ІНТЕГРАЦІЯ ПОБУТОВИХ ВОДОНАГРІВАЧІВ У СИСТЕМИ РЕАГУВАННЯ НА ПОПИТ В ЕНЕРГЕТИЧНІЙ СИСТЕМІ
This study presents an extensive investigation of domestic electric storage water heaters (ESWHs) as a flexible demand-side resource in the power system. An analysis of the Ukrainian residential water heater market is conducted, evaluating both their prevalence and technical potential for participat...
Gespeichert in:
| Datum: | 2026 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2026
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1757 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Technical Electrodynamics |
Institution
Technical Electrodynamics| _version_ | 1859471883829772288 |
|---|---|
| author | Кіянчук, В.М. Махотіло, К.В. |
| author_facet | Кіянчук, В.М. Махотіло, К.В. |
| author_sort | Кіянчук, В.М. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-03-10T09:18:01Z |
| description | This study presents an extensive investigation of domestic electric storage water heaters (ESWHs) as a flexible demand-side resource in the power system. An analysis of the Ukrainian residential water heater market is conducted, evaluating both their prevalence and technical potential for participation in demand response programs. An experimental ESWH testbed has been designed and implemented to collect high-precision data on thermal processes within the tank and electricity consumption, serving as a foundation for model validation. A computational mathematical model of ESWH thermal and electrical dynamics has been developed and validated, incorporating both physical system parameters and consumer usage behavior. Using this model, Pareto optimality curves were constructed to identify the trade-off between user comfort levels and ESWH demand-side flexibility. Acceptable consumer comfort temperature ranges and the response of ESWHs to control signals from an aggregator have been established. A two-level system architecture is proposed for integrating ESWHs into demand-side management frameworks using the OpenADR protocol, enabling effective coordination between aggregators, distribution and transmission system operators, and end-users. To validate the proposed approach, experimental simulations were carried out to model the aggregated response of ESWH users to demand activation signals. The research identifies key stages in the development of demand response market products: resource base formation, creation of aggregated flexibility products, and their deployment in the electricity market. Furthermore, the study analyzes barriers hindering the implementation of demand response programs in the residential sector, including low consumer awareness, lack of economic incentives, and limited technological readiness. References 11, table 1, figures 8. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:49:36Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-1757 |
| institution | Technical Electrodynamics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:49:36Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-17572026-03-10T09:18:01Z INTEGRATION OF DOMESTIC ELECTRIC WATER HEATERS INTO DEMAND RESPONSE MECHANISMS OF THE POWER SYSTEM ІНТЕГРАЦІЯ ПОБУТОВИХ ВОДОНАГРІВАЧІВ У СИСТЕМИ РЕАГУВАННЯ НА ПОПИТ В ЕНЕРГЕТИЧНІЙ СИСТЕМІ Кіянчук, В.М. Махотіло, К.В. реагування на попит водонагрівач агрегатор енергоефективність розумна мережа енергомоніторинг ринок електричної енергії demand response water heater aggregator energy efficiency smart grid energy monitoring electricity market oad aggregation This study presents an extensive investigation of domestic electric storage water heaters (ESWHs) as a flexible demand-side resource in the power system. An analysis of the Ukrainian residential water heater market is conducted, evaluating both their prevalence and technical potential for participation in demand response programs. An experimental ESWH testbed has been designed and implemented to collect high-precision data on thermal processes within the tank and electricity consumption, serving as a foundation for model validation. A computational mathematical model of ESWH thermal and electrical dynamics has been developed and validated, incorporating both physical system parameters and consumer usage behavior. Using this model, Pareto optimality curves were constructed to identify the trade-off between user comfort levels and ESWH demand-side flexibility. Acceptable consumer comfort temperature ranges and the response of ESWHs to control signals from an aggregator have been established. A two-level system architecture is proposed for integrating ESWHs into demand-side management frameworks using the OpenADR protocol, enabling effective coordination between aggregators, distribution and transmission system operators, and end-users. To