Investigation of the operating modes of integrated power systems with powerful wind power plants and accumulator batteries
We developed and verified a mathematical model for the processes of frequency and power control in integrated power systems (IPSs) with wind power plants (WPPs) and accumulator batteries (ABs), which provides an opportunity to analyze the regimes of energy system regulation and formation of the most...
Saved in:
| Date: | 2018 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/660 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | System Research in Energy |
| Download file: |  |
Institution
System Research in Energy| _version_ | 1871104175965732864 |
|---|---|
| author | Kulyk М.M. Dryomin I.V. Zgurovets O.V. |
| author_facet | Kulyk М.M. Dryomin I.V. Zgurovets O.V. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Kulyk М.M.",
"institution": null
},
{
"author": "Dryomin I.V.",
"institution": null
},
{
"author": "Zgurovets O.V.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Kulyk М.M. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:44Z |
| description | We developed and verified a mathematical model for the processes of frequency and power control in integrated power systems (IPSs) with wind power plants (WPPs) and accumulator batteries (ABs), which provides an opportunity to analyze the regimes of energy system regulation and formation of the most efficient control laws. It was established that the introduction of high-power WPPs into the structure of generating powers of IPSs can lead to unacceptable frequency deviations in the system.It was proved that the stabilization of frequency and power in IPSs with powerful WPPs in their composition can be ensured by introducing ABs with a capacity comparable to the installed capacity of WPPs into the IPSs structure. The results of simulation of the modes of these power systems showed that the accuracy of frequency and power regulation in them can be achieved by an accuracy that is higher than normative accuracy for the ENTSO-E power system of the European Union. |
| doi_str_mv | 10.15407/pge2018.02.015 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:02:31Z |
| format | Article |
| fulltext |
15
Дослідження режимів роботи обєднаних енергосистем
з потужними вітровими електростанціями та акумуляторними батареями
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2018, issue2(53)
Енергетика планети наразі переживає фазу
кардинальної зміни структури та обсягів ви-
користання первинної енергії. Загальний сві-
товий науково-технічний поступ забезпечує
можливість конкурентного використання у про-
мислових обсягах відновлюваних джерел енергії,
у першу чергу, це стосується вітрової та сонячної
енергії. Багато країн обґрунтовано прогнозують,
що у структурі використовуваних ними первин-
них енергоресурсів викопне паливо (включаю-
чи ядерне) у перспективі до 2040 – 2050 рр. не
буде перевищувати 50% від загальної їх потреби
у первинній енергії, інша ж її половина забез-
печуватиметься енергією вітру, Сонця та менш
потужними відновлюваними і нетрадиційними
джерелами. Зазначена тенденція в майбутньому
прогнозується до посилення аж до домінуючої
переваги відновлюваних джерел. Можна ствер-
джувати, що починається ера нової енергетики.
Така ситуація зумовлена низкою чинників.
У технологічному плані в останнє десятиліт-
тя здійснений «прорив» у розробленні та вико-
ристанні накопичувачів електричної та теплової
енергії надвеликих потужностей і ємностей. У де-
яких промислово розвинених країнах вже наразі у
структурі генеруючих потужностей їх енергосис-
тем використовуються електричні накопичувачі
(батареї), які при роботі в автономному режимі
здатні забезпечити потужність 100 МВт протягом
10 – 20 год. Цього достатньо для того, щоб у скла-
ді енергосистеми працювала, наприклад, вітрова
електростанція аналогічної або навіть більшої по-
тужності із забезпеченням високої стабільності
частоти. Вже зараз питомі капіталовкладення та-
ких батарей разом з перетворювачами є співстав-
ними з питомими капіталовкладеннями устатку-
вання теплових електростанцій (ТЕС). З часом
питомі капіталовкладення накопичувачів стрімко
зменшуються, а для ТЕС цей показник зростає.
Згідно низки міжнародних угод, підписаних
Україною (Енергетичне співтовариство, Рамко-
ва конвенція ООН про зміну клімату, Паризька
угода і ін.), ТЕС повинні здійснювати плату за
шкідливі викиди (пил, оксиди сірки та азоту),
а також будуть введені жорсткі обмеження на
викиди парникових газів. Окрім того, як добре
відомо, для ВЕС та сонячних електростанцій
(СЕС) не потрібне паливо.
