Інтеграція об’єктів розподіленої генерації з ВДЕ та установками зберігання енергії: моделі й ринкові стратегії

У монографії розглянуто актуальні завдання оптимізації структури обладнання електростанцій розподіленої генерації та установок зберігання енергії з метою мінімізації собівартості виробництва електричної енергії та підвищення економічної ефективності їх роботи на ринку електроенергії.
Для наукових співробітників, інженерів, викладачів і студентів вищих навчальних закладів, що займаються проблемами розвитку та функціонування енергоринків та об’єктів розподіленої генерації.

Література:

1. Буратинський І.М. Моделювання спільної роботи сонячної електростанції та акумуляційної системи зберігання енергії в умовах підвищення стабільності та економічної ефективності їх функціонування в енергосистемі: дис. … доктора філософії. Інститут загальної енергетики НАН України. Київ, 2023.

2. Mondol J.D., Yohanis Y.G., Norton B. Optimal sizing of array and inverter for gridconnected photovoltaic systems. Solar Energy. 2006. Vol. 80. P. 1517—1539. https://doi.org/10.1016/j.solener.2006.01.006

3. Khatib T., Mohamed A., Sopian K., Mahmoud M. An Iterative Method for Calculating the Optimum Size of Inverter in PV Systems for Malaysia. Przegląd Elektrotechniczny. 2012. Vol. 88. N 4a. P. 281—284. URL: http://pe.org.pl/articles/2012/4a/68.pdf (дата звернення: 20.03.2025).
4. Mounetou R., Bejar Alcantara I., Incalza A., Justiniano J.P., Loiseau P., Piguet G. et al. Oversizing Array-To-Inverter (DC-AC) Ratio: What Are the Criteria and How to Define the Optimum? Proceedings of the 29th EU PVSEC. 2014. P. 2813—2821. https://doi.org/10.4229/EUPVSEC20142014-5BV.2.5

5. Sangwongwanich A., Yang Y., Sera D., Blaabjerg F., Impacts of PV Array Sizing on PV Inverter Lifetime and Reliability. In Proc. of ECCE: IEEE Press. 2017. P. 3830—3837. https://doi.org/10.1109/ECCE.2017.8096675

6. Choi U.M. Study on Effect of Installation Location on Lifetime of PV Inverter and DC-to-AC Ratio. IEEE Access. 2020. Vol. 8. P. 86003—86011. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2993283
7. Walker A., Desai J., Qusaibaty A. Life-Cycle Cost and Optimization of PV Systems Based on Power Duration Curve with Variable Performance Ratio and Availability. Gol den, CO: National Renewable Energy Laboratory (NREL). 2020. NREL/TP-5C00-73850. URL: https://www.nrel.gov/docs/fy20osti/73850.pdf  (дата звернення: 20.03.2025).

8. Кулик М.М. Техніко-економічні аспекти використання споживачів-регуляторів у системах автоматичного регулювання частотою і потужністю. Проблеми загальної енергетики. 2015. № 1(40). С. 20—28. https://doi.org/10.15407/pge2015.01.020
9. Кулик М.М., Дрьомін І.В., Згуровець О.В. Дослідження режимів роботи об’єднаних енергосистем з потужними вітровими електростанціями та акумуляторними батареями. Системні дослідження в енергетиці. 2018. № 2(53). С. 15—20. https://doi.org/10.15407/pge2018.02.015

10. Кулик М.М., Дрьомін І.В., Згуровець О.В. Можливості використання акумуляторних батарей для стабілізації частоти в об’єднаних енергосистемах з потужними сонячними електростанціями. Відновлювана енергетика. 2018. № 3(54). С. 6—14. URL: https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/161 (дата звернення: 20.03.2025).
11. Кулик М.М., Згуровець О.В. Адаптивна модель регулювання частоти і потужності в енергосистемах з вітровими електростанціями. Системні дослідження в енергетиці. 2018. № 4(55). С. 5—10. https://doi.org/10.15407/pge2018.04.005
12. Олефір Д.О. Бабіч В.Ю., Блінов І.В. Актуальні проблеми забезпечення ОЕС України ресурсами регулювання частоти та потужності. Енергетика: економіка, технології, екологія. 2021. № 3. С. 39—46. https://doi.org/10.20535/1813-5420.3.2021.251196
13. Walsh D., Bradshaw D., Clamp A., Russell K. Optimizing Solar PV Plus Battery Storage. Business & Technology Surveillance: National Rural Electric Cooperative Association (NRECA). 2020. URL: https://www.cooperative.com/programs-services/bts/Documents/TechSurveillance/Surveillance-Optimizing-Solar-Plus-Storage-Dec-2020.pdf   (дата звернення: 20.03.2025).

