Застосування алгоритмів керування системами накопичення енергії інтегрованих в системи з великою часткою відновлених джерел енергії

Abstract

У статті розглянуто актуальні питання забезпечення надійності та стійкості синхронної роботи енергосистеми в умовах стрімкого зростання частки генерації відновлюваних джерел енергії. Зокрема, проаналізовано, як збільшення обсягів генерації від відновлюваних джерел енергії призводить до зниження інерційності енергосистеми, що ускладнює підтримання частоти та балансу потужності в реальному часі. Така ситуація створює нові виклики для операторів систем передачі та розподілу, які змушені адаптувати традиційні підходи до управління режимами роботи мережі. Розглянуто сучасні виклики, пов’язані з інтеграцією відновлюваних джерел енергії в енергосистему, зокрема сонячної та вітрової генерації, які характеризуються високою варіативністю та низькою передбачуваністю. Визначено необхідність впровадження допоміжних системних послуг, таких як регулювання частоти, підтримка напруги та резерви потужності, для забезпечення стабільної роботи мережі в умовах зростаючої децентралізації генерації. Особливу увагу приділено аналізу алгоритмів керування інверторами, які можуть реалізовувати функції віртуальних синхронних машин, імітуючи поведінку традиційних синхронних генераторів. Такий підхід дозволяє забезпечити інерційний відгук, демпфування коливань частоти та синхронізацію з мережею без використання обертових мас. Розглянуто варіанти застосування систем накопичення електроенергії як ключового елементу для компенсації нестабільності відновлюваних джерел енергії. This paper explores the critical issue related to ensuring the reliability and stability of synchronous power system operation under the conditions of a rapid increase in the share of renewable energy generation. In particular, it analyzes how the growing volume of renewable energy sources (RES) leads to a reduction in system inertia, complicating real-time frequency regulation and power balancing. This situation presents new challenges for transmission and distribution system operators, who must adapt traditional grid operation management approaches. The paper examines modern challenges associated with the integration of RES into the power system, particularly solar and wind generation, which are characterized by high variability and low predictability. It highlights the necessity of implementing ancillary services such as frequency regulation, voltage support, and power reserves to maintain stable grid operation amid increasing generation decentralization. Special attention is given to the analysis of inverter control algorithms capable of performing virtual synchronous machine functions, emulating the behavior of conventional synchronous generators. This approach enables the provision of inertial response, frequency oscillation damping, and synchronization with the grid without the use of rotating masses.