ISSN 2522-4344 (Online), ISSN 1562-8965 (Print). The problems of general energy, 2018, 2(53): 15–20
doi: https://doi.org/10.15407/pge2018.02.015
УДК 621.311.661 КУЛИК М.М., академік НАН України, д-р техн. наук, професор,
ДРЬОМІН І.В., канд. техн. наук, ст. наук. співр., ЗГУРОВЕЦЬ О.В.
Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172, м. Київ, 03150, Україна
ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЖИМІВ РОБОТИ ОБ’ЄДНАНИХ ЕНЕРГОСИСТЕМ З ПОТУЖНИМИ
ВІТРОВИМИ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯМИ ТА АКУМУЛЯТОРНИМИ БАТАРЕЯМИ
Розроблено та апробовано математичну модель процесів регулювання часто-
ти і потужності в об’єднаних енергосистемах з вітровими електростанціями та
акумуляторними батареями, яка надає можливість аналізу режимів регулювання
енергосистеми та формування найбільш ефективних законів регулювання. Вста-
новлено, що введення у структуру генеруючих потужностей об’єднаних енерго-
систем вітрових електростанцій (ВЕС) великої потужності може призвести до
недопустимих відхилень частоти в системі. Доведено, що стабілізація частоти
і потужності в об’єднаних енергосистемах (ОЕС) із потужними ВЕС у їх складі
може бути забезпечена шляхом введення в структуру ОЕС акумуляторних бата-
рей з потужністю, що є співставною зі встановленою потужністю ВЕС. Результати
моделювання режимів зазначених енергосистем показали, що точність регулю-
вання частоти і потужності в них досягається вищою за точність, що є норматив-
ною для енергосистеми Євросоюзу ENTSO-E.
К л ю ч о в і с л о в а : математична модель, об’єднана енергосистема, вітрова
електростанція, акумуляторна батарея, регулювання, точність.
© М.М. КУЛИК, І.В. ДРЬОМІН, О.В. ЗГУРОВЕЦЬ, 2018
16
М.М. КУЛИК, І.В. ДРЬОМІН, О.В. ЗГУРОВЕЦЬ
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2018, issue2(53)
Сукупність наведених та інших чинників вже в
недалекому майбутньому призведе до кардиналь-
них змін у структурі генеруючих потужностей
енергосистем не тільки в промислово розвинених
країнах, але навіть в країнах з перехідною еконо-
мікою.
Останні кілька років в енергосистемах роз-
винених країн спостерігається лавиноподібне
зростання використання акумуляторних бата-
рей (АБ) великої ємності та потужності для за-
безпечення існуючих вимог щодо стабільності
частоти за умов, коли в енергосистемах функ-
ціонують надпотужні вітрові чи сонячні елек-
тростанції [1]. Цей процес розпочинався з того,
що стабілізуючі джерела електричної енергії
мали недостатню потужність та швидкодію.
У результаті в енергосистемах спостерігались
нормативно недопустимі відхилення частоти
та аварійні відключення споживачів, а в дея-
ких випадках – навіть розпад енергосистеми.
Первопричиною такого положення було те, що
розробники відповідних проектів ВЕС та СЕС
не враховували, що ці джерела електроенергії
не мають і не можуть мати за своєю фізичною
природою внутрішніх стабілізаторів частоти і
потужності. При введенні їх у структуру енер-
госистеми функції стабілізації частоти і потуж-
ності повинні виконувати спеціальні зовнішні
підсистеми, наприклад, підсистема автоматич-
ного регулювання частоти і потужності (АРЧП).
Але існуючі системи АРЧП, побудовані на базі
теплових електростанцій, не в змозі забезпечи-
ти успішне регулювання, якщо у структурі ге-
нераторів використовуються ВЕС та СЕС [2 – 4]
через велику нестабільність у часі генерованої
ними електроенергії.
Ігнорування розробниками перших по-
тужних ВЕС та СЕС, що використовувались в
об’єднаних енергосистемах, зазначених осо-
бливостей їх функціонування призвело до відо-
мих тяжких системних аварій (Німеччина, Ав-
стралія і ін.). Формування відповідних структур
генеруючих потужностей в об’єднаних енер-
госистемах відбувалось при цьому методом
спроб і помилок без глибоких теоретичних до-
сліджень та необхідного математичного моде-
лювання.
