Порівняльне дослідження архітектури та систем управління мікромережами енергетичних спільнот з полігенерацією
This study presents a comparative analysis of well-known methods for structuring local microgrids with diverse generation sources, active consumers, and energy storage systems as a prototype of a territorial energy community. The scientific concept disclosed in this publication focuses on justifying...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/897 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1856543940180705280 |
|---|---|
| author | Kaplun, Roman |
| author_facet | Kaplun, Roman |
| author_sort | Kaplun, Roman |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-05-13T11:18:38Z |
| description | This study presents a comparative analysis of well-known methods for structuring local microgrids with diverse generation sources, active consumers, and energy storage systems as a prototype of a territorial energy community. The scientific concept disclosed in this publication focuses on justifying the evaluation methods of operating modes of microgrids with polygeneration to determine their stability and energy efficiency boundaries. Scientific tasks are related to assessment advantages and disadvantages of various methods used for selecting the structure of generating sources and determining demand components to develop optimal scenarios for ensuring the resilience and energy efficiency of such networks. The study compares methods for determining the boundaries of dynamic and static stability in a polygeneration-based microenergy system; management approaches in grid-connected, islanded, and hybrid (considering self-generation) operational modes. Additionally, considered aspects of forming real-time optimal dispatch strategies, and developing market mechanisms for energy community members based on the criterion of minimizing the total cost of electricity supply. Technological efficiency of microenergy system components, economic viability, stability, and reliability were selected as criteria for comparison. The results of the comparative study make it possible to determine optimal approaches for forming the technological structure of a specific energy community, taking into account available local resources, network infrastructure characteristics, seasonal demand fluctuations, and other variables. As the analysis outcome, accents have been made with regards to energy-economic prerequisites for the development of decentralized energy systems with renewable energy sources and combined energy generation installations. It is established that managing the energy efficiency of microgrids with renewable energy sources and system-level energy storage requires the development of new models for load balancing and demand forecasting, as well as theoretical instruments for defining micro-market relationships among energy community participants, specifically ‒ system-level electricity suppliers, local prosumers with predefined generation conditions, and end consumers. |
| first_indexed | 2025-09-24T17:34:11Z |
| format | Article |
| id | oai:www.systemre.org:article-897 |
| institution | System Research in Energy |
| language | English |
| last_indexed | 2025-09-24T17:34:11Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:www.systemre.org:article-8972025-05-13T11:18:38Z COMPARATIVE STUDY OF ARCHITECTURE AND MANAGEMENT SYSTEMS IN ENERGY COMMUNITIES MICROGRIDS WITH POLYGENERATION Порівняльне дослідження архітектури та систем управління мікромережами енергетичних спільнот з полігенерацією Kaplun, Roman energy community, polygeneration-based microenergy systems, technological structures of microgrids, islanded and hybrid operating mode, active consumer, energy management. енергетична спільнота, мікроенергосистема з полігенерацією, технологічні структури мікромереж, острівний та змішаний режими, активний споживач, енергетичний менеджмент. This study presents a comparative analysis of well-known methods for structuring local microgrids with diverse generation sources, active consumers, and energy storage systems as a prototype of a territorial energy community. The scientific concept disclosed in this publication focuses on justifying the evaluation methods of operating modes of microgrids with polygeneration to determine their stability and energy efficiency boundaries. Scientific tasks are related to assessment advantages and disadvantages of various methods used for selecting the structure of generating sources and determining demand components to develop optimal scenarios for ensuring the resilience and energy efficiency of such networks. The study compares methods for determining the boundaries of dynamic and static stability in a polygeneration-based microenergy system; management approaches in grid-connected, islanded, and hybrid (considering self-generation) operational modes. Additionally, considered aspects of forming real-time optimal dispatch strategies, and developing market mechanisms for energy community members based on the criterion of minimizing the total cost of electricity supply. Technological efficiency of microenergy system components, economic viability, stability, and reliability were selected as criteria for comparison. The results of the comparative study make it possible to determine optimal approaches for forming the technological structure of a specific energy community, taking into account