Особливості проектування системи електроживлення з відновлювальними джерелами енергії в умовах ринку електроенергії

Abstract

Завдяки утворенню ринку електроенергії у 2019 р. доступ до нього отримали незалежні виробники. Дана ініціатива сприяла вільному ціноутворенню вартості електроенергії та в перспективі повинна одночасно зменшити вартість електроенергії й забезпечити стабільність енергосистеми України. Одним з перспективних джерел енергії, що може продаватись на ринку є енергія відновлюваних джерел. При цьому власники систем електроживлення з відновлюваною електроенергетикою мають нестабільну генерацію енергії, що розбалансовує об’єднану енергетичну систему України. Вільне ціноутворення сприятиме балансуванню енергетичної системи, бо на інтервалах дефіциту енергії вона матиме більшу вартість. Тому постачальники енергії з відновлювальних джерел будуть зацікавлені у встановлені акумулюючих потужностей з метою накопичення електроенергії на інтервалах, коли вона є дешевою, і продажу, за умови високої вартості. У статті аналізуються умови прибутковості систем електроживлення з системою акумулювання енергії і без неї залежно від рівня амортизаційних нарахувань і вартості електроенергії. При цьому енергія системи електроживлення без акумулювання енергії одразу продається в мережу без балансування системи, тому доцільнішим є використання системи з акумулюванням, для чого варто забезпечити значну різницю в ціні для проміжків часу з дефіцитом енергії. Доведено, що в системі електроживлення доцільно використовувати один найдешевший тип відновлювального джерела енергії. Тоді як для здешевлення системи електроживлення з акумулюванням енергії доречніше використовувати декілька джерел енергії, потужність яких слабко корелюється. У цьому випадку система акумулювання має меншу енергоємність і меншу вартість. Оскільки статистичні дані про потужність сонячної електроенергії та швидкості вітру для певного регіону задаються у виді масиву числових даних, як правило, параметри системи з максимальним прибутком шукаються чисельними методами, найчастіше – методом градієнтного спуску. При цьому для балансування енергосистеми доцільно, щоб прибуток системи з акумулюванням енергії перевищував прибуток системи без нього, що можливе за умови збільшення різниці максимальної і мінімальної ціни електроенергії протягом дня.Due to the formation of the electricity market in 2019, independent producers gained access to the market. This initiative promotes free pricing of electricity costs and in the long run should simultaneously reduce the cost of electricity and ensure the stability of Ukraine's energy system. One of the promising sources of energy that can be sold on the market is renewable energy. At the same time, the owners of power supply systems with renewable electricity have unstable energy generation, which unbalances the unified energy system of Ukraine. Free pricing will help balance the energy system, because at intervals of energy deficit it will have a higher cost. Therefore, energy suppliers from renewable sources will be interested in installing storage capacity in order to accumulate electricity at intervals when it is cheap, and sell at a high cost. The article analyzes the conditions of profitability of power supply systems with and without energy storage system, depending on the level of depreciation and the cost of electricity. In this case, the energy of the power supply system without energy storage is immediately sold to the grid without balancing the system, so it is more appropriate to use a system with storage, which should provide a significant difference in price for periods of energy shortage. It is proved that it is expedient to use one of the cheapest types of renewable energy source in the power supply system. Whereas to reduce the cost of a power storage system with energy storage, it is more appropriate to use several energy sources whose power is weakly correlated. In this case, the storage system has less energy consumption and lower cost. Since the statistics on solar power and wind speed for a particular region are given as an array of numerical data, as a rule, the parameters of the system with the maximum profit are sought by numerical methods, most often - the gradient descent method. In this case, to balance the power system, it is advisable that the profit of the system with energy storage exceeds the profit of the system without it, which is possible provided that the difference between the maximum and minimum price of electricity during the day.