ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ГІБРИДНИХ СИСТЕМ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЗА РАХУНОК ЗАСТОСУВАННЯ УСТАНОВОК ЗБЕРІГАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

Іван Притискач; Олександр Шаповалов

doi:10.20535/1813-5420.1.2026.353421

Автор(и)

Іван Притискач Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-1892-0054
Олександр Шаповалов Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0009-0008-2236-0812

DOI:

https://doi.org/10.20535/1813-5420.1.2026.353421

Ключові слова:

гібридна система електропостачання, фотоелектрична генерація, установка зберігання енергії, диспетчеризація, самоспоживання, самозабезпеченість

Анотація

У статті виконано аналіз підвищення ефективності гібридних систем електропостачання підприємств за рахунок інтеграції фотоелектричної генерації та установок зберігання енергії з різними алгоритмами диспетчеризації. Розглянуто чотири сценарії функціонування: електропостачання лише від мережі, використання тільки ФЕУ, гібридний режим із накопиченням надлишкової генерації в УЗЕ та режим із дозаряджанням УЗЕ в години мінімальних тарифів. Моделювання здійснено з погодинною дискретизацією з урахуванням сезонних профілів навантаження, сонячної генерації, багатозонних тарифів та вартості деградації акумуляторів. Ефективність оцінено за сукупними витратами на електроенергію, обсягами імпорту та експорту, а також показниками самоспоживання та самозабезпеченості. Отримані результати свідчать, що інтеграція УЗЕ забезпечує істотне зростання рівня використання власної генерації та зменшення залежності від мережі, а застосування тарифно-орієнтованих алгоритмів дозволяє досягти додаткового економічного ефекту без зміни структури споживання сонячної енергії.

Посилання

Y. Veremiichuk, O. Yarmoliuk, I. Prytyskach, V. Opryshko, Energy Sources Selection for Industrial Enterprise Combined Power Supply System, in: Proceedings of the IEEE 6th International Conference on Energy Smart Systems (ESS2019), IEEE, Kyiv, Ukraine, 17–19 Apr. 2019, 2019, pp. 283–288. https://doi.org/10.1109/ESS.2019.8764188.

Kanaan, Laith & Ismail, Loay & Gowid, Samer & Meskin, Nader & Massoud, Ahmed. (2023). Optimal Energy Dispatch Engine for PV-DG-ESS Hybrid Power Plants Considering Battery Degradation and Carbon Emissions. IEEE Access. PP. 1-1. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3281562.

Ouédraogo, Sarah & Faggianelli, Ghjuvan & Pigelet, Guillaume & Notton, G. & Duchaud, Jean-Laurent. (2021). Performances of energy management strategies for a Photovoltaic/Battery microgrid considering battery degradation. Solar Energy. 230. 654-665. https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.10.067.

Upadhya, Sahana & Wagner, Michael. (2021). A Dispatch Optimization Model for Hybrid Renewable and Battery Systems Incorporating a Battery Degradation Model. Journal of Energy Resources Technology. 144. 1-13. https://doi.org/10.1115/1.4052983.

Jufri, Fauzan & Aryani, Dwi & Garniwa, Iwa & Sudiarto, Budi. (2021). Optimal Battery Energy Storage Dispatch Strategy for Small-Scale Isolated Hybrid Renewable Energy System with Different Load Profile Patterns. Energies. 14. 3139. https://doi.org/10.3390/en14113139.

Grimaldi, Alberto & Minuto, Francesco Demetrio & Brouwer, Jacob & Lanzini, Andrea. (2024). Profitability of energy arbitrage net profit for grid-scale battery energy storage considering dynamic efficiency and degradation using a linear, mixed-integer linear, and mixed-integer non-linear optimization approach. Journal of Energy Storage. 95C. 112380. https://doi.org/10.1016/j.est.2024.112380.

Tom Terlouw, Tarek AlSkaif, Christian Bauer, Wilfried van Sark. Multi-objective optimization of energy arbitrage in community energy storage systems using different battery technologies, Applied Energy, Volume 239, 2019, Pages 356-372, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.01.227.

Alberizzi, Jacopo & Rossi, Mosè & Renzi, Massimiliano. (2020). A MILP algorithm for the optimal sizing of an off-grid hybrid renewable energy system in South Tyrol. Energy Reports. 6. 21-26. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2019.08.012.

Dufo-López, Rodolfo & Lujano-Rojas, Juan & Bernal-Agustín, José & Artal-Sevil, Jesús & Bayod, A. & Cortés-Arcos, Tomas & Carroquino, Javier & Escriche, Cristina. (2023). Electricity price arbitrage in utility-scale PV-plus-battery systems. Renewable Energy and Power Quality Journal. 21. 13-18. https://doi.org/10.24084/repqj21.207.

Kiray, Vedat. (2025). A Scenario-Based Simulation Study for Economic Viability and Widespread Impact Analysis of Consumption-Side Energy Storage Systems. Energies. 18. 347. https://doi.org/10.3390/en18020347.

Grimaldi, Alberto & Minuto, Francesco Demetrio & Brouwer, Jacob & Lanzini, Andrea. (2024). Optimal Energy Management of a Utility-Scale Battery Energy Storage System Integrated with a Photovoltaic Power Plant Considering Battery Degradation. 1-5. https://doi.org/10.1109/PESGM51994.2024.10761082.

Jin, Lingkang & Kazemi, Milad & Comodi, Gabriele & Papadimitriou, Christina. (2024). Assessing battery degradation as a key performance indicator for multi-objective optimization of multi-carrier energy systems. Applied Energy. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.122925.

Li, Qing & Zhang, Xinyan & Ma, Tianjiao & Jiao, Chunlei & Wang, Heng & Hu, Wei. (2021). A multi-step ahead photovoltaic power prediction model based on similar day, enhanced colliding bodies optimization, variational mode decomposition, and deep extreme learning machine. Energy. 224. 120094. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120094.

Velasquez Motta, Miguel & Barreiro-Gomez, Julian & Quijano, Nicanor & Cadena, Angela & Shahidehpour, M.. (2019). Distributed model predictive control for economic dispatch of power systems with high penetration of renewable energy resources. International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 113. 607-617. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2019.05.044.