON soubory, aby se předešlo chybám při zadání nesprávného datového typu či adresy?
  2. Bylo nutné při testování tří paralelních elektroměrů použít zakončovací odpory sběrnice RS-485, nebo se chybovost přenosu nezvýšila?
  3. Obsahuje grafické rozhraní ochranu (např. potvrzovací dialog), která brání neúmyslnému zápisu nevalidních hodnot a poškození konfigurace zařízení?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 88

Známka navržená oponentem: B

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová