Оперативне керування балансом потужності електроенергетичної системи шляхом забезпечення балансу потужності в кожній окремій локальній електроенергетичній системі

Abstract

У роботі розглядається проблема забезпечення надійного електроенергопостачання в умовах зростаючої частки відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) у складі локальних електроенергетичних систем (ЛЕС). Зокрема, аналізується доцільність оптимального поєднання сонячної та вітрової генерації, використання систем акумулювання енергії та резервних керованих джерел для балансування потужності в умовах змінного навантаження. Запропоновано математичну модель функціонування ЛЕС, яка враховує стохастичний характер виробництва та споживання енергії, а також динаміку зарядного стану акумуляторів. У межах оптимізаційного підходу сформульовано технічні, економічні та екологічні критерії ефективності функціонування системи, включаючи мінімізацію енергетичних втрат, питомих витрат пального та вартості обладнання. Результати дослідження можуть бути використані для підвищення надійності та ресурсоефективності ЛЕС систем із ВДЕ за умов обмеженого доступу до централізованих мереж.

This paper addresses the challenge of ensuring reliable power supply in local energy systems (LES) with a growing share of renewable energy sources (RES). It analyzes the effectiveness of optimally combining solar and wind generation, along with energy storage systems and backup dispatchable sources, to maintain power balance under variable load conditions. A mathematical model of LES operation is proposed, taking into account the stochastic nature of energy production and consumption, as well as the dynamic state of charge of batteries. The optimization approach integrates technical, economic, and environmental performance criteria, including minimization of energy losses, specific fuel consumption, and equipment costs. The research findings can be used to improve the reliability and resource efficiency of decentralized energy systems utilizing RES in areas with limited access to centralized power grids.