validate the proposed approach, experimental simulations were carried out to model the aggregated response of ESWH users to demand activation signals. The research identifies key stages in the development of demand response market products: resource base formation, creation of aggregated flexibility products, and their deployment in the electricity market. Furthermore, the study analyzes barriers hindering the implementation of demand response programs in the residential sector, including low consumer awareness, lack of economic incentives, and limited technological readiness. References 11, table 1, figures 8. У роботі представлено комплексне дослідження побутових електричних накопичувальних водонагрівачів (ЕНВ) як гнучкого ресурсу для реагування на попит в енергетичній системі. Проведено аналіз українського ринку побутових водонагрівачів, оцінено їхню поширеність та технічний потенціал для участі у програмах реагування на попит. Спроєктовано та реалізовано дослідну установку ЕНВ, яка дає змогу збирати високоточні дані про теплові процеси в баку та споживання електричної енергії, які стали основою для верифікації моделі. Реалізовано та верифіковано комп’ютерну математичну модель теплової та електричної динаміки ЕНВ, побудовану на основі фізичних і поведінкових звичок споживачів. За допомогою цієї моделі побудовано криві оптимальності Парето, які дали можливість визначити компроміс між рівнем комфорту та гнучкістю споживання ЕНВ. Встановлено температурні межі прийнятного комфорту споживача, а також реакцію ЕНВ на сигнали керування від агрегатора. Запропоновано дворівневу архітектуру інтеграції ЕНВ у системи керування попитом з використанням відкритого протоколу OpenADR, що дає змогу агрегатору ефективно взаємодіяти з операторами систем розподілу та передачі, а також кінцевими споживачами. Задля підтвердження результатів виконано експериментальне моделювання поведінки агрегованої групи споживачів у відповідь на сигнали активації. Визначено ключові етапи створення ринкових продуктів реагування на попит: формування ресурсної бази, створення агрегованих продуктів та їхня реалізація на ринку електричної енергії. Проаналізовано бар’єри, які стримують впровадження програм реагування на попит, зокрема низьку інформованість споживачів, відсутність економічних стимулів та обмеженість технологічної готовності. Бібл. 11, табл. 1, рис. 9. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2026-03-05 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1757 10.15407/techned2026.02.070 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 2 (2026): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 070 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 2 (2026): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 070 2218-1903 1607-7970 10.15407/techned2026.02 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1757/1587 Авторське право (c) 2026 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | реагування на попит водонагрівач агрегатор енергоефективність розумна мережа енергомоніторинг ринок електричної енергії Кіянчук, В.М. Махотіло, К.В. ІНТЕГРАЦІЯ ПОБУТОВИХ ВОДОНАГРІВАЧІВ У СИСТЕМИ РЕАГУВАННЯ НА ПОПИТ В ЕНЕРГЕТИЧНІЙ СИСТЕМІ |
| title | ІНТЕГРАЦІЯ ПОБУТОВИХ ВОДОНАГРІВАЧІВ У СИСТЕМИ РЕАГУВАННЯ НА ПОПИТ В ЕНЕРГЕТИЧНІЙ СИСТЕМІ |
| title_alt | INTEGRATION OF DOMESTIC ELECTRIC WATER HEATERS INTO DEMAND RESPONSE MECHANISMS OF THE POWER SYSTEM |
| title_full | ІНТЕГРАЦІЯ ПОБУТОВИХ ВОДОНАГРІВАЧІВ У СИСТЕМИ РЕАГУВАННЯ НА ПОПИТ В ЕНЕРГЕТИЧНІЙ СИСТЕМІ |
| title_fullStr | ІНТЕГРАЦІЯ ПОБУТОВИХ ВОДОНАГРІВАЧІВ У СИСТЕМИ РЕАГУВАННЯ НА ПОПИТ В ЕНЕРГЕТИЧНІЙ СИСТЕМІ |
| title_full_unstemmed | ІНТЕГРАЦІЯ ПОБУТОВИХ ВОДОНАГРІВАЧІВ У СИСТЕМИ РЕАГУВАННЯ НА ПОПИТ В ЕНЕРГЕТИЧНІЙ СИСТЕМІ |
| title_short | ІНТЕГРАЦІЯ ПОБУТОВИХ ВОДОНАГРІВАЧІВ У СИСТЕМИ РЕАГУВАННЯ НА ПОПИТ В ЕНЕРГЕТИЧНІЙ СИСТЕМІ |
| title_sort | інтеграція побутових водонагрівачів у системи реагування на попит в енергетичній системі |
| topic | реагування на попит водонагрівач агрегатор енергоефективність розумна мережа енергомоніторинг ринок електричної енергії |
| topic_facet | реагування на попит водонагрівач агрегатор енергоефективність розумна мережа енергомоніторинг ринок електричної енергії demand response water heater aggregator energy efficiency smart grid energy monitoring electricity market oad aggregation |
| url | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1757 |
| work_keys_str_mv | AT kíânčukvm integrationofdomesticelectricwaterheatersintodemandresponsemechanismsofthepowersystem AT mahotílokv integrationofdomesticelectricwaterheatersintodemandresponsemechanismsofthepowersystem AT kíânčukvm íntegracíâpobutovihvodonagrívačívusistemireaguvannânapopitvenergetičníjsistemí AT mahotílokv íntegracíâpobutovihvodonagrívačívusistemireaguvannânapopitvenergetičníjsistemí |