14. Hassan A. S., Cipcigan L., Jenkins N. Optimal battery storage operation for PV systems with tariff incentives. Applied Energy. 2017. Vol. 203. P. 422—441. http://doi.org/10.17035/d.2017.0038094155

15. Vartiainen E., Masson G., Breyer C., Moser D., Roman Medina E. Impact of weighted average cost of capital, capital expenditure, and other parameters on future utilityscale PV levelised cost of electricity. Prog Photovolt Res Appl. 2019. No 28. P. 439—453. https://doi.org/10.1002/pip.3189

16. Dongol D., Feldmann T., Bollin E. A Model Predictive Control based Peak Shaving Application for a Grid Connected Household with Photovoltaic and Battery Storage. In Proceedings of the 7th International Conference on Smart Cities and Green ICT Systems — SMARTGREENS. 2018. Vol. 1. P. 54—63. https://doi.org/10.5220/0006685300540063

17. Буратинський І., Запорожець А. Метод визначення встановленої потужності електростанцій розподіленої генерації з відновлюваними джерелами енергії та установкою зберігання електроенергії. Технічна електродинаміка. 2025. № 1. С. 65—69. https://doi.org/10.15407/techned2025.01.065

18. Oskouei M.Z., Şeker A.A., Tuncel S., Demirbaş E., Gozel T., Hocaoğlu M.H. et al. A Critical Review on the Impacts of Energy Storage Systems and Demand-Side Management Strategies in the Economic Operation of Renewable-Based Distribution Network. Sustainability. 2022. Vol. 14. P. 2110. https://doi.org/10.3390/su14042110

19. Yao M., Cai X. Energy Storage Sizing Optimization for Large-Scale PV Power Plant. IEEE Access. 2021. Vol. 9. P. 75599—75607. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3081011
20. Rengel A., Tellez A.A., Ortiz L., Ruiz M. Optimal Insertion of Energy Storage Systems Considering the Economic Dispatch and the Minimization of Energy Not Supplied. Energies. 2023. Vol. 16. P. 2593. https://doi.org/10.3390/en16062593

21. Буткевич О.Ф., Юнєєва Н.Т, Гурєєва Т.М, Стецюк П.І. Задача розташування накопичувачів електроенергії в ОЕС України з урахуванням його впливу на потоки потужності контрольованими перетинами. Технічна електродинаміка. 2021. № 4. С. 46—50. https://doi.org/10.15407/techned2020.04.046
22. Кириленко О.В., Блінов І.В., Парус Є.В., Трач І.В. Оцінка ефективності використання систем накопичення електроенергії в електричних мережах. Технічна електродинаміка. 2021. № 4. С. 44—54. https://doi.org/10.15407/techned2021.04.044
23. Парус Є., Блінов І., Олефір Д. Оцінка економічного ефекту від надання системами накопичення електричної енергії послуги балансування в ОЕС України. Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України. 2021. № 60. С. 28—37. https://doi.org/10.15407/publishing2021.60.028
24. Блінов І., Парус Є., Шиманюк П., Ворушило А. Модель оптимізації функціонування мікромережі з СЕС та установкою зберігання енергії. Технічна електродинаміка. 2024. № 5. С. 69—78. https://doi.org/10.15407/techned2024.05.069
25. Almehizia A.A., Al-Ismail F.S., Alohali N.S. et al. Assessment of battery storage utilization in distribution feeders. Energy Transitions. 2020. Vol. 4. P. 101—112. https://doi.org/10.1007/s41825-020-00026-x

