Assessment of the joint work of battery energy storage systems with power plants on renewable energy sources
The rapid development of renewable energy in the world, driven both by the improvement of technologies, the increase in their competitiveness, and the active state support policy aimed at preventing global climate change, led to global transformational shifts in the structure of electricity systems....
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/721 |
| 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_ | 1871104228624171008 |
|---|---|
| author | Nechaieva T.P. |
| author_facet | Nechaieva T.P. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Nechaieva T.P.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Nechaieva T.P. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:45Z |
| description | The rapid development of renewable energy in the world, driven both by the improvement of technologies, the increase in their competitiveness, and the active state support policy aimed at preventing global climate change, led to global transformational shifts in the structure of electricity systems. The increase in the fraction of wind and solar power plants with changeable and intermittent mode of generation causes an increase in the requirements to flexibility of power systems. Energy storage systems can integrate an increased fraction of renewable generation to power systems, because they support the local generation of electricity from variable renewable energy (VRE) in distributive networks and the net infrastructure to balance production from these sources.Battery storage systems, which have extremely fast response times, fast deployment times, and significant scaling, have great prospects for such network services. The article presents a model for estimating the cost efficiency of joint operation of a power plant at VRE, a battery-based energy storage system, and a traditional standby power plant under  conditions of ensuring a constant power level of such a system.The results of model calculations of the levelized cost of electricity from a system consisting of a wind power plant, a lithium-ion storage system and a standby thermal power plant showed the economic and environmental benefits of using  a standby gas-fired combined-cycle plant as compared to a coal-fired thermal power plant. |
| doi_str_mv | 10.15407/pge2019.03.011 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:02:47Z |
| format | Article |
| fulltext |
11
Оцінка сукупної роботи батарейних систем накопичення енергії з електростанціями на відновлюваних джерелах енергії
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 3(58)
ISSN 2522-4344 (Online), ISSN 1562-8965 (Print). The problems of general energy, 2019, 3(58): 11–16
doi: https://doi.org/10.15407/pge2019.03.011
Сучасні світові тенденції розвитку енергети-
ки свідчать про глобальний енергетичний пере-
хід до відновлюваної енергетики, що наразі по-
вністю реалізується для електроенергетичного
сектора [1]. Зростання попиту на електроенер-
гію у світі, в основному, задовольняється за ра-
хунок нових генеруючих потужностей на основі
відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) та атомної
енергії. Починаючи з 2012 р., ВДЕ становили
більше половини новозбудованих електроге-
неруючих потужностей в світі. Генерація елек-
троенергії з ВДЕ склала четверту частину від
загального обсягу виробництва електроенергії,
встановивши тим самим новий рекорд. Зростан-
ню ВДЕ сприяє активна державна політика під-
тримки, націлена на боротьбу із глобальними
змінами клімату, а також стрімкі технологічні
покращення разом із підвищенням ефективнос-
ті використання ресурсів та енергії. Стабільне
зниження вартості сонячної та вітрової енерге-
тики протягом останнього десятиріччя обумов-
люють збільшення конкурентоспроможності
цих технологій для задоволення потреб у новій
генерації [2]. Ключовими факторами цього є
конкурентні закупівлі, велика та зростаюча база
досвідчених міжнародних розробників про-
ектів, а також удосконалення самих техноло-
гій, що збільшують ефективність виробництва,
знижують капітальні витрати та покращують
продуктивність енергетичного обладнання. За-
вдяки багаторічній політиці підтримки розви-
тку технологій, швидкому зростанню і різкому
скороченню витрат на сонячні фотоелектричні
та вітроенергетичні потужності, в даний час
електроенергія від відновлюваних джерел у ба-
гатьох частинах світу дешевше, ніж вуглеводне-
ва і атомна генерації.
