Evaluation of the parameters of optimized coating of load graphs in the modes of synchronous operation of the power systems of Ukraine and Poland for characteristic days on the example of the actual values of the established power and load graphs
A mathematical model is proposed for optimizing the modes of using the generating capacities of the national energy system in the conditions of competition and interstate agreements and requirements, which has the advantages of adequately modeling the modes of using hydroelectric units and power uni...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/552 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1871104044438650880 |
|---|---|
| author | Denysov V.A. |
| author_facet | Denysov V.A. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Denysov V.A.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Denysov V.A. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:42Z |
| description | A mathematical model is proposed for optimizing the modes of using the generating capacities of the national energy system in the conditions of competition and interstate agreements and requirements, which has the advantages of adequately modeling the modes of using hydroelectric units and power units, for the mode of synchronous operation of the power systems of Ukraine and Poland for characteristic days, using the example of actual values of installed capacity and load schedules. The model belongs to the class of optimization problems with the criterion of minimizing the costs of production and import of electricity. It is implemented in the SolverStudio optimization package in the MathProg algebraic modeling language using the COIN-OR PuLP modeling language. The use of the model made it possible to explore the possibilities of optimized dispatching of generating capacities, as well as reserve capacities of large-capacity storages, the limits of permissible values for the parameters of generating and storage capacities, and cross-border flows, in which stable balanced operation of the unified energy system is possible. Model calculations of the parameters that provide optimized coverage of load curves for a typical day are performed using the example of actual values of installed capacity and load curves in 2018. The specific features accounting of the operation of generating, reserve and storage capacities of power systems in the model made it possible to determine and explore the possibilities of optimized dispatching of the components, the boundaries of permissible values of the parameters of generating and storage capacities, under which stable balanced operation of energy systems in synchronous operation modes is possible. The simulation results can be applied in the tasks of forming predictive balances for covering daily schedules of electrical loads to study the prospects for short- and long-term development of storage and generating capacities, the optimal achievable volumes of cross-border electricity flows between the energy systems of Ukraine and neighboring countries included in ENTSO-E, which is relevant in conditions of connection to these power systems. |
| doi_str_mv | 10.15407/pge2022.01-02.050 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:02:11Z |
| format | Article |
| fulltext |
50
В. ДЕНИСОВ
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2022, issue 1-2(68-69)
1. Вступ
Введення до структури генеруючих потуж-
ностей об’єднаних енергосистем ВДЕ великої
потужності може призвести до недопустимих
відхилень частоти в системі. Одним із реаль-
них способів стабілізації частоти і потужності в
об’єднаних енергосистемах із потужними СЕС,
ВЕС та іншими генеруючими потужностями
ВДЕ у їх складі може бути об’єднання ОЕС Укра-
їни з енергосистемами Євросоюзу ENTSO-E.
Таке об’єднання дозволить забезпечити точність
регулювання частоти і потужності в таких інте-
гральних ОЕС не меншу за нормативну точність
енергосистем Євросоюзу ENTSO-E.
Актуальним для таких об’єднаних енергосис-
тем є збільшення точності прогнозування обся-
гів генерування та потужності [1] для кожного
дня та у межах однієї доби з часовим інтервалом
одна година, а також оцінки рівнів збурень, які
виникають за рахунок мінливості параметрів ві-
трової та сонячної генерацій.
Також, не викликає сумніву актуальність роз-
роблення та модифікації математичних моделей,
методів та програмно-інформаційних засобів для
дослідження в динаміці процесів розповсюджен-
ня нових, високоефективних технологій перетво-
рення та використання енергії у великих систе-
мах енергетики в умовах конкуренції та при об-
меженнях, що існують при функціонуванні між-
державних об’єднань.