26. Fedorchuk S., Ivakhnov A., Bulhakov O., Danylchenko D. Optimization of Storage Systems According to the Criterion of Minimizing the Cost of Electricity for Balancing Renewable Energy Sources. IEEE KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek). Kharkiv, 2020. P. 519—525. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek51551.2020.9250155
27. Формування технологічних структур енергонезалежних громад: монографія. За заг. ред. В.В. Каплуна. Національний університет біоресурсів і природокористування України; Інститут загальної енергетики НАН України. Одеса: ВД «Гельветика», 2024. 312 с.
28. Belderbos A., Delarue E., D’haeseleer W. Calculating the levelized cost of electricity storage. Energy: Expectations and Uncertainty, 39th IAEE International Conference. IAEE. Norway. Jun. 19—22. 2016.
29. Buratynskyi I., Zaporozhets A. Optimization of the Nominal Capacity of the Energy Storage System for Ensuring Security of Electrical Energy Supply. Journal of Automation. Mobile Robotics and Intelligent Systems. Vol. 19. Issue 3 (Sept. 2025). P. 75—81. https://doi.org/10.14313/jamris-2025-027 . https://reference-global.com/article/10.14313/jamris-2025-027

30. Халатов А., Фіалко Н. Газотурбінні та газопоршневі електростанції для розподіленої енергетики України. Системні дослідження в енергетиці. 2025. Vol. 1 (81). P. 4—14. https://doi.org/10.15407/srenergy2025.01.004
31. Buratynskyi I., Nechaieva T., Leshchenko I., Shulzhenko S. Profitability of the PV Plant and BESS Joint Operation on the Electricity Market. Zaporozhets A. (eds) Systems, Decision and Control in Energy V. Studies in Systems, Decision and Control. 2023. Vol. 481. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-35088-7_29
32. Zgurovets O., Kulyk M. Application of Energy Storage for Automatic Load and Frequency Control. Kyrylenko O., Denysiuk S., Derevianko D., Blinov I., Zaitsev I., Zaporozhets A. (eds) Power Systems Research and Operation. Studies in Systems. Decision and Control. 2023. Vol. 220. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-17554-1_4

33. Кузнєцов М.П. Особливості комбінованих енергосистем з відновлюваними джерелами енергії: монографія. Київ: ІВЕ, 2022. 142 с.
34. McIlwaine N., Foley A.M., Best R.J., Morrow, D.J., & Kez D.A. Modelling the effect of distributed battery energy storage in an isolated power system. Energy. 2022. Vol. 263. Part C. 2023. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.125789

35. McIlwaine N., Foley A.M., Kez D.A., Best R., Lu X. & Zhang C. A Market Assessment of Distributed Battery Energy Storage to Facilitate Higher Renewable Penetration in an Isolated Power System. IEEE Access. 2022. Vol. 10. P. 2382—2398. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3139159
36. Mohamed A.A., Best R.J., Liu X.A., Morrow D.J., Pollock J. & Cupples A. Stacking Battery Energy Storage Revenues in Future Distribution Networks. IEEE Access. 2022. P. 35026—35039. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3162587
37. Hotra O., Kulyk M., Babak V., Kovtun S., Zgurovets O., Mroczka J. et al. Organisation of the Structure and Functioning of Self-Sufficient Distributed Power Generation. Energies. 2024. Vol. 17. P. 27. https://doi.org/10.3390/en17010027

38. Чернявський М., Дунаєвська Н., Новосельцев О., Євтухова Т. Порівняльна оцінка собівартості відпуску електроенергії з різних джерел в базовому та регулювальному режимах. Системні дослідження в енергетиці. 2024. Vol. 2 (77). P. 4—15. https://doi.org/10.15407/srenergy2024.02.004
39. Buratynskyi I., Nechaieva T., Zaporozhets A. Financial Model of Operation of Distributed Generation Power Plants with Energy Storage System in Synchronous and Isolated Mode. Zagorodny A., Bogdanov V., Zaporozhets A., Ermolieva T. (eds) Nexus of Sustainability. Studies in Systems, Decision and Control. Vol. 627. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-032-03616-2_13