АНАЛІЗ ПРОЦЕСІВ ЕНЕРГООБМІНУ ПРИ БАЛАНСУВАННІ РЕЖИМІВ СИСТЕМ ЕНЕРГОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ З РОЗОСЕРЕДЖЕНОЮ ГЕНЕРАЦІЄЮ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.3.2023.289648Ключові слова:
системи енергозабезпечення, локальні електроенергетичні системи, відновлювані джерела енергії, розосереджена генерація, балансування режимів, гнучкість, керування попитом, обмінна потужність.Анотація
Показано, що важливою умовою стабільної роботи сучасних системах енергозабезпечення є дотримання балансу між виробництвом та споживанням електричної енергії. Активне збільшення частки відновлюваних джерел енергії змушує застосовувати нові алгоритми балансування попиту та пропозицій, зокрема, за рахунок гнучкості. Це передбачає необхідність впроваджувати нові технологічні рішення та підходи до балансування режимів генерації та споживання (здатність оперативно реагувати на зміни попиту та пропозиції), що, у свою чергу, вимагає детального аналізу процесів обміну енергії в електроенергетичних системах.
Визнано за необхідність поглибленого аналізу балансу складових енергії, оцінки електромагнітної сумісності в електроенергетичних системах, особливо в умовах зростаючого впливу відновлюваних джерел енергії на локальні ринки електроенергії. Аналіз різноманітних факторів впливу технологічних рішень та співпраці різних сторін ринку є ключовими складовими для розробки ефективних стратегій керування та забезпечення стійкості електроенергетичної системи.
Розглянуто особливості аналізу процесів енергообміну в локальних електроенергетичних системах з визначенням обмінних потужностей, які є інтегральними характеристиками впливу різних факторів неякісності електроенергії на обмінні процеси. Запропоновано здійснювати підведення балансу складових електричної енергії на основі обмінних процесів у контрольованих перетинах локальних електроенергетичних системах з використанням складових миттєвої потужності на кожному енергетично незмінному стані. Проаналізовано обмінні процеси в локальних електроенергетичних системах з виділенням різних режимів їх роботи, зокрема, при оцінці рівня електромагнітної сумісності елементів локальних електроенергетичних систем.
Введення обмінних потужностей дозволило розробити показники оцінки рівня електромагнітної сумісності елементів локальної системи. Для оцінки дольового внеску споживачів на погіршення якості електроенергії в точці загального підключення запропоновано алгоритм оцінки взаємного впливу елементів з виділенням внеску елемента у спотворення електроенергії у контрольованому перетині та аналізу величини впливу спотворюючих факторів на електромагнітні процеси в елементі системи.
Сформовано оптимізаційну модель досягнення заданих рівнів балансування (гнучкості) в локальних електроенергетичних системах з акумуляторами енергії.
Посилання
World Energy Transitions Outlook 2023: 1.5°C Pathway. – https://www.irena.org/Publications/2023/Mar/World-Energy-Transitions-Outlook-2023
Wang, K., Yu, J., Yu, Y., Qian, Y. A survey on energy internet: architecture, approach, and emerging technologies // IEEE Systems Journal. 2018. Vol. 12, № 3. P. 2403–2416.
Денисюк С.П., Стржелецьки Р. Формування складових інтелектуальної платформи керування енергетичними системами та мережами // Енергетика: економіка, технології, екологія. 2019. № 3. С. 7–22.
Conor E. Kelly, John A. Ging, Aman Kansal, Michael P. Walsh. Balancing Power Systems with Datacenters Using a Virtual Interconnector // IEEE Power and Energy Technology Systems Journal (Volume: three, Issue: 2, June 2016). P. 51–59.
Eddie Proffitt. Balancing the electricity system with demand side flexibility and storage. – https://powerresponsive.com/wp-content/uploads/2021/04/NG_MEUC-book-2021.pdf
https://www.renewableenergyworld.com/solar/balancing-a-renewable-grid-what-are-the-options/#gref
https://enerhodzherela.com.ua/analityka/Балансування енергетичної системи
Денисюк С.П. Особливості аналізу режимів роботи енергосистем у районах з альтернативними джерелами електроенергії вітровими електростанціями. / С.П. Денисюк, П.В. Махлін, О.А. Шрам, В.М. Слинько // Технічна електродинаміка. 2022. №1. С. 41–49.
Жаркин А.Ф., Денисюк С. П., Попов В. А. Системы электроснабжения с источниками распределенной генерации. Київ: Наукова думка. 2017. 230 с.