Дослідженнями Інституту загальної енерге-
тики НАН України [2 – 4] було доведено, що
для успішного вирішення проблеми стабілізації
частоти і потужності при використанні ВЕС та
СЕС можна застосовувати гідроелектростанції
(ГЕС) та споживачі-регулятори на електрокот-
лах або теплових насосах [2 – 4]. Однак біль-
шість країн не мають необхідних для цього
потенціалів гідроенергії та потужностей спожи-
вачів-регуляторів.
Створення конкурентоздатних акумулятор-
них батарей великої потужності та ємності
відкриває, як зазначалось, широкі перспекти-
ви у використанні енергії вітру і Сонця. Разом
з тим для запобігання зазначеним вище нега-
тивним явищам масовому застосуванню цієї
перспективної технології повинні передувати
теоретичні дослідження процесів регулювання
частоти і потужності в об’єднаних енергосис-
темах, в яких одночасно функціонують ВЕС,
СЕС та АБ великої потужності.
Дана робота присвячена розробленню ма-
тематичної моделі та цифровому моделюван-
ню процесів регулювання частоти і потужнос-
ті в енергосистемах, що мають потужності
ВЕС та АБ.
Математична модель цієї задачі являє собою
модифіковану систему алгебраїчних та диферен-
ційних рівнянь і обмежень, розроблену авторами
при дослідженні процесів регулювання частоти і
потужності в енергосистемі в аварійних режимах
за допомогою споживачів-регуляторів [2 – 4].
Модифікація полягає в тому, що в математичну
модель, наведену в [2 – 4], замість рівнянь, що
описують процеси в споживачах-регуляторах,
введені відповідні рівняння для акумуляторних
батарей. Створена математична модель має ви-
гляд (1) – (14).
21
0
0
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( )
( )
I
гi АБ н м ВЕС
i
c г
P t P t P t P t P t
d t
dt T P t
,
(1)
0 0( ) ( ) ( ( ) ) , 1,гi г i гi гi
гi
dP t P P t B t і І
dt
,
(2)
0 0( ) ( ) ( ( ) ) ,н н н н
н
dP t P P t C t
dt
(3)
( ) (АБP t
АБ
t
е – 1) ( ),АБF t
(4)
0 0( ) ( ( ) ) ( ( )) ( ) ,ВЕС ВЕС ВЕС ВЕСв в ВЕС
ВЕС
dP t P B t P v t P t
dt T
(5)
2
0 1 2( ) ,n
ВЕСв в в в n вP v c c v c v c v
(6)
0 0 0
1
1( ) cos sin
2
N
в v vk vk
k
v t А А k t В k t , (7)
2
ВЕСв
0
1 2( )cos , 0,1, ,
N
vk n n
n
kА P t t k N
N T
, (8)
17
Дослідження режимів роботи обєднаних енергосистем
з потужними вітровими електростанціями та акумуляторними батареями
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2018, issue2(53)
2
ВЕСв
1
1 2( )sin , 0,1, ,
N
vk n n
n
kB P t t k N
N T
,
(9)
0( ) ( ( ) )АБ АБ АБ
dF t A t Q
dt
1
0
0( ( ) )
t
АБ
t
S d ,
(10)
де Тс – постійна часу енергосистеми, Р∑г0 – сумар-
на потужність генераторів у початковий момент
часу;
Ргi (t), Рн (t), РАБ (t), РВЕС (t), Рм (t) – шукані змін-
ні-функції потужностей, що відповідають гене-
раторам, навантаженню, акумуляторній батареї,
ВЕС та втратам мережі відповідно;
τгi, τн, ТВЕС, τАБ – постійні часу генераторів, на-
вантаження, ВЕС та акумуляторної батареї відпо-
відно;
Bгi, Сн, BВЕС – крутизни частотних характерис-
тик генераторів, навантаження та ВЕС відповід-
но;
ААБ, QАБ, SАБ – коефіцієнти підсилення пропо-
рційної, диференціальної та інтегральної складо-
вих ПІД-закону регулювання для акумуляторної
батареї;
t=[t0,t1] – інтервал часу, на якому досліджу-
ються процеси регулювання в енергосистемі,
N – кількість натуральних замірів швидкості вітру
vв на всьому інтервалі часу, ,k kBA – коефіцієнти
дискретного перетворення Фур’є.