При цьому відновлювана генерація зі змін-
ним виробництвом електроенергії в залежності
від місцевих погодних умов, які не є повністю
передбачуваними (насамперед вітрові та со-
нячні фотоелектричні станції), на відміну від
УДК 621.311.2: 621.355 Т.П. НЕЧАЄВА, канд. техн. наук, ORCID 0000-0001-9154-4545
Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172, м. Київ, 03150, Україна
ОЦІНКА СУКУПНОЇ РОБОТИ БАТАРЕЙНИХ СИСТЕМ НАКОПИЧЕННЯ ЕНЕРГІЇ
З ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯМИ НА ВІДНОВЛЮВАНИХ ДЖЕРЕЛАХ ЕНЕРГІЇ
Стрімкий розвиток відновлюваної енергетики у світі, обумовлений як вдоскона-
ленням технологій, зростанням їх конкурентоспроможності, так і активною дер-
жавною політикою підтримки, націленою на боротьбу із глобальними змінами
клімату, привів до глобальних трансформаційних зрушень структури електро-
енергетичних систем. Зростання частки вітрових та сонячних електростанцій з
мінливим та переривчастим режимом генерації обумовлює збільшення вимог
до гнучкості енергосистеми. Акумуляційні системи накопичення енергії можуть
забезпечити інтеграцію збільшеної частки відновлюваної генерації в енергосис-
тему, оскільки вони підтримують локальне виробництво електроенергії від ВДЕ
в розподільних мережах та мережеву інфраструктуру для балансування вироб-
ництва від цих джерел. Батарейні системи зберігання, які мають надзвичайно
швидку реакцію, короткий час розгортання та значне масштабування, мають ве-
ликі перспективні для таких мережних послуг. У статті наведено модель для оцін-
ки економічної ефективності спільної роботи електростанції на ВДЕ , батарейної
системи накопичення енергії і традиційної резервної електростанції в умовах
забезпечення постійного рівня потужності такої системи. Результати модель-
них розрахунків середньозваженої собівартості електроенергії від системи, що
складається з вітрової електростанції, літій-іонного накопичувача та резервної
теплової електростанції, показали економічні та екологічні переваги використан-
ня резервної парогазової установки порівняно з вугільною ТЕС.
К л ю ч о в і с л о в а: система накопичення енергії, відновлювані джерела енергії,
енергосистема, середньозважена собівартість.
© Т.П. НЕЧАЄВА, 2019
12
Т.П. НЕЧАЄВА
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 3(58)
традиційних електростанцій, практично не
піддається диспетчерському керуванню (крім
обмеження постачання в мережу). Мінливість
та переривчастість сонячної фотоелектричної
(СЕС) та вітроенергетичної (ВЕС) генерації є
викликом для їх безпечної та надійної інтегра-
ції в мережу.
Суттєве зростання встановленої потужнос-
ті та конкурентоспроможності сонячних і ві-
трових електростанцій стало рушійною силою
трансформації електроенергетичних систем,
тому що мінливість та слабка прогнозованість
їх роботи вимагає збільшення гнучкості всієї
системи. Недостатність гнучкості системи може
призвести до обмеження роботи електростанцій
на ВДЕ та підвищення загальносистемних ви-
трат, перешкоджати інтеграції відновлюваних
джерел енергії в енергосистему. При цьому
основними технологічними рішеннями підви-
щення гнучкості системи є використання тра-
диційних високоманеврених електростанцій,
засобів акумулювання енергії та управління
енергоспоживанням. Вартість систем накопи-
чення на основі акумуляторних батарей швид-
ко знижується, і вони все частіше конкурують
з піковими газовими станціями для покриття
короткочасних коливань попиту і пропозиції.
Інтеграції технологій накопичення і зберігання
електроенергії в енергомережі сприяє зниження
їх вартості, створення сприятливих умов норма-
тивного регулювання, збільшення ролі цих тех-
нологій в системі в умовах підвищення вимог
до її гнучкості.