Кириленко О.В., Жуйков В.Я., Денисюк С.П. Використання динамічної тарифікації для оптимізації техніко-економічних показників ЛЕС на локальних ринках електроенергії // Технічна електродинаміка. 2022. № 3. С. 37–48.
Kaneva M., Popov Z., Stoilov D. Power Balancing in Electric Power System with Considerable Wind Power Penetration // Efficacité énergétique – sources d’énergies renouvelables – protection de l’environnement COFRET’12, Sozopol, Bulgarie, 14 August 2017.
https://ua-energy.org/uk/posts/balansuvannia-enerhosystemy-v-poshukakh-optymalnykh-rishen
https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2018/Nov/IRENA_Power_system_ flexibility_1_2018.pdf
Cruz I., Ilić D.D., Johansson M.T. Using fexible energy system interactions amongst industry, district heating, and the power sector to increase renewable energy penetration // Energy Efciency. 2023. Published online: 23 June 2023, 16, Article number: 53 (2023). 22 p.
Semich Imprama, Secil Varbak Neseb, Bülent Oralb. Challenges of renewable energy penetration on power system flexibility: A survey // Oral Energy Strategy Reviews. Volume 31, September 2020; 100539 Operational Challenges towards Deployment of Renewable Energy.
Denysiuk, S., Derevianko, D. The cost-based DSM methods in ЛЕСs with DG sources. Paper presented at the 2021 IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology, KhPI Week 2021 – Conference Proceedings, 544–548. doi:10.1109/KhPIWeek53812.2021.957009
Denysiuk, S., Zaichenko, S., Opryshko, V., Derevianko, D. Assessment of consumers power consumption optimization based on demand side management. EUREKA, Physics and Engineering, 2021(2), 19-31. doi:10.21303/2461-4262.2021.001689
Майснер Ф., Штіве К. Вимушені обмеження виробництва електроенергії з відновлюваних джерел як один з варіантів забезпечення гнучкості. Аналітична записка. - https://www.lowcarbonukraine.com/wp-content/uploads/PP4_09_2019_Curtailment_ukr.pdf
https://energypedia.info/wiki/Flexibility_(Power_System)
https://drawdown.org/solutions/grid-flexibility
Cochran, J., Miller, M., Zinaman, O., Milligan, M., Arent, D., Palmintier, B., O’Malley, M., Mueller, S., Lannoye, E., Tuohy, A., Kujala, B., Sommer, M., Holttinen, H., Kiviluoma, J., and Soonee, S. K. (2014). Flexibility in 21st Century Power Systems. 21st Century Power Partnership. URL: https://www.nrel.gov/docs/fy14osti/61721.pdf
Umar Taiwo Salman, Saifullah Shafiq, Fahad S. Al-Ismail, Muhammad Khalid. A Review of Improvements in Power System Flexibility: Implementation, Operation and Economics // Electronics 2022, 11(4), 581; https://doi.org/10.3390/electronics11040581
Гнучкість для енергосистеми майбутнього. Вирішення проблеми українського «зелено-вугільного» парадоксу / https://www.wartsila.com/docs/default-source/power-plants-documents/downloads/white-papers/europe /wartsila-flexibility-to-future-proof-the-ukrainian-power-system.pdf
Петрик І.М. Проблема ВДЕ – проблема не лише зелених тарифів, а довгострокове вирішення полягає не в їх урізанні / https://www.finnishenergyhub.com/post/renewable-problem-is-not-in-feed-in-tariffs
Лежнюк П.Д., Лисий В.М. Оцінювання впливу факторів, які впливають на енергоефективність ВДЕ під час балансування режимів електроенергетичних систем. – https://proceedings.vntu.edu.ua/index.php/proc/article/view/17/9
Кузнєцов М.П. Особливості комбінованих енергосистем з відновлюваними джерелами енергії. Київ: Інститут відновлювальної енергетики НАН України. 2022. 142 с.
Жуйков В.Я., Денисюк С.П. Енергетичні процеси в електричних колах з ключовими елементами. Київ: Текст, 2010. 264 с.
Денисюк С.П. Аналіз та оптимізація енергопроцесів у розосереджених електроенергетичних системах. Технічна електродинаміка. 2016. № 4. С. 62–64.
Кириленко О.В., Денисюк С.П., Буткевич О.Ф., Рибіна О.Б. Задачі забезпечення електромагнітної сумісності потужного електроенергетичного обладнання. Техн. електродинаміка. Темат. вип. «Проблеми сучасної електротехніки». 2010. С. 61–68.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