З урахуванням цього розроблено нову мо-
дель математичного програмування з цілочис-
ловими змінними оптимізації складу та режи-
мів навантаження генеруючих потужностей
ISSN 2522-4344 (Online), ISSN 1562-8965 (Print). The problems of general energy, 2022, 1-2(68-69): 50–57
doi: https://doi.org/10.15407/pge2022.01-02.050
УДК 621.3:519.8 Віктор Денисов, https://orcid.org/0000-0002-3297-1114,
Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172, м. Київ, 03150, Україна
e-mail: visedp@gmail.com
ОЦІНКА ПАРАМЕТРІВ ОПТИМІЗОВАНОГО ПОКРИТТЯ ГРАФІКІВ НАВАНТАЖЕНЬ
У РЕЖИМАХ СИНХРОННОЇ РОБОТИ ЕНЕРГОСИСТЕМ УКРАЇНИ ТА ПОЛЬЩІ
ДЛЯ ХАРАКТЕРНИХ ДІБ НА ПРИКЛАДІ ФАКТИЧНИХ ЗНАЧЕНЬ
ВСТАНОВЛЕНОЇ ПОТУЖНОСТІ ТА ГРАФІКІВ НАВАНТАЖЕННЯ
Анотація. Запропоновано математичну модель оптимізації режимів використання ге-
неруючих потужностей національної енергосистеми в умовах конкуренції та міждер-
жавних угод і вимог, що має переваги адекватного моделювання режимів використання
гідроагрегатів та енергоблоків у режимах синхронної роботи енергосистем України та
Польщі для характерних діб на прикладі фактичних значень встановленої потужності
та графіків навантаження. Модель, що відноситься до класу оптимізаційних задач із
критерієм мінімізації витрат на виробництво та імпорт електроенергії, реалізована на
мові алгебраїчного моделювання MathProg, яка є складовою оптимізаційного пакету
SolverStudio і використовує мову моделювання COIN-OR PuLP. Використання моделі
дозволило дослідити можливості оптимізованої диспетчеризації генеруючих потуж-
ностей, а також резервних потужностей накопичувачів великої ємності, меж допусти-
мих значень параметрів генеруючих і накопичуючих потужностей та транскордонних
перетоків, при яких можлива стійка збалансована робота об’єднаної енергетичної сис-
теми. Виконані модельні розрахунки параметрів, що забезпечують оптимізоване по-
криття графіків навантажень для критичних діб на прикладі фактичних значень встанов-
леної потужності та графіків навантаження у 2018 р. Урахування в моделі специфічних
особливостей роботи генеруючих, резервних та накопичувальних потужностей енер-
госистем дозволило визначити і дослідити можливості оптимізованої диспетчеризації
складових, меж допустимих значень параметрів генеруючих і накопичуючих потужнос-
тей, при яких можлива стійка збалансована робота енергетичних систем у режимах
синхронної роботи. Результати моделювання можуть бути застосовані в задачах фор-
мування прогнозних балансів покриття добових графіків електричних навантажень для
дослідження перспектив коротко- і довгострокового розвитку накопичувальних та ге-
неруючих потужностей, оптимальних досяжних обсягів транскордонних перетоків елек-
троенергії між енергосистемами України та сусідніх країн, що входять до ENTSO-E, що
є актуальним в умовах підключення до цих енергосистем.
Ключові слова: графіки навантажень, режими синхронної роботи енергосистем України
та Польщі.
© В. ДЕНИСОВ, 2022
51
Оцінка параметрів оптимізованого покриття графіків навантажень у режимах синхронної роботи енергосистем України та Польщі
для характерних діб на прикладі фактичних значень встановленої потужності та графіків навантаження
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2022, issue 1-2(68-69)
енергосистем, що функціонують у межах єди-
ної синхронної зони, зокрема, континентальної
Європи ENTSO-E.
2. Матеріали та методи
Модель відноситься до класу оптимізацій-
них задач – Optimal Unit Commitment of Power
System (задач оптимального завантаження гене-
руючих потужностей енергосистем) із критері-
єм мінімізації витрат на виробництво та імпорт
електроенергії.
У загальному вигляді математична модель
складається з критерію оптимальності та обме-
жень. Критерій оптимальності – мінімальні ви-
трати на генерацію та передавання електроенер-
гії між суміжними енергосистемами:
R T G
Gen Gen Start Start
rtg rtg rtg rtg
r t g
P c S c
\
1
R k r
Imp Imp Transf
rkt kt kr
k
P c a min .
У модел і передбачається:
– дотримання точного (суворого) балансу ви-
робництва – споживання – імпорту – експорту
електроенергії:
\
1
;
R k r
Gen Imp Exp
r g rkt rkt r
k
P P
G
t t
g
P D
; ;t T r R
– обмеження на пропускну спроможність
ЛЕП (Net Transfer Capacity):
; ; Exp NTC Imp NTC
rkt kr rkt krP F P F
; ; ;t T r R k R k r
– також вимагається суворе дотримання на-
прямів перетоку електричної потужності для
кожного вузла (виключення ситуації наявності
одночасного імпорту та експорту з одного вузла
енергосистеми) – імпорт з вузла r до вузла k має
дорівнювати експорту з вузла k до вузла r:
0 : ;Imp Exp
rkt krtP P t T
; ,r R k R k r
де: T – період (час у годинах); R(k) – множина
вузлів; G – множина генеруючих потужностей;
P – потужність, МВт; c – вартість витрат на ви-
робництво та імпорт електроенергії, $/МВт год;
D – потужність споживання, МВт; F – макси-
мальна пропускна спроможність ЛЕП, МВт.
За рахунок того, що у моделі враховано спе-
цифічні особливості роботи генеруючих, резерв-
них та накопичувальних потужностей енергосис-
тем України та Польші – встановлені потужності
складових енергосистем, граничні можливості
зміни потужності накопичення та генерації елек-
троенергії агрегатів, математична модель опти-
мізації режимів використання генеруючих по-
тужностей національної енергосистеми в умовах
конкуренції та міждержавних угод і вимог має
переваги адекватного моделювання режимів ви-
користання гідроагрегатів ГАЕС та енергоблоків
ТЕС і АЕС України.
