Відносне оцінювання засобів балансування режимів електроенергетичних систем з відновлюваними джерелами енергії

Abstract

Запропоновано метод дослідження ефективності заходів компенсації нестабільності генерування відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) в електроенергетичних системах (ЕЕС). Через залежність генерування електроенергії сонячними і вітровими електростанціями від природних умов виникають проблеми участі їх в процесі балансування режимів ЕЕС. Виконати запланований і затверджений погодинний графік на наступну добу для них є нереальним. Тому в ЕЕС змушені тримати резерв потужності для компенсації відхилень ВДЕ від прогнозованого графіка генерування. Оскільки ці відхилення можуть бути як в більшу, так і меншу сторони від допустимого, то це відповідним чином формує засоби з балансування режимів ЕЕС. Насамперед використовується загальносистемний резерв (в основному це маневрені потужності теплових і гідроелектростанцій). Оскільки цього резерву недостатньо, то планується використовувати доступні на сьогодні засоби резервування потужності: електрохімічні накопичувачі електроенергії, водневі і біогазові технології. Для аналізу техніко-економічної ефективності будь-яких засобів резервування розроблено математичні моделі на основі теорії подібності і критеріального методу. Такому методу надано перевагу через те, що він за мінімально доступної вихідної інформації забезпечує можливість порівнювати між собою різні способи компенсації нерівномірності генерування ВДЕ, оцінювати їхню співмірність, а також визначити чутливість витрат до потужності способів резервування. Сформовано критеріальні моделі, які дозволяють побудувати залежності витрат на компенсації нерівномірності генерування ВДЕ від потужності засобів резервування. Ці залежності дають можливість обґрунтованіше вибирати на першому етапі ті чи інші способи резервування відповідно до характеристик і вимог ЕЕС. Вони можуть бути уточнені, якщо будуть відомі цінові показники, що діють на сьогодні та на найближчу перспективу.

The method of research of measures of compensation of instability of generation of renewable energy sources in electric power systems is developed in the work. The process of electricity generation by solar and wind power plants depends on natural conditions, which causes problems in the process of balancing regimes in the power system. It is unrealistic for them to fulfill the planned and approved generation schedule for the next day. For this reason, the power system is forced to keep a reserve of power to compensate for deviations of renewable energy sources from the projected generation schedule. Since these deviations can be both to a greater or lesser extent than permissible, it accordingly forms the means to balance the regimes of the power system. The general system reserve is mainly used (mainly shunting capacities of thermal and hydroelectric power plants). As the reserve is not enough, to use the currently available means of electricity backup, so additionally use: electrochemical energy storage, hydrogen and biogas technologies. Mathematical models based on the theory of similarity and the criterion method have been developed to analyze the technical and economic efficiency of indi-vidual means of reservation. This method is preferable because, with the least available source information, it makes it possible to compare different ways of backing up the instability of renewable energy production, assess their proportionality and determine the cost sensitivity to the power of backup methods. Such dependencies make it possible to choose more reasonably at the first stage certain methods of redundancy in accordance with the characteristics and requirements of the electricity system. They can be clarified if the current and short-term price indicators are known.