Окрім рівнянь (1) – (10) математична модель
включає такі обмеження.
Обмеження на швидкість зміни потужності:
0 1
( ) , [ , ],АБ
АБнg АБвg
dP tL L t t t
dt
1, 2[ ],АБ АБg АБgP P P
(11)
Обмеження на рівень потужності АБ:
.min .max( ) ,АБ АБ АБP P t P (12)
Зона нечутливості:
0 1 2 ,
( ) , ( ) [ , ]АБ
s s
dP t const t
dt
(13)
де t = [t0,t1] – інтервал часу, на якому дослі-
джуються процеси в енергосистемі; g – ін-
декс, що позначає інтервали потужності АБ,
в яких діє обмеження швидкості; РАБs.min,
РАБs.max – обмеження мінімальної і максимальної
потужності акумуляторної батареї; [ωs1, ωs2] – зона
нечутливості акумуляторної батареї.
Початкові умови:
(14)
0
0 0
0
0
0
0 0
0
0
0
( ) ,
( ) ,
( ) ,
( ) ,
( ) ,
( ) .
АБ АБ
n
гi гi
в в
н н
ВЕС ВЕС
t
P t P
t
t
t
v t v
P P
P P
P P
В наведеній математичній моделі (1) – (14)
рівняння (1) відображає в канонічній формі за-
гальний баланс потужності в енергосистемі;
рівняння (2) моделює процес зміни в часі по-
тужностей усіх генераторів в залежності від
кругової частоти; рівняння (3) – те саме для
навантаження; рівняння (4) відображає про-
цес формування регулюючої потужності аку-
муляторної батареї ( )АБ tP . У ньому регулююча
функція ( )АБ tF використана у вигляді пропо-
рційно-диференційно-інтегрального закону ре-
гулювання в залежності від відхилення часто-
ти (рівняння (10)), а коефіцієнт АБ відображає
швидкість зміни потужності ( )АБ tP при роботі
батареї в енергосистемі.
Рівняння (5) описує потужність ВЕС як
функцію часу в залежності від потужності
вітру ( ))(ВЕСv вv tP , яка у свою чергу визнача-
ється поліномінальною залежністю (6) від
швидкості вітру )(вv t . Швидкість вітру є од-
нією із вихідних величин, що обумовлюють
характер і рішення задачі. Вона, як правило,
задається таблично, а в даній моделі пред-
ставлена аналітичними залежностями (7) –
(9), які є дискретним перетворенням Фур’є.
Ці залежності надають можливість визначати
значення швидкості вітру з довільним кро-
ком за часом.
Математична модель (1) – (14) може опи-
сувати не тільки енергосистему з будь-якою
деталізацією елементів енергосистеми (аж до
енергоблоку), а й довільну кількість вітроагре-
гатів з різними технічними характеристиками,
в тому числі: графік віддачі потужності в за-
лежності від швидкості вітру, момент інерції
обертових частин вітроагрегата, обмеження
щодо граничних швидкостей вітру, встановле-
на потужність.
Модель (1) – (14) була використана для розра-
хунку процесу стабілізації частоти і потужності в
енергосистемі, в якій, окрім традиційних електро-
станцій, працюють потужні ВЕС та акумуляторна
батарея (рис. 1).
18
М.М. КУЛИК, І.В. ДРЬОМІН, О.В. ЗГУРОВЕЦЬ
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2018, issue2(53)
РГЕС
РТЕС
РАЕС
РАБ
Мережа
Рн
РВЕС
Рисунок 1. Агрегована ро зрахункова схема
енергосистеми з вітровими електростанціями
та акумуляторними батареями
Параметри схеми по рис. 1, які необхідні для
використання моделі (1) – (14), наведено в табл. 1.
При проведенні розрахунків використано
аналітичну функцію залежності швидкості ві-
тру від часу )(вv t , отриману застосуванням
дискретного перетворення Фур’є [6] до натур-
них її даних, що містяться в [5]. Графік швид-
кості вітру в діапазоні 0 – 120 с, згідно [5], на-
ведено на рис. 2.
Як видно з цього графіка, швидкість вітру змі-
нюється в межах 5,5 – 10 м/с, тобто, в інтервалі, на
який проектується більшість вітротурбін великої
потужності.
У виконаному дослідженні моделювались два
режими енергосистеми (рис. 3).
У першому з них акумуляторна батарея ви-
мкнута, тобто система перебуває в нерегульо-
ваному режимі. При цьому ВЕС надає в сис-
тему енергію, що згідно (5) – (9) змінюється
Таблиця 1 – Параметри моделі енергосистеми з ВЕС та АБ згідно рис. 1
Назва
елементу ЕС
Крутиз-
на част.
хар-ки,
МВт/1/с
Пост.
часу,
с
A Q S
Поч.
умови/
змінна
Макс.
потуж-
ність,
МВт
Швидкість
скидання/на-
бору потуж-
ності, %/с
ГЕС 0,37 5 – – – 1000 – –
ТЕС 0,73 5 – – – 4590 – –
АЕС 1,81 5 – – – 7410 – –
Навантаження 153 0,5 – – – 14500 – –
АБ – 0,005 30000 12000 3 0 3000 833
ВЕС 0,4 5 – – – 1400 – –
Втрати – – – – – 1500 – –
4
5
6
7
8
9
10
11
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Ш
ви
дк
іс
ть
в
ітр
у,
м
/с
Час, с
Рисунок 2. Діаграма швидкості вітру
19
Дослідження режимів роботи обєднаних енергосистем
з потужними вітровими електростанціями та акумуляторними батареями
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2018, issue2(53)
в інтервалі часу 0 – 120 с від 1400 до трохи
більше 1600 МВт (рис. 3). При цьому частота
в енергосистемі постійно змінюється (рис. 4)
від 49 Гц при t = 0 до 48,7 Гц при t = 120 с при
мінімальному її значенні 46,7 Гц при t = 35 с.
Такий частотний режим в енергосистемі є не-
допустимим.
У другому режимі в інтервалі часу t = 0 – 35 с
система є нерегульованою, а в подальшому в
ній разом з ВЕС працює акумуляторна батарея.
Як видно із рис. 4 та табл. 2 при цьому про-
тягом 5 с після вмикання АБ в енергосистемі
частота стабілізується на рівні 50 з відхилен-
ням 0,002 Гц і забезпечується такою на всьому
інтервалі до 120 с.
Синхронно з цим з такою ж високою точніс-
тю стабілізується сумарна потужність обсягом
3000 МВт, яка видається ВЕС та акумуляторною
батареєю і дорівнює небалансу потужності в
енергосистемі до вмикання ВЕС та АБ.
Рисунок 3. Потужність АБ, ВЕС та їх сумарна потужність
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
П
от
уж
ні
ст
ь,
М
Вт
Час, с
ВЕС + АБ
АБ
ВЕС
-2,4
-2,2
-2
-1,8
-1,6
-1,4
-1,2
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Ві
дх
ил
ен
ня
ч
ас
то
ти
, Г
ц
Час, с
ВЕС + АБ
ВЕС
Рисунок 4. Відхилення частоти в системі при роботі ВЕС із включенням АБ на 35-й секунді
20
М.М. КУЛИК, І.В. ДРЬОМІН, О.В. ЗГУРОВЕЦЬ
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2018, issue2(53)
Таблиця 2 – Початковий період регулювання частоти і потужності
в енергосистемі з ВЕС та АБ (рис. 4)
Час, с Відхилення
частоти, Гц
Потужність, МВт
ГЕС ТЕС АЕС Навантаження АБ ВЕС ВЕС+ АБ
34 −2,243 995,27 4580,67 7386,86 12363,38 0,00 792,52 792,52
34,5 −2,255 995,22 4580,57 7386,63 12346,44 0,00 832,66 832,66
35 −2,257 995,18 4580,48 7386,41 12336,25 249,90 896,38 1146,28
35,5 −1,693 995,20 4580,53 7386,52 12530,86 3000,00 980,04 3980,04
36 −1,200 995,34 4580,80 7387,20 12925,92 3000,00 1075,19 4075,19
36,5 −0,802 995,56 4581,25 7388,30 13336,95 3000,00 1170,18 4170,18
37 −0,488 995,85 4581,80 7389,67 13699,75 3000,00 1253,43 4253,43
37,5 −0,244 996,16 4582,43 7391,22 13998,47 3000,00 1316,72 4316,72
38 −0,077 996,49 4583,08 7392,85 14232,43 2233,70 1357,32 3591,02
38,5 −0,023 996,82 4583,72 7394,43 14377,14 1748,89 1377,86 3126,74
39 −0,008 997,12 4584,31 7395,90 14447,17 1647,46 1384,63 3032,09
39,5 −0,004 997,39 4584,85 7397,23 14477,61 1630,31 1385,19 3015,50
40 −0,002 997,64 4585,34 7398,45 14490,12 1627,56 1386,18 3013,74
40,5 −0,002 997,86 4585,78 7399,54 14495,10 1622,16 1391,54 3013,71
· · · · · · · · ·
120 −0,001 1000,00 4590,00 7410,00 14499,51 1386,74 1611,86 2998,61
Проведені дослідження надають можливість
зробити наступні узагальнення.
1. Розроблена і апробована математична мо-
дель процесів регулювання частоти і потужності в
об’єднаних енергосистемах з вітровими електро-
станціями та акумуляторними батареями надає
можливість адекватного цифрового аналізу режи-
мів регулювання енергосистеми та формування
найбільш ефективних законів регулювання.
2. Введення у структуру генеруючих потуж-
ностей об’єднаних енергосистем ВЕС великої по-
тужності може призвести до недопустимих відхи-
лень частоти в системі.
3. Стабілізація частоти і потужності в
об’єднаних енергосистемах із потужними ВЕС у
їх складі може бути забезпечена шляхом введення
в структуру ОЕС акумуляторних батарей з потуж-
ністю, що є співставною зі встановленою потуж-
ністю ВЕС.
4. За умов п. 3 точність регулювання частоти і
потужності в таких інтегральних ОЕС може бути
вищою за точність, що є нормативною для енерго-
системи Євросоюзу ENTSO-E.
1. Electricity and Energy Storage (Updated May
2018). World Nuclear Assotiation. URL: http://www.
world-nuclear.org/information-library/current-and-
future-generation/electricity-and-energy-storage.
aspx (дата звернення: 01.06.2018).
2. Визначення граничних обсягів, умов і режимів
використання вітрових та сонячних електростанцій
у складі об’єднаної енергосистеми України. Звіт
про науково-дослідну роботу. ДР № 0113U004085.
К.: Інститут загальної енергетики НАН України,
2015. С. 26—30.
3. Кулик М.М., Дрьомін І.В. Універсальна модель
регулювання частоти і потужності в об’єднаних
енергосистемах. Проблеми загальної енергетики.
2013. № 4(35). С. 5—15.
4. Кулик М.М., Дрьомін І.В. Узагальнена мате-
матична модель та характеристики адаптивних
систем автоматичного регулювання частоти і
потужності. Проблеми загальної енергетики.
2015. № 4(43). С. 14—23. https://doi.org/10.15407/
pge2015.04.014.
5. Колесников А. Что такое ветер? 2012. URL: http://
al-kolesnikov.livejournal.com/17152.html, (дата звер-
нення: 01.06.2018).
6. Кулик М.Н., Дремин И.В. Применение дискрет-
ного преобразования Фурье для моделирования
скорости ветра. Проблемы общей энергетики. 2013.
№ 3(34). С. 5—10.
Поступила в редколлегию 04.06.2018
|
| id | systemreorg-article-660 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:19:55Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/28/2f89acd34783f111d83d5f4ed5137428.pdf |
| spelling | systemreorg-article-6602026-07-18T12:57:44Z Investigation of the operating modes of integrated power systems with powerful wind power plants and accumulator batteries Дослідження режимів роботи об’єднаних енергосистем з потужними вітровими електростанціями та акумуляторними батареями Kulyk М.M. Dryomin I.V. Zgurovets O.V. mathematical model, integrated power system, wind power plant, accumulator battery, regulation, accuracy. математична модель, об’єднана енергосистема, вітрова електростанція, акумуляторна батарея, регулювання, точність. We developed and verified a mathematical model for the processes of frequency and power control in integrated power systems (IPSs) with wind power plants (WPPs) and accumulator batteries (ABs), which provides an opportunity to analyze the regimes of energy system regulation and formation of the most efficient control laws. It was established that the introduction of high-power WPPs into the structure of generating powers of IPSs can lead to unacceptable frequency deviations in the system.It was proved that the stabilization of frequency and power in IPSs with powerful WPPs in their composition can be ensured by introducing ABs with a capacity comparable to the installed capacity of WPPs into the IPSs structure. The results of simulation of the modes of these power systems showed that the accuracy of frequency and power regulation in them can be achieved by an accuracy that is higher than normative accuracy for the ENTSO-E power system of the European Union. Розроблено і апробовано математичну модель процесів регулювання частоти і потужності в об’єднаних енергосистемах з вітровими електростанціями та акумуляторними батареями, яка надає можливість аналізу режимів регулювання енергосистеми та формування найбільш ефективних законів регулювання.Встановлено, що введення у структуру генеруючих потужностей об’єднаних енергосистем вітрових електростанцій (ВЕС) великої потужності може призвести до недопустимих відхилень частоти в системі.Доведено, що стабілізація частоти і потужності в об’єднаних енергосистемах (ОЕС) із потужними ВЕС у їх складі може бути забезпечена шляхом введення в структуру ОЕС акумуляторних батарей з потужністю, що є співставною зі встановленою потужністю ВЕС.Результати моделювання режимів зазначених енергосистем показали, що точність регулювання частоти і потужності в них досягається вищою за точність, що є нормативною для енергосистеми Євросоюзу ENTSO-E. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2018-07-26 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/660 10.15407/pge2018.02.015 System Research in Energy; No. 2 (53) (2018): The Problems of General Energy; 15-20 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (53) (2018): Проблеми загальної енергетики; 15-20 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/660/571 Copyright (c) 2018 Kulyk М.M., Dryomin I.V., Zgurovets O.V. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | mathematical model integrated power system wind power plant accumulator battery regulation accuracy. Kulyk М.M. Dryomin I.V. Zgurovets O.V. Investigation of the operating modes of integrated power systems with powerful wind power plants and accumulator batteries |
| title | Investigation of the operating modes of integrated power systems with powerful wind power plants and accumulator batteries |
| title_alt | Дослідження режимів роботи об’єднаних енергосистем з потужними вітровими електростанціями та акумуляторними батареями |
| title_full | Investigation of the operating modes of integrated power systems with powerful wind power plants and accumulator batteries |
| title_fullStr | Investigation of the operating modes of integrated power systems with powerful wind power plants and accumulator batteries |
| title_full_unstemmed | Investigation of the operating modes of integrated power systems with powerful wind power plants and accumulator batteries |
| title_short | Investigation of the operating modes of integrated power systems with powerful wind power plants and accumulator batteries |
| title_sort | investigation of the operating modes of integrated power systems with powerful wind power plants and accumulator batteries |
| topic | mathematical model integrated power system wind power plant accumulator battery regulation accuracy. |
| topic_facet | mathematical model integrated power system wind power plant accumulator battery regulation accuracy. математична модель об’єднана енергосистема вітрова електростанція акумуляторна батарея регулювання точність. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/660 |
| work_keys_str_mv | AT kulykmm investigationoftheoperatingmodesofintegratedpowersystemswithpowerfulwindpowerplantsandaccumulatorbatteries AT dryominiv investigationoftheoperatingmodesofintegratedpowersystemswithpowerfulwindpowerplantsandaccumulatorbatteries AT zgurovetsov investigationoftheoperatingmodesofintegratedpowersystemswithpowerfulwindpowerplantsandaccumulatorbatteries AT kulykmm doslídžennârežimívrobotiobêdnanihenergosistemzpotužnimivítrovimielektrostancíâmitaakumulâtornimibatareâmi AT dryominiv doslídžennârežimívrobotiobêdnanihenergosistemzpotužnimivítrovimielektrostancíâmitaakumulâtornimibatareâmi AT zgurovetsov doslídžennârežimívrobotiobêdnanihenergosistemzpotužnimivítrovimielektrostancíâmitaakumulâtornimibatareâmi |