Модель реалізована на мові алгебраїчного
моделювання MathProg, що є складовою опти-
мізаційного пакету SolverStudio і використовує
мову моделювання COIN-OR PuLP [2]. Вико-
ристання моделі дозволило дослідити можли-
вості оптимізованої диспетчеризації генеру-
ючих потужностей АЕС, ТЕС, ГЕС та ГАЕС,
а також генеруючих та резервних потужнос-
тей накопичувачів великої ємності в складі
синхронної роботи енергосистем України та
Польщі, меж допустимих значень параметрів
генеруючих і накопичуючих потужностей та
транскордонних перетоків, при яких можлива
стійка збалансована робота об’єднаної енерге-
тичної системи.
Для визначення оптимальних режимів ви-
користання генеруючих і накопичуючих по-
тужностей, обсягів транскордонних перетоків
та резервів при покритті графіків електричних
навантажень без використання і з використан-
ням накопичувачів при різних значеннях сумар-
ної встановленої та пікових потужності СЕС та
ВЕС, що забезпечать стійку збалансовану роботу
об’єднаної енергетичної системи у синхронному
режимі, було розроблено програмно-інформацій-
ний комплекс ПІК_Solver_studio.
Використання програмно-інформаційного комп-
лексу ПІК_Solver_studio для модельних роз-
рахунків дозволило одержати параметри, що за-
безпечують оптимізоване покриття графіків на-
вантажень у режимах синхронної роботи енер-
госистем України та Польщі для характерних
діб, а саме доби максимального навантаження
22 грудня, доби мінімального навантаження
27 травня та доби з найбільшим обсягом вироб-
ництва електроенергії протягом повені весняно-
го сезону 14 квітня на прикладі фактичних зна-
чень встановленої потужності [3] та графіків на-
вантаження [4, 5] у 2018 р.
Формування параметрів вихідних даних ви-
конано з урахуванням вимог документів [6–9],
зокрема враховані вимоги до необхідних обсягів
резервування, таких як:
52
В. ДЕНИСОВ
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2022, issue 1-2(68-69)
− резерви автоматичного відновлення час-
тоти;
− резерви підтримки частоти;
− резерв підтримки частоти в аварійних ре-
жимах;
− резерв підтримки частоти в нормальному
режимі;
− резерви відновлення частоти;
− резерви відновлення частоти оператором.
Також враховано можливі обсяги техноло-
гічних перетоків електроенергії, обумовлені па-
ралельною роботою енергосистем України та
Польщі [10–13].
Обсяги сумарного навантаження за 2018 р.
склали для України 157 859 645 МВт-годин, а для
Польщі – 171 084 167 Мвт-годин.
Для кожної з перелічених характерних діб ви-
значені значення найбільш вагомих параметрів,
що були використані при формуванні вихідних
даних у процесі математичного моделювання.
Результати модельних розрахунків для доби з
найбільшим обсягом виробництва електроенер-
гії протягом повені весняного сезону 14 квітня
2018 р. представлені нижче.
Значення найбільш вагомих параметрів, що
були використані при формуванні вихідних да-
них у процесі математичного моделювання наве-
дено нижче.
Українська енергосистема. Використову-
вана агрегована потужність АЕС у режимі ба-
зової генерації при моделюванні була прийнята
10 600 МВт. Максимальна агрегована потуж-
ність ТЕС – 5 500 МВт. Максимальна агрегова-
на потужність ГЕС – 3 695 МВт, а сумарна до-
пустима генерация ГЕС за добу з найбільшим
обсягом виробництва електроенергії протягом
повені весняного сезону – 48 774 МВт-годин.
Максимальна агрегована потужність ГАЕС –
1 825 МВт, а сумарна допустима генерация
ГАЕС за добу – 4 155 МВт-годин. Встановле-
на потужність ВЕС – 1 100 МВт. Встановле-
на потужність СЕС – 3 200 МВт. Встановлена
потужність накопичувачів – 1 700 МВт при за-
гальній ємності 4 800 МВт-годин.
Енергосистема Польщі. Максимальна
агрегована потужність ТЕС вугільної антар-
цитної генерації – 13 000 МВт. Максимальна
агрегована потужність ТЕС буровугільної ге-
нерації – 3 500 МВт. Максимальна агрегова-
на потужність газової генерації – 3 017 МВт.
Максимальна агрегована потужність нафто-
вої генерації – 359 МВт. Максимальна агре-
гована потужність ГАЕС – 1 785 МВт, а су-
марна допустима генерация ГАЕС за добу –
4 064 МВт-годин. Встановлена потужність
ВЕС – 1 132 МВт. Встановлена потужність
СЕС – 2 200 МВт. Встановлена потужність на-
копичувачів – 1 700 МВт при загальній ємності
4 800 МВт-годин.