Оператори електроенергетичних систем
при зростанні частки слабопрогнозованих
відновлюваних джерел виробництва електро-
енергії стикаються з необхідністю вирішення
проблеми їх стабільності, і змушені утри-
мувати більшу кількість обертового резерву
для компенсації великих помилок прогнозу.
Посилене розгортання в розподільчій мережі
систем накопичення енергії може зробити цей
процес більш ефективним і поліпшити роботу
енергосистеми. В основному, така система є
посередником між змінними джерелами і на-
вантаженнями і працює шляхом переміщення
енергії в часі. Оскільки можливості систем
зберігання енергії стають все більш доступ-
ними, а впровадження відновлюваних джерел
енергії у світі збільшується, відповідно зрос-
тає використання систем акумулювання енер-
гії, зокрема систем накопичення енергії на
основі акумуляторних батарей. Акумуляцій-
на система зберігання енергії може підвищи-
ти інтеграцію вищої частки генерації з ВДЕ
в енергосистему, оскільки вони підтримують
локальне виробництво електроенергії від ВДЕ
в розподільних мережах та мережеву інфра-
структуру для балансування виробництва від
цих джерел. Батарейні акумуляційні системи
зберігання, які мають надзвичайно швидку
реакцію, короткий час розгортання та значне
масштабування, мають великі перспективні
для таких мережних послуг. Електрохімічне
зберігання є одним з найбільш швидкозрос-
таючих ринкових сегментів, при цьому лі-
тій-іонні батареї в середині 2017 р. станови-
ли найбільшу частку (59%) експлуатаційної
встановленої потужності [3].
Метою статті є оцінка економічної ефектив-
ності спільної роботи електростанції на ВДЕ,
батарейної системи накопичення енергії та тра-
диційної резервної електростанції в умовах за-
безпечення постійного рівня потужності такої
системи.
Загальноприйнятого підходу до визначення
і порівняння витрат на зберігання електроенер-
гії, аналогічного широко поширеному викорис-
танню показника середньозважених витрат на
виробництво електроенергії (Levelised cost of
energy − LCOE), поки що не існує. Оцінки для
систем накопичення енергії вимагають враху-
вання компонентів, пов’язаних зі зберіганням,
заряду та розряду електроенергії, що обумов-
лює те, що система характеризується як її енер-
гетичною ємністю (кВт · год), так і її енергетич-
ною потужністю (кВт). Таким чином, вартість
системи визначається її застосуванням і цільо-
вим призначенням.
Загалом, для оцінки витрат систем зберіган-
ня енергії застосовується показник середньо-
зваженої вартості зберігання (Levelised cost of
storage − LCOS) аналогічно до визначення се-
редньозваженої вартості виробництва електро-
енергії LCOE, тобто є результатом ділення всіх
приведених витрат накопичувача протягом жит-
тєвого циклу на загальний обсяг використаної,
або відпущеної електроенергії, що раніше нако-
пичена в системі акумулювання, з урахуванням
дисконтування [3–8].
Підтримку стабільного рівня навантаження
при сукупній роботі електростанції на ВДЕ та
акумуляційної системи накопичення можливо
забезпечити з використанням резервної ма-
невреної електростанції. Спільна робота сис-
теми, що складається з цих джерел електро-
енергії, передбачає відпуск електроенергії від
ВДЕ, розряд/заряд акумуляційної системи для
згладжування швидких коливань потужності
ВДЕ та відпуск електроенергії від резервної
електростанції в залежності від рівня потуж-
ності ВДЕ та накопичувача. Середньозваже-
на собівартість відпущеної від такої систе-
ми електроенергії визначається як загальні
13
Оцінка сукупної роботи батарейних систем накопичення енергії з електростанціями на відновлюваних джерелах енергії
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 3(58)
дисконтовані витрати системи, поділені на
загальний дисконтований обсяг відпущеної
електроенергії:
1 ( 1)
1 ( 1)
(1 )
(1 )
t
t
systemN
t t
system
systemN
t t
C
rLCOE E
r
,
де LCOEsystem − середньозважена собівартість
відпущеної електроенергії системи, яка скла-
дається з електростанції на ВДЕ, акумуляційної
системи зберігання електроенергії та резервної
маневреної станції, $/МВт·год;
tsystemC
− загаль-
ні витрати системи у році t життєвого циклу
системи, t = 1/N; $;
tsystemE − загальний відпуск
електроенергії від системи у році t, МВт·год;
r − ставка дисконтування.