available local resources, network infrastructure characteristics, seasonal demand fluctuations, and other variables. As the analysis outcome, accents have been made with regards to energy-economic prerequisites for the development of decentralized energy systems with renewable energy sources and combined energy generation installations. It is established that managing the energy efficiency of microgrids with renewable energy sources and system-level energy storage requires the development of new models for load balancing and demand forecasting, as well as theoretical instruments for defining micro-market relationships among energy community participants, specifically ‒ system-level electricity suppliers, local prosumers with predefined generation conditions, and end consumers. Статтю присвячено порівняльному дослідженню відомих методів структурування локальних мікромереж з різнорідними джерелами, активними споживачами та накопичувачами електроенергії як прототипу територіальної енергетичної спільноти. Особливістю наукової ідеї є обґрунтування методів оцінювання режимів мікромереж з полігенерацією для визначення меж їх стійкості та енергоефективності. Наукове завдання має на меті оцінювання переваг та недоліків використання різних методів щодо вибору структури генеруючих джерел та визначення складових попиту для формування найкращих сценаріїв забезпечення живучості та енергоефективності мереж такого типу. Порівнюються методи визначення границь динамічної та статичної стійкості мікроенергосистеми з полігенерацією, управління в мережевому, острівному та змішаному (з урахуванням власної генерації) режимах, формування оптимальних у реальному часі стратегій диспетчеризації та ринкових механізмів для членів енергетичної спільноти за критерієм мінімальних приведених витрат на електрозабезпечення. У якості порівняльних критеріїв розглядалась технологічна ефективність структурних елементів мікроенергосистеми, економічність, стабільність та надійність. Результати порівняльного дослідження дають можливість визначити оптимальні підходи щодо формування технологічної структури конкретної енергетичної спільноти з урахуванням наявних місцевих ресурсів, особливостей мережевого господарства, сезонних попитів та інших змінних. Внаслідок аналізу зроблені акценти щодо енергоекономічних передумов для розвитку децентралізованих енергосистем з відновлюваними джерелами та установками комбінованого енерговиробництва. Встановлено, що управління енергоефективністю мікромереж з відновлюваними джерелами та накопичувачами електроенергії системного рівня шляхом впровадження систем енергетичного менеджменту вимагає розроблення нових моделей балансування та прогнозування попиту навантаження, теоретичного інструментарію для обґрунтування мікроринкових відносин між учасниками енергетичної спільноти − постачальниками електроенергії системного рівня, локальними активними споживачами із заздалегідь визначеними умовами генерації та кінцевими споживачами. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2025-05-07 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/897 10.15407/srenergy2025.02.054 System Research in Energy; No. 2 (82) (2025): System Research in Energy; 54-76 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (82) (2025): Системні дослідження в енергетиці; 54-76 2786-7102 2786-7633 en https://systemre.org/index.php/journal/article/view/897/807 |
| spellingShingle | енергетична спільнота мікроенергосистема з полігенерацією технологічні структури мікромереж острівний та змішаний режими активний споживач енергетичний менеджмент. Kaplun, Roman Порівняльне дослідження архітектури та систем управління мікромережами енергетичних спільнот з полігенерацією |
| title | Порівняльне дослідження архітектури та систем управління мікромережами енергетичних спільнот з полігенерацією |
| title_alt | COMPARATIVE STUDY OF ARCHITECTURE AND MANAGEMENT SYSTEMS IN ENERGY COMMUNITIES MICROGRIDS WITH POLYGENERATION |
| title_full | Порівняльне дослідження архітектури та систем управління мікромережами енергетичних спільнот з полігенерацією |
| title_fullStr | Порівняльне дослідження архітектури та систем управління мікромережами енергетичних спільнот з полігенерацією |
| title_full_unstemmed | Порівняльне дослідження архітектури та систем управління мікромережами енергетичних спільнот з полігенерацією |
| title_short | Порівняльне дослідження архітектури та систем управління мікромережами енергетичних спільнот з полігенерацією |
| title_sort | порівняльне дослідження архітектури та систем управління мікромережами енергетичних спільнот з полігенерацією |
| topic | енергетична спільнота мікроенергосистема з полігенерацією технологічні структури мікромереж острівний та змішаний режими активний споживач енергетичний менеджмент. |
| topic_facet | energy community polygeneration-based microenergy systems technological structures of microgrids islanded and hybrid operating mode active consumer energy management. енергетична спільнота мікроенергосистема з полігенерацією технологічні структури мікромереж острівний та змішаний режими активний споживач енергетичний менеджмент. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/897 |
| work_keys_str_mv | AT kaplunroman comparativestudyofarchitectureandmanagementsystemsinenergycommunitiesmicrogridswithpolygeneration AT kaplunroman porívnâlʹnedoslídžennâarhítekturitasistemupravlínnâmíkromerežamienergetičnihspílʹnotzpolígeneracíêû |