Прогнозована потужність інтерконекторів,
тобто допустимих перетоків між енергосистема-
ми – 800 МВт.
3. Результати
Фактичну погодинну (для годин з початку
року) потужність (МВт) ВЕС і СЕС енергосис-
тем України та Польщі [3–5] 14 квітня 2018 р.
представлено в табл. 1 та на рис. 1.
Tаблиця 1. Фактична погодинна
(для годин з початку року) потужність (МВт)
ВЕС і СЕС енергосистем України
та Польщі [3–5] 14 квітня 2018 р.
Години
року ВЕС_UA СЕС_UA ВЕС_PL СЕС_PL
2474 38 0 49 0
2475 71 0 91 0
2476 98 0 127 0
2477 202 62 260 0
2478 290 103 373 53
2479 290 186 373 88
2480 361 316 464 160
2481 344 480 443 271
2482 284 660 366 413
2483 175 829 225 567
2484 180 822 232 713
2485 333 779 429 707
2486 306 657 394 670
2487 208 567 267 565
2488 202 452 260 487
2489 126 299 162 388
2490 60 129 77 257
2491 44 0 56 111
2492 180 0 232 0
2493 393 0 506 0
2494 530 0 682 0
2495 760 0 977 0
2496 546 0 703 0
2497 530 0 682 0
Результати розрахунків погодинного (для го-
дин з початку року) навантаження, генерації та
перетоків (МВт) у режимі синхронної роботи
енегосистем України та Польщі 14 квітня 2018 р.
представлені в табл. 2 та на рис. 2, 3.
Результати розрахунків погодинної (для годин
з початку року) потужності ГАЕС і накопичу-
вачів енегосистем України та Польщі 14 квітня
2018 р. представлені в табл. 2 та на рис. 4.
53
Оцінка параметрів оптимізованого покриття графіків навантажень у режимах синхронної роботи енергосистем України та Польщі
для характерних діб на прикладі фактичних значень встановленої потужності та графіків навантаження
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2022, issue 1-2(68-69)
Рис. 2. Результати розрахунків погодинного (для годин з початку року)
навантаження та генерації енергосистем України та Польщі 14 квітня 2018 р.
Рис. 1. Фактична погодинна (для годин з початку року) потужність (МВт) ВЕС і СЕС
енергосистем України та Польщі 14 квітня 2018 р.
TEC UATEC UA
ГЕС UAГЕС UA
Антрацит PLАнтрацит PL
Бурий вуг PLБурий вуг PL
ГАЗ PLГАЗ PL
AEC UAAEC UA
54
В. ДЕНИСОВ
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2022, issue 1-2(68-69)
Та
бл
иц
я
2.
Р
ез
ул
ьт
ат
и
ро
зр
ах
ун
кі
в
по
го
ди
нн
ог
о
(д
ля
го
ди
н
з
по
ча
тк
у
ро
ку
) н
ав
ан
та
ж
ен
ня
, г
ен
ер
ац
ії
та
п
ер
ет
ок
ів
(М
В
т)
у
ре
ж
им
і с
ин
хр
он
но
ї р
об
от
и
ен
ег
ос
ис
те
м
Ук
ра
їн
и
та
П
ол
ьщ
і 1
4
кв
іт
ня
2
01
8
р.
Го
ди
ни
ро
ку
Н
ав
ан
та
-
ж
ен
ня
У
К
РА
ЇН
А
П
Е
РЕ
ТО
К
П
О
Л
Ь
Ш
А
А
ЕС
U
A
ТЕ
С
U
A
ГЕ
С
U
A
БА
Т
U
A
ГЕ
Н
БА
Т
U
A
за
ря
д
ГА
ЕС
U
A
ГЕ
Н
ГА
ЕС
U
A
на
со
с
П
от
уж
ні
ст
ь
пе
ре
то
ку
:
з П
ол
ьщ
і д
о
Ук
ра
їн
и
«–
»
з У
кр
аї
ни
д
о
П
ол
ьщ
і «
+»
А
нт
ра
-
ци
т
PL
Бу
ре
ву
гі
лл
я
PL
ГА
З
PL
Н
аф
та
PL
БА
Т
PL
ГЕ
Н
БА
Т
PL
за
ря
д
ГА
ЕС
PL
Г
ЕН
ГА
ЕС
PL
на
со
с
24
74
34
54
8
10
60
0
49
50
20
32
0
0
21
9
–7
24
0
11
70
0
31
50
30
17
52
0
0
21
4
–7
50
24
75
34
51
5
10
60
0
49
50
20
32
0
0
21
9
–7
84
0
11
70
0
31
50
30
17
52
0
0
21
4
–7
98
24
76
34
59
1
10
60
0
49
50
20
32
0
0
21
9
–7
91
0
11
70
0
31
50
30
17
52
0
0
21
4
–7
78
24
77
34
70
4
10
60
0
49
50
20
32
0
0
21
9
–5
77
0
11
70
0
31
50
30
17
52
0
0
21
4
–1
17
8
24
78
34
92
4
10
60
0
49
50
20
32
0
0
21
9
–1
41
5
0
11
71
5
35
00
30
17
52
0
0
21
4
–7
79
24
79
37
22
7
10
60
0
49
50
20
32
0
0
21
9
–9
45
0
13
00
0
35
00
30
17
52
0
0
21
4
–3
49
24
80
39
44
2
10
60
0
53
63
20
32
0
0
21
9
0
–7
92
13
00
0
35
00
30
17
52
15
2
0
21
4
0
24
81
40
46
5
10
60
0
55
00
20
32
36
0
21
9
0
–7
92
13
00
0
35
00
30
17
52
70
0
0
27
9
0
24
82
40
75
7
10
60
0
55
00
20
32
10
3
0
21
9
0
–7
92
13
00
0
35
00
30
17
52
70
0
0
31
9
0
24
83
40
69
6
10
60
0
54
80
20
32
0
0
21
9
0
–7
92
13
00
0
35
00
30
17
52
70
0
0
30
8
0
24
84
40
15
7
10
60
0
51
57
20
32
0
0
21
9
0
–7
92
13
00
0
35
00
30
17
52
42
6
0
21
4
0
24
85
39
81
4
10
60
0
49
50
20
32
0
0
21
9
0
–7
24
13
00
0
35
00
30
17
52
0
–1
1
21
4
0
24
86
39
08
5
10
60
0
49
50
20
32
0
0
21
9
–4
97
0
13
00
0
35
00
30
17
52
0
–2
8
21
4
0
24
87
38
64
5
10
60
0
49
50
20
32
0
0
21
9
–4
40
0
13
00
0
35
00
30
17
52
0
–1
05
21
4
0
24
88
38
20
9
10
60
0
49
50
20
32
0
0
21
9
–2
39
0
13
00
0
35
00
30
17
52
0
–4
88
21
4
–4
9
24
89
37
89
5
10
60
0
49
50
20
32
0
0
21
9
–1
40
0
13
00
0
35
00
30
17
52
0
0
21
4
–5
24
24
90
37
97
1
10
60
0
51
44
20
32
0
0
21
9
0
0
13
00
0
35
00
30
17
52
0
0
21
4
–3
31
24
91
39
52
9
10
60
0
55
00
20
32
70
0
0
21
9
0
–3
2
13
00
0
35
00
30
17
52
48
4
0
21
4
0
24
92
41
96
9
10
60
0
55
00
20
32
70
0
0
13
69
0
28
13
00
0
35
00
30
17
52
70
0
0
10
87
0
24
93
40
14
2
10
60
0
55
00
20
32
70
0
0
34
9
0
0
13
00
0
35
00
30
17
52
27
7
0
21
4
0
24
94
37
41
4
10
60
0
50
69
20
32
0
0
21
9
–5
2
0
11
83
1
35
00
30
17
52
0
0
21
4
–2
80
24
95
34
88
0
10
60
0
49
50
20
32
0
–7
06
21
9
–2
86
–3
15
11
70
0
31
50
30
17
52
0
–1
51
6
21
4
–2
80
24
96
32
94
6
10
60
0
49
50
20
32
0
–1
55
2
21
9
–2
86
0
11
70
0
31
50
30
17
52
0
–1
70
0
21
4
–6
99
24
97
32
09
5
10
60
0
49
50
20
32
0
–6
68
21
9
–1
39
0
0
11
70
0
31
50
30
17
52
0
–1
56
2
21
4
–1
43
2
55
Оцінка параметрів оптимізованого покриття графіків навантажень у режимах синхронної роботи енергосистем України та Польщі
для характерних діб на прикладі фактичних значень встановленої потужності та графіків навантаження
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2022, issue 1-2(68-69)
Рис. 4. Результати розрахунків погодинної (для годин з початку року) потужності ГАЕС
і накопичувачів енегосистем України та Польщі 14 квітня 2018 р.
Рис. 3. Результати розрахунків погодинної (для годин з початку року)
потужності перетоків між енегосистемами України та Польщі 14 квітня 2018 р.
56
В. ДЕНИСОВ
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2022, issue 1-2(68-69)
Результати модельних розрахунків показу-
ють, що нарощування пропускної спроможності
міждержавних ліній електропередачі між Украї-
ною та Польщею (а в перспективі з іншими енер-
госистемами країн, що є членами ENTSO-E), і
як наслідок збільшення обсягів можливих пе-
ретоків електроенергії між енергосистемами
мають позитивний вплив як на збалансованість
кожної енергосистеми, зокрема, більш рівно-
мірні графіки генерування електричної потуж-
ності тепловими електростанціями, так і на
екологічність електроенергетики енергосистем,
зокрема, можливість збільшення навантаження
енергоблоків АЕС в Україні і відповідно змен-
шення обсягів генерування електроенергії ТЕС,
які є основним джерелом викидів шкідливих ре-
човин та парникових газів.
4. Висновки
За допомогою моделі математичного про-
грамування на базі програмно-інформаційно-
го комплексу ПІК_Solver_studio, застосування
якого забезпечує пошук оптимальних режимів
резервування та завантаження генеруючих та
накопичувальних потужностей при покритті
графіків навантажень у режимах синхронної
роботи енергосистем України та Польщі, ви-
конані модельні розрахунки параметрів, що
забезпечують оптимізоване покриття графіків
навантажень для характерних діб, а саме доби
максимального навантаження 22 грудня, доби
мінімального навантаження 27 травня та доби з
найбільшим обсягом виробництва електроенер-
гії протягом повені весняного сезону 14 квітня
на прикладі фактичних значень встановленої
потужності та графіків навантаження в 2018 р.
Урахування в моделі специфічних особливос-
тей роботи генеруючих, резервних та накопи-
чувальних потужностей енергосистем України
та Польші – встановлені потужності складових
енергосистем, граничні можливості зміни по-
тужності накопичення та генерації електроенер-
гії агрегатів, забезпечує переваги адекватного
моделювання режимів використання гідроагре-
гатів ГАЕС та енергоблоків ТЕС і АЕС України.
Моделювання дозволило визначити та дослі-
дити можливості оптимізованої диспетчеризації
складових енергосистем України та Польші, меж
допустимих значень параметрів генеруючих і
накопичуючих потужностей, при яких можлива
стійка збалансована робота енергетичних систем
у режимах синхронної роботи.
Результати моделювання можуть бути за-
стосовані в задачах формування прогнозних
балансів покриття добових графіків електрич-
них навантажень для дослідження перспектив
коротко- і довгострокового розвитку накопи-
чувальних та генеруючих потужностей, опти-
мальних досяжних обсягів транскордонних
перетоків електроенергії між енергосистема-
ми України та сусідніх країн, що входять до
ENTSO-E, що є актуальним в умовах планує-
мого підключення до цих енергосистем.
References
1. Shulzhenko, S.V. (2021). Statistical processing of
wind and solar PV generation variability for assess-
ment of additional power system fl exibility. The Prob-
lems of General Energy, 1(64),14—28. https://doi.
org/10.15407/pge2021.01.014
2. SolverStudio. URL: https://solverstudio.org/ (Last
accessed: 21.12.2021).
3. ENTSO-E Installed Capacity per Production
Type. Installed Generation Capacity Aggregat-
ed [14.1.A] 2018. URL: https://transparency.entsoe.
eu/generation/r2/installedGenerationCapacityAggre-
gation/ (Last accessed: 21.12.2021).
4. Daily electricity generation/consumption sched-
ule, National Power Company “Ukrenergo”. Online:
https://ua.energy/transmission-and-dispatching/dis-
patch-information/daily-electricity-production-con-
sumption-schedule /(Last accessed: 04.02.2022).
5. ENTSO-E Total Load – Day Ahead / Actual. URL:
https://transparency.entsoe.eu/load-domain/r2/to-
talLoadR2/show# / Total Load - Day Ahead _ Actu-
al_201801010000-201901010000.xlsx
6. Commission Regulation (EU) 2017/1485. URL:
https://www.entsoe.eu/network_codes/sys-ops/ (Last
accessed: 21.12.2021).
7. Frequency Containment Reserves or FCR, source:
«Transmission Network Code». URL: https://ua.energy/
8. Methodology for the dimensioning of the aFRR needs.
URL: https://www.elia.be/-/media/project/elia/elia-
site/public-consultations/2020/20200602_20200529_
afrrdim_pc.pdf (Last accessed: 07.12.2021).
9. Developing Balancing Systems to Facilitate The
Achievement Of Renewable Energy Goals. URL:
https://www.entsoe.eu/fileadmin/user_upload/_li-
brary/position_papers/111104_RESBalancing_fi nal.
pdf (Last accessed: 01.12.2021).
10. Measures For Integration Of Ukrainian Eco With
Entso-E Energy System. URL: https://www.ntseu.
net.ua/stories/455-top-7-01?start=1 (Last accessed:
07.12.2021).
11. ENTSO-E. Statistical factsheet 2018.
URL: https://eepublicdownloads.entsoe.eu/clean-doc-
uments/Publications/Statistics/Factsheet/entsoe_
sfs2018_web.pdf (Last accessed: 01.12.2021).
12. NPC Ukrenergo. The balance of fl ows between
the power system of Ukraine and the power systems
of neighboring countries. URL: https://ua.energy/
peredacha-i-dyspetcheryzatsiya/dyspetcherska-infor-
matsiya/peretoky/ (Last accessed: 01.12.2021).
13. Ukrainian Energy Strategy for the period up to
2035. URL: http://mpe.kmu.gov.ua/minugol/control/
uk/doccatalog/list?currDir=50358 (Last accessed:
07.12.2021).
57
Оцінка параметрів оптимізованого покриття графіків навантажень у режимах синхронної роботи енергосистем України та Польщі
для характерних діб на прикладі фактичних значень встановленої потужності та графіків навантаження
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2022, issue 1-2(68-69)
EVALUATION OF THE PARAMETERS OF OPTIMIZED COATING
OF LOAD GRAPHS IN THE MODES OF SYNCHRONOUS OPERATION
OF THE POWER SYSTEMS OF UKRAINE AND POLAND FOR
CHARACTERISTIC DAYS ON THE EXAMPLE OF THE ACTUAL
VALUES OF THE ESTABLISHED POWER AND LOAD GRAPHS
Viktor Denysov, https://orcid.org/0000-0002-3297-1114,
Institute of General Energy of NAS of Ukraine, Antonovycha Str., 172, Kyiv, 03150,
Ukraine
e-mail: visedp@gmail.com
Abstract. A mathematical model is proposed for optimizing the modes of using the
generating capacities of the national energy system in the conditions of competition and
interstate agreements and requirements, which has the advantages of adequately modeling
the modes of using hydroelectric units and power units, for the mode of synchronous
operation of the power systems of Ukraine and Poland for characteristic days, using the
example of actual values of installed capacity and load schedules. The model belongs to
the class of optimization problems with the criterion of minimizing the costs of production
and import of electricity. It is implemented in the SolverStudio optimization package in the
MathProg algebraic modeling language using the COIN-OR PuLP modeling language.
The use of the model made it possible to explore the possibilities of optimized dispatching
of generating capacities, as well as reserve capacities of large-capacity storages, the limits
of permissible values for the parameters of generating and storage capacities, and cross-
border fl ows, in which stable balanced operation of the unifi ed energy system is possible.
Model calculations of the parameters that provide optimized coverage of load curves
for a typical day are performed using the example of actual values of installed capacity
and load curves in 2018. The specifi c features accounting of the operation of generating,
reserve and storage capacities of power systems in the model made it possible to determine
and explore the possibilities of optimized dispatching of the components, the boundaries
of permissible values of the parameters of generating and storage capacities, under which
stable balanced operation of energy systems in synchronous operation modes is possible.
The simulation results can be applied in the tasks of forming predictive balances for
covering daily schedules of electrical loads to study the prospects for short- and long-
term development of storage and generating capacities, the optimal achievable volumes
of cross-border electricity fl ows between the energy systems of Ukraine and neighboring
countries included in ENTSO-E, which is relevant in conditions of connection to these
power systems.
Keywords: load schedules, modes of synchronous operation of power systems of Ukraine
and Poland.
Надійшла до редколегії: 18.02.2022
|
| id | systemreorg-article-552 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:17:50Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/80/161e8c8b241b68221807455073b04680.pdf |
| spelling | systemreorg-article-5522026-07-18T12:57:42Z Evaluation of the parameters of optimized coating of load graphs in the modes of synchronous operation of the power systems of Ukraine and Poland for characteristic days on the example of the actual values of the established power and load graphs Оцінка параметрів оптимізованого покриття графіків навантажень в режимах синхронної роботи енергосистем України та Польщі для характерних діб на прикладі фактичних значень встановленої потужності та графіків навантаження Denysov V.A. load schedules, modes of synchronous operation of power systems of Ukraine and Poland графіки навантажень, режими синхронної роботи енергосистем України та Польщі A mathematical model is proposed for optimizing the modes of using the generating capacities of the national energy system in the conditions of competition and interstate agreements and requirements, which has the advantages of adequately modeling the modes of using hydroelectric units and power units, for the mode of synchronous operation of the power systems of Ukraine and Poland for characteristic days, using the example of actual values of installed capacity and load schedules. The model belongs to the class of optimization problems with the criterion of minimizing the costs of production and import of electricity. It is implemented in the SolverStudio optimization package in the MathProg algebraic modeling language using the COIN-OR PuLP modeling language. The use of the model made it possible to explore the possibilities of optimized dispatching of generating capacities, as well as reserve capacities of large-capacity storages, the limits of permissible values for the parameters of generating and storage capacities, and cross-border flows, in which stable balanced operation of the unified energy system is possible. Model calculations of the parameters that provide optimized coverage of load curves for a typical day are performed using the example of actual values of installed capacity and load curves in 2018. The specific features accounting of the operation of generating, reserve and storage capacities of power systems in the model made it possible to determine and explore the possibilities of optimized dispatching of the components, the boundaries of permissible values of the parameters of generating and storage capacities, under which stable balanced operation of energy systems in synchronous operation modes is possible. The simulation results can be applied in the tasks of forming predictive balances for covering daily schedules of electrical loads to study the prospects for short- and long-term development of storage and generating capacities, the optimal achievable volumes of cross-border electricity flows between the energy systems of Ukraine and neighboring countries included in ENTSO-E, which is relevant in conditions of connection to these power systems. Запропоновано математичну модель оптимізації режимів використання генеруючих потужностей національної енергосистеми в умовах конкуренції та міждержавних угод і вимог, що має переваги адекватного моделювання режимів використання гідроагрегатів та енергоблоків у режимах синхронної роботи енергосистем України та Польщі для характерних діб на прикладі фактичних значень встановленої потужності та графіків навантаження. Модель, що відноситься до класу оптимізаційних задач із критерієм мінімізації витрат на виробництво та імпорт електроенергії, реалізована на мові алгебраїчного моделювання MathProg, яка є складовою оптимізаційного пакету SolverStudio і використовує мову моделювання COIN-OR PuLP. Використання моделі дозволило дослідити можливості оптимізованої диспетчеризації генеруючих потужностей, а також резервних потужностей накопичувачів великої ємності, меж допустимих значень параметрів генеруючих і накопичуючих потужностей та транскордонних перетоків, при яких можлива стійка збалансована робота об’єднаної енергетичної системи. Виконані модельні розрахунки параметрів, що забезпечують оптимізоване покриття графіків навантажень для критичних діб на прикладі фактичних значень встановленої потужності та графіків навантаження у 2018 р. Урахування в моделі специфічних особливостей роботи генеруючих, резервних та накопичувальних потужностей енергосистем дозволило визначити і дослідити можливості оптимізованої диспетчеризації складових, меж допустимих значень параметрів генеруючих і накопичуючих потужностей, при яких можлива стійка збалансована робота енергетичних систем у режимах синхронної роботи. Результати моделювання можуть бути застосовані в задачах формування прогнозних балансів покриття добових графіків електричних навантажень для дослідження перспектив коротко- і довгострокового розвитку накопичувальних та генеруючих потужностей, оптимальних досяжних обсягів транскордонних перетоків електроенергії між енергосистемами України та сусідніх країн, що входять до ENTSO-E, що є актуальним в умовах підключення до цих енергосистем. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2022-05-28 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/552 10.15407/pge2022.01-02.050 System Research in Energy; No. 1-2 (68-69 (2022): The Problems of General Energy; 50-57 Системні дослідження в енергетиці; № 1-2 (68-69 (2022): Проблеми загальної енергетики; 50-57 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/552/486 Copyright (c) 2022 Denysov V.A. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | load schedules modes of synchronous operation of power systems of Ukraine and Poland Denysov V.A. Evaluation of the parameters of optimized coating of load graphs in the modes of synchronous operation of the power systems of Ukraine and Poland for characteristic days on the example of the actual values of the established power and load graphs |
| title | Evaluation of the parameters of optimized coating of load graphs in the modes of synchronous operation of the power systems of Ukraine and Poland for characteristic days on the example of the actual values of the established power and load graphs |
| title_alt | Оцінка параметрів оптимізованого покриття графіків навантажень в режимах синхронної роботи енергосистем України та Польщі для характерних діб на прикладі фактичних значень встановленої потужності та графіків навантаження |
| title_full | Evaluation of the parameters of optimized coating of load graphs in the modes of synchronous operation of the power systems of Ukraine and Poland for characteristic days on the example of the actual values of the established power and load graphs |
| title_fullStr | Evaluation of the parameters of optimized coating of load graphs in the modes of synchronous operation of the power systems of Ukraine and Poland for characteristic days on the example of the actual values of the established power and load graphs |
| title_full_unstemmed | Evaluation of the parameters of optimized coating of load graphs in the modes of synchronous operation of the power systems of Ukraine and Poland for characteristic days on the example of the actual values of the established power and load graphs |
| title_short | Evaluation of the parameters of optimized coating of load graphs in the modes of synchronous operation of the power systems of Ukraine and Poland for characteristic days on the example of the actual values of the established power and load graphs |
| title_sort | evaluation of the parameters of optimized coating of load graphs in the modes of synchronous operation of the power systems of ukraine and poland for characteristic days on the example of the actual values of the established power and load graphs |
| topic | load schedules modes of synchronous operation of power systems of Ukraine and Poland |
| topic_facet | load schedules modes of synchronous operation of power systems of Ukraine and Poland графіки навантажень режими синхронної роботи енергосистем України та Польщі |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/552 |
| work_keys_str_mv | AT denysovva evaluationoftheparametersofoptimizedcoatingofloadgraphsinthemodesofsynchronousoperationofthepowersystemsofukraineandpolandforcharacteristicdaysontheexampleoftheactualvaluesoftheestablishedpowerandloadgraphs AT denysovva ocínkaparametrívoptimízovanogopokrittâgrafíkívnavantaženʹvrežimahsinhronnoírobotienergosistemukraínitapolʹŝídlâharakternihdíbnaprikladífaktičnihznačenʹvstanovlenoípotužnostítagrafíkívnavantažennâ |