Загальні витрати системи є сумою витрат на
виробництво електроенергії від ВДЕ та резерв-
ної маневреної електростанції, а також витрат
системи накопичення енергії.
Загальний обсяг електроенергії, відпущеної
в мережу при спільній роботі електростанції на
ВДЕ, системи зберігання та резервної станції є
сумою виробленої електроенергії від ВДЕ та ре-
зервної електростанції, а також електроенергії,
що постачається з накопичувача при його роз-
ряді.
Отже, формула середньозваженої собівартіс-
ті відпущеної від такої системи електроенергії
приймає вигляд:
ESS RVE RES
system ESS RVE RES
d
C C CLCOE
E E E
,
де CESS – загальні середньозважені за життєвий
цикл витрати системи накопичення, $; CRVE − за-
гальні середньозважені за життєвий цикл витра-
ти установки на ВДЕ, $; CRES − загальні серед-
ньозважені за життєвий цикл витрати резервної
електростанції, $; Ed
ESS – загальний за життєвий
цикл обсяг електроенергії, яка була відпущена
з системи накопичення, з урахуванням дискон-
тування, МВт·год; ERVE − загальний за життєвий
цикл обсяг електроенергії, вироблена електро-
станцією ВДЕ, з урахуванням дисконтування,
МВт·год, ERES − загальний за життєвий цикл
обсяг електроенергії, вироблений резервною
маневреною електростанцією, яка забезпечує
базовий режим роботи системи, з урахуванням
дисконтування, МВт·год.
Середньозважені за життєвий цикл витрати
для системи накопичення електроенергії уза-
гальнено складаються з інвестиційних витрат
на її впровадження, дисконтованих витрат на
експлуатацію та технічне обслуговування, ви-
плату відсотків при кредитному інвестуванні, а
також вартості електроенергії на заряд акумуля-
ційної системи:
& _ _ _
_
( 1)
1 (1 )
O M ESS F ESS Chr ESSN
ESS I ESS t t t
t
t
C C CC C
r
,
де CI_ESS − інвестиції у впровадження системи на-
копичення; Ct
O&M_ESS − витрати на експлуатацію
та технічне обслуговування у році t життєвого
циклу; Ct
F_ESS – сплата відсотків за запозичені
кошти у році t; Ct
Chr – вартість електроенергії на
заряд батарейної системи у році t.
Основними складовими капітальних витрат
у впровадження системи накопичення енергії
є вартість блоку накопичення енергії, яка за-
лежить від енергетичної ємності накопичувача,
вартість блоку перетворення енергії в залежнос-
ті від його потужності та витрати на проекту-
вання, постачання та будівництво, що зазвичай
задаються у відсотках від вартості основного
обладнання.
Вартість електроенергії на заряд батареї вра-
ховує ціну електроенергії та обсяг накопиченої
електроенергії:
_Chr ESS el nom
t t a DoDC c E n k ,
де сt
el − ціна електроенергії, що постачається для
заряду батарейної системи; Enom – енергетич-
на ємність накопичувача; na − кількість циклів
заряду-розряду на рік; kDoD − глибина розряду
(відсоток ємності батареї, що розряджається).
Середньозважений за життєвий цикл обсяг
електроенергії, яка відпущена з системи накопи-
чення, визначається з урахуванням ефективності
перетворення накопичувача ηRT за формулою:
( 1)
1 (1 )
nomN
ESS a DoD RT
d t
t
E n kE
r
.
Середньозважені за життєвий цикл витрати
для електростанцій на ВДЕ складаються з ін-
вестиційних витрат на впровадження установ-
ки, дисконтованих витрат на експлуатацію і тех-
нічне обслуговування та виплату відсотків при
залученні кредитних коштів:
& _ _
_
( 1)
1 (1 )
O M RVE F RVEN
RVE I RVE t t
t
t
C CC C
r
,
де CI_RVE − початкові інвестиції у впровадження
установки; Ct
O&M_RVE − витрати на експлуатацію
та технічне обслуговування у році t життєвого
циклу електростанції на ВДЕ; Ct
F_RVE − сплата
відсотків за запозичені кошти у році t.
Середньозважений за життєвий цикл обсяг
електроенергії, яка відпущена електростанцією
на ВДЕ, визначається з урахуванням коефіці-
14
Т.П. НЕЧАЄВА
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 3(58)
єнту використання встановленої потужності за
формулою:
( 1)
1
8760
(1 )
RVEN cfRVE
t
t
P k
E
r
,
де PRVE – встановлена потужність електростан-
ції на ВДЕ, kcf – коефіцієнт використання вста-
новленої потужності.
Середньозважені за життєвий цикл витрати
резервної електростанції складаються з інвес-
тиційних витрат на її впровадження, дисконто-
ваних умовно-постійних витрат для підтримки
потужності, виплату відсотків за залученні кре-
дитні кошти та умовно-змінних витрат на ви-
робництво електроенергії (витрати на паливо,
плата за викиди забруднювачів та парникових
газів тощо), які залежать від режиму викорис-
тання потужності f:
_ _ _
_
( 1)
1
( )
(1 )
UP RES F RES V RESN
RES I RES t t t
t
t
C C C fC C
r
,
де CI_RES − початкові інвестиції у впроваджен-
ня електростанції; _UP RES
tC − умовно-постій-
ні витрати для підтримки потужності у році t
життєвого циклу резервної електростанції;
Ct
F_RES − сплата відсотків за запозичені кошти у
році t; _ ( )V RES
tC f − умовно-змінні витрати на
виробництво електроенергії.
Середньозважений за життєвий цикл обсяг
електроенергії, яка відпущена резервною елек-
тростанцією, визначається з урахуванням кое-
фіцієнту використання встановленої потужнос-
ті електростанції на ВДЕ за формулою:
( 1)
1
(1 ) 8760
(1 )
RESN d cfRES
t
t
P k k
E
r
,
де PRES – встановлена потужність резервної
електростанції, kd – коефіцієнт доступності по-
тужності.
Для проведення оцінок було розглянуто
систему, що складається з 300 МВт вітрової
електростанції (ВЕС), 300 МВт/1200 МВт год
літій-іонної акумуляційної системи та 300 МВт
резервної електростанції – парогазової уста-
новки на природному газі (ПГУ) або вугіль-
ної ТЕС. При цьому було прийнято, що частка
запозичених коштів у впровадження цих тех-
нологій становить 20% під 8% річних. Відпо-
відно ставка дисконтування, розрахована як
середньозважена вартість капіталу, становить
10,9%.
У табл. 1 наведено розрахунок середньозва-
женої собівартості відпущеної електроенергії
від літій-іонного накопичувача з використанням
даних, наведених у [8]. При цьому прийнято,
що накопичувач проходить повний цикл заряду/
розряду протягом доби.
Вхідні дані для ВЕС, сформовані відповідно
до [9], та розраховані середньозважені собівар-
тості виробництва електроенергії цієї техноло-
гії при КВВП 30 і 40% наведено у табл. 2.
Середньозважену собівартість виробництва
електроенергії для резервної електростанції
(ПГУ, вугільна ТЕС) було визначено з викорис-
танням вхідних даних, наведених у табл. 3. При
цьому розглядалися варіанти КВВП ТЕС 70% і
Таблиця 1. Вхідні показники та результати розрахунку середньозваженої
собівартості відпущеної електроенергії від літій-іонного накопичувача
Показник Одиниця виміру Значення
Ефективність перетворення % 87,4
Питомі витрати модульного блоку $/кВт год 232
Питомі витрати системи перетворення енергії $/кВт 49
Загальні питомі капітальні витрати $/кВт 1132
Витрати на проектування, постачання та будівництво у % від вартості батарейної
системи 16,7
Щорічні витрати на експлуатацію та технічне
обслуговування накопичувача % 1,3
Щорічні витрати на оновлення накопичувача у % від вартості батарейної
системи 4,17
Ціна електроенергії для заряду батареї $/МВт. год 60
Термін експлуатації років 20
Середньозважена собівартість відпущеної
електроенергії $/МВт. год 225,5
15
Оцінка сукупної роботи батарейних систем накопичення енергії з електростанціями на відновлюваних джерелах енергії
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 3(58)
60% та плати за викиди СО2 30 і 100 $/т. Плату
за викиди забруднюючих речовин (тверді час-
тинки, окисли сірки та азоту) встановлено від-
повідно діючим ставкам екологічного податку.
Результати розрахунку наведено у табл. 4.
Таблиця 4. Середньозважена собівартість
виробництва електроенергії
резервної станції, $/МВт год
КВВП Плата за
викиди СО2, $/т
Значення
ПГУ Вугільна ТЕС
70%
30 103,4 117,0
100 131,3 178,3
60%
30 108,4 126,8
100 136,3 188,2
Розраховані середньозважені собівартос-
ті електроенергії, відпущеної від системи, яка
складається з ВЕС, літій-іонного накопичувача
та резервної установки, в умовах забезпечен-
ня базового рівня навантаження, а також обся-
ги викидів СО2 від резервної електростанції за
весь час її спільної роботи в системі протягом
терміну експлуатації ВЕС, наведено у табл. 5.
ВИСНОВКИ
1. Спільна робота електростанції на ВДЕ,
батарейного накопичувача енергії та резерв-
ної маневреної електростанції забезпечує ста-
більний рівень функціонування такої систе-
ми, що є важливим для підтримки частоти та
потужності в енергосистемі.
2. Оцінки, проведені з використанням роз-
робленої моделі визначення середньозваженої
собівартості електроенергії, відпущеної при
спільній роботі електростанції на ВДЕ, бата-
рейної системи зберігання енергії, показали,
що на економічну доцільність їх спільного
функціонування значний вплив має КВВП від-
Таблиця 5. Середньозважена собівартість електроенергії при спільній роботі ВЕС,
літій-іонного накопичувача АБ та резервної станції
КВВП
ВЕС
Плата за викиди
СО2, $/т
Середньозважена собівартість виробництва
електроенергії, $/МВт год
Обсяги викидів СО2,
млн т
ПГУ + АБ + ВЕС Вугільна ТЕС + АБ + ВЕС ПГУ Вугільна ТЕС
30%
30 116,0 125,4
12,5 27,4
100 132,0 160,5
40%
30 108,5 119,0
10,7 23.5
100 122,0 148,6
Таблиця 2. Вхідні показники
та результати розрахунку
середньозваженої собівартості
виробництва електроенергії ВЕС
Показник Одиниця
виміру Значення
Питомі
капіталовкладення у
встановлену потужність
$/кВт 1400
Термін будівництва років 1
Термін експлуатації років 20
Питомі витрати на
експлуатацію та технічне
обслуговування
$/кВт рік 55,0
Середньозважена
собівартість
виробництва
електроенергії
КВВП 30%
$/МВт
год
85,1
КВВП 40% 63,8
Таблиця 3. Вхідні показники
для розрахунку середньозваженої
собівартості виробництва електроенергії
резервної станції
Показник
Одини-
ця
виміру
Значення
ПГУ Вугільна
ТЕС
Питомі
капіталовкладення
у встановлену потужність
$/кВт 1100 2200
Термін будівництва років 4 5
Термін експлуатації років 35 40
Коефіцієнт доступності
потужності % 85,0 85,0
Питомі витрати палива кг у.п./
МВт год 246,0 315,4
Вартість природного газу $/т у.п. 250 −
Вартість вугілля $/т у.п. − 100
16
Т.П. НЕЧАЄВА
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 3(58)
новлюваної генерації. Так, збільшення КВВП
ВЕС з 30 до 40% зменшує собівартість елек-
троенергії ВЕС на 25%. При цьому собівар-
тість відпуску електроенергії системи з ре-
зервною парогазовою установкою при збіль-
шенні КВВП ВЕС з 30 до 40% зменшується на
11−12% в залежності від плати за викиди СО2,
тоді як при використанні вугільної ТЕС − на
20−22%.
3. В умовах зростання екологічних вимог,
зокрема плати за вуглецеві викиди, спільна
робота вітрової електростанції, батарейної
акумуляційної системи та парогазової уста-
новки як резервної має значні переваги по-
рівняно з використанням вугільної ТЕС. Так,
при платі за викиди СО2 30 $/т середньозва-
жена собівартість електроенергії системи з
ПГУ порівняно з її собівартістю з резервною
вугільною ТЕС менша на 7−9%, а при платі
за викиди СО2 100 $/т ця відмінність стано-
вить 18%. При цьому викиди СО2 за весь час
спільної роботи вітрової електростанції, ба-
тарейної акумуляційної системи та резервної
вугільної ТЕС становить 27,4 млн т СО2 при
КВВП ВЕС 30% і 23,5 млн т СО2 при КВВП
ВЕС 40%, що більш, ніж удвічі перевищує
відповідні викиди при використанні в якості
резервної парогазової установки.
1. REN21. 2018. Renewables 2018 Global Status
Report (Paris: REN21 Secretariat). ISBN 978-3-
9818911-3-3.
2. IRENA (2019), Renewable Power Generation Costs
in 2018, International Renewable Energy Agency,
Abu Dhabi. ISBN 978-92-9260-126-3
3. IRENA (2017), Electricity Storage and Renewables:
Costs and Markets to 2030, International Renewable
Energy Agency, Abu Dhabi. ISBN 978-92-9260-
038-9 (PDF).
4. E-storage: shifting from cost to value. Wind
and solar applications/ 2016 World Energy
Council. URL: https://www.worldenergy.org/
w p - c o n t e n t / u p l o a d s / 2 0 1 6 / 0 3 / R e s o u r c e s - E -
storage-report-2016.02.04.pdf (дата звернення:
02.08.2019).
5. Шульженко С.В., Радченко О.Л. Розвиток від-
новлюваної енергетики з використанням акуму-
ляційних технологій. Проблеми загальної енер-
гетики. 2015. Вип. 4(43). С. 31—43. https://doi.
org/10.15407/pge2015.04.031.
6. Schmidt, O., Melchior, S., Hawkes, A., Staffell, I.
Projecting the Future Levelized Cost of Electricity
Storage Technologies. Joule. 2019. 3. P. 1—20. URL:
https://doi.org/10.1016/J.JOULE.2018.12.008
7. Larsson P., Börjesson Ph. Cost models for battery
energy storage systems. Bachelor of Science Thesis
EGI-2018 TRITA-ITM-EX 2018:428. URL: http://
www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1254196/
FULLTEXT01.pdf (дата звернення: 09.08.2019).
8. Lazard’s levelized cost of storage analysis −
Version 4.0. November 2018. URL: https://www.
lazard.com/media/450774/lazards-levelized-cost-
of-storage-version-40-vfinal.pdf (дата звернення:
12.08.2019).
9. Підтримка відновлюваної енергетики. Презента-
ція щодо обговорення ключових положень нової
системи підтримки відновлюваної енергетики.
НКРЕКП. Серпень 2018. URL: http://www.nerc.
gov.ua/?news=7847 (дата звернення: 12.08.2019).
Надійшла до редколегії: 16.08.2019
|
| id | systemreorg-article-721 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:20:46Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/5c/c4012e868dd9a9fce71e6c3e87e4945c.pdf |
| spelling | systemreorg-article-7212026-07-18T12:57:45Z Assessment of the joint work of battery energy storage systems with power plants on renewable energy sources Оцінка сукупної роботи батарейних систем накопичення енергії з електростанціями на відновлюваних джерелах енергії Nechaieva T.P. energy storage; renewable energy; power system, levelized cost. система накопичення енергії, відновлювані джерела енергії, енергосистема, середньозважена собівартість. The rapid development of renewable energy in the world, driven both by the improvement of technologies, the increase in their competitiveness, and the active state support policy aimed at preventing global climate change, led to global transformational shifts in the structure of electricity systems. The increase in the fraction of wind and solar power plants with changeable and intermittent mode of generation causes an increase in the requirements to flexibility of power systems. Energy storage systems can integrate an increased fraction of renewable generation to power systems, because they support the local generation of electricity from variable renewable energy (VRE) in distributive networks and the net infrastructure to balance production from these sources.Battery storage systems, which have extremely fast response times, fast deployment times, and significant scaling, have great prospects for such network services. The article presents a model for estimating the cost efficiency of joint operation of a power plant at VRE, a battery-based energy storage system, and a traditional standby power plant under  conditions of ensuring a constant power level of such a system.The results of model calculations of the levelized cost of electricity from a system consisting of a wind power plant, a lithium-ion storage system and a standby thermal power plant showed the economic and environmental benefits of using  a standby gas-fired combined-cycle plant as compared to a coal-fired thermal power plant. Стрімкий розвиток відновлюваної енергетики у світі, обумовлений як вдосконаленням технологій, зростанням їх конкурентоспроможності, так і активною державною політикою підтримки, націленою на боротьбу із глобальними змінами клімату, привів до глобальних трансформаційних зрушень структури електроенергетичних систем. Зростання частки вітрових та сонячних електростанцій з мінливим та переривчастим режимом генерації обумовлює збільшення вимог до гнучкості енергосистеми. Акумуляційні системи накопичення енергії можуть забезпечити інтеграцію збільшеної  частки відновлюваної генерації в енергосистему, оскільки вони підтримують локальне виробництво електроенергії від ВДЕ в розподільних мережах та мережеву інфраструктуру для балансування виробництва від цих джерел. Батарейні системи зберігання, які мають надзвичайно швидку реакцію, швидкий час розгортання та значне масштабування, мають великі перспективні для таких мережних послуг. У статті наведено модель для оцінки економічної ефективності спільної роботи електростанції на ВДЕ, батарейної системи накопичення енергії і традиційної резервної електростанції в умовах забезпечення постійного рівня потужності такої системи. Результати модельних розрахунків середньозваженої собівартості електроенергії від системи, що складається з вітрової електростанції, літій-іонного накопичувача та резервної теплової електростанції, показали економічні та екологічні переваги використання резервної парогазової установки порівняно з вугільною ТЕС. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2019-09-27 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/721 10.15407/pge2019.03.011 System Research in Energy; No. 3 (58) (2019): The Problems of General Energy; 11-16 Системні дослідження в енергетиці; № 3 (58) (2019): Проблеми загальної енергетики; 11-16 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/721/621 Copyright (c) 2019 Nechaieva T.P. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | energy storage; renewable energy; power system levelized cost. Nechaieva T.P. Assessment of the joint work of battery energy storage systems with power plants on renewable energy sources |
| title | Assessment of the joint work of battery energy storage systems with power plants on renewable energy sources |
| title_alt | Оцінка сукупної роботи батарейних систем накопичення енергії з електростанціями на відновлюваних джерелах енергії |
| