Local Electrical Energy Systems With Active Consumer: Methods of Construction and Algorithm of Their Functioning

Abstract

УДК 621.31 С.П. Денисюк, д-р техн. наук, проф. ORCID 0000-0002-6299-3680 В.А. Таргонський, магістр ORCID 0000-0003-3801-8284 М.В. Артем'єв, аспірант ORCID 0000-0002-1373-4105 Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» ЛОКАЛЬНІ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ З АКТИВНИМ СПОЖИВАЧЕМ: МЕТОДИ ПОБУДОВИ ТА АЛГОРИТМИ ЇХ ФУНКЦІОНУВАННЯ На основі аналізу зарубіжних літературних джерел виконано їх класифікація за основними задачами модернізації локальних енергосистем згідно положень концепції Smart Grid. Дана коротка характеристика розвитку локальних електроенергетичних систем з наявністю розосередженої генерації та активних споживачів, а також наслідків їх взаємодії з центральною енергосистемою. Розглянуто роль активного споживача як суб'єкта електроенергетичної системи, який спроможний своїми діями суттєво впливати на її стан. Досліджено методи побудови локальних електроенергетичних систем та особливості їх функціонування. Проаналізовано можливості впровадження результатів розвитку локальних електроенергетичних систем з точки зору їх керування, схемних рішень, оптимізації енергетичних процесів та взаємовпливу елементів електричних мереж в умовах України. Наведено моделі ринкових процесів на локальних лібералізованих ринках електроенергії та механізм проведення аукціону на ринку електроенергії. Розкрито роль агрегатора як суб'єкта локального енергетичного ринку та його можливостей в керуванні попитом на енергоресурси та запропоновано оптимальні рішення з модернізації енергетичних процесів на різних ієрархічних рівнях електричної системи. З точки зору керування кінцевим споживачем розглянуто чотирьохшарову структуру взаємодії споживачів електроенергії з елементами електромережі на соціальному, інформаційному та технологічному рівнях. Наведено принцип компенсації реактивної потужності з метою підвищення надійності мережі та показників якості електроенергії. Розглянуто принципи побудови мультиагентних систем керування, її переваги порівняно з іншими системами інтелектуального керування енергетичними процесами, можливості та архітектуру побудови.Ключові слова: локальні системи електропостачання, електрична мережа, агрегатор, мультиагентна система, активний споживач, оптимізація, Smart Grid, Microgrid. ВступРозвиток електроенергетики України згідно положень концепції Smart Grid обумовив появу низки проблем та викликів, які потребують детального їх аналізу та вирішення задля можливого подальшого розвитку національної електроенергетичної галузі в даному напрямку, що має пришвидшити інтеграцію України в Європейський енергетичний простір [44,45,46]. Найбільш доцільним варіантом для вирішення даного питання є використання передового світового досвіду, зокрема, останніх наукових досягнень країн, що досягли найкращих результатів у розвитку електроенергетичної сфери.Вище означене потребує переосмислення принципів керування електроенергетичними процесами в електроенергетичних системах, вдосконалення процесу компенсації реактивної потужності та посиленні ролі інформаційної складової в...

Formation of components of smart platform for the management of power systems and networks

“…Агрегатор попиту і пропозиції -організація, що забезпечує одночасне керування електроспоживаючими обладнанням декількох споживачів і бере участь з їх сумарним обсягом споживання на оптовому ринку електроенергії, потужності і системних послуг [1,4,5]. Одна з першочергових завданьстворення умов для появи організацій-агрегаторів і інших сервісних організацій у сфері інтелектуальної енергетики.…”

“…Системи керування розподільними мережами (distribution management system, DMS) і системи обробки відключень (outage management system, OMS) з плином часу зазнали схожі зміни, значною мірою завдяки розвитку обчислювальної техніки [1,4,5,10,16,20]. Розвиток систем DMS починалося з доповнень до систем SCADA / EMS, адаптованих до рівня розподільних систем, а також з автономних систем.…”

“…-інтегроване керування операціями (при збереженні всіх експлуатаційних даних в одній системі різними суб'єктами (наприклад, співробітники пункту управління, виїзний персонал, конструкторський відділ) можуть використовувати в роботі одне джерело даних); -аналіз зв'язності (завдяки більш повного і глибокого аналізу керування великими і різнорідними електричними мережами може бути більш точним, ефективним і безпечним); -підвищена продуктивність праці (співробітники енергетичної компанії можуть витрачати менше часу на збір інформації та більше -на її використання); -інтеграція даних в масштабі підприємства (можуть бути вдосконалені інформаційні потоки між споживачами, відділом експлуатації, конструкторським відділом і керівництвом); -миттєве охоплення стану мережі (енергетичні компанії можуть отримати набагато більш повне уявлення про стан системи в будь-який момент часу); -оптимізація роботи мережі (система енергопостачання може експлуатуватися найбільш ефективним чином з технічної точки зору Паралельно з лібералізацією енергетичних ринків, децентралізація виробництва електроенергії, тепла і холоду реалізуються в рамках концепції віртуальної електростанції (virtual power plant, VPP) [1,4,5,16,20]. VPP являє собою сукупність малих і дуже малих децентралізованих генераторів електроенргії, контрольованих і керованих системою керування виробництвом і розподілом енергії більш високого рівня.…”

“…Ринки стають децентралізованими, інфраструктура -інтелектуальною, а споживачі переходять до активних, просюмерських моделей поведінки.Складовими діючої на сьогодні домінуючої енергетичної парадигми, що склалися в кінці 20-х роках ХХІ ст., є: домінування джерел електроенергії на основі вуглеводневого палива; великі вертикально інтегровані енергетичні компанії; централізовані електричні мережі; односпрямованість потоків електроенергії -від генератора до споживача; одночасність процесів виробництва та споживання електроенергії; широке використання органічного палива в промисловості та на транспорті [1 -3, 6, 15]. Складові майбутньої (нової) енергетики, що зараз формуються: «чиста енергія» ВДЕ; глибока децентралізація виробництва енергії; зростання ролі електроенергії в структурі споживання паливноенергетичних ресурсів; децентралізовані ринки, приватні інвестиції; інтелектуалізація базової інфраструктури, розвиток технологій Smart Grid; перехід споживачів до активних моделей поведінки; технології накопичення енергії; зростання ефективності використання енергії; зростання рівнів електрифікації промисловості та транспорту [2,5, 8, 9, 13, 15]. Драйверами нових змін є технологічні досягнення в інших галузях, перш за все, у сферах передачі та обробки інформації, інформаційнокомунікаційних технології (ІКТ), силової електроніки та сучасних методів і моделей керування великими системами.…”

Comparative Analysis of the Implementation of Business Models of Prosumers With Renewable Energy Sources

“…Щоб оцінити роль організації просюмеризму в економічних і соціальних змінах постає потреба провести аналіз бізнес-моделей просюмеризму. Це дозволить обґрунтувати встановлення відновлюваної генерації та дослідити, як бізнес-моделі просюмеризму можуть розвиватися разом з іншими елементами електроенергетичної ринкової системи [1,2].Мета роботи. Провести співставний аналіз бізнес-моделей просюмеризму задля виявлення найбільш ефективного функціоналу для розширення просюмеризму в Україні.Результати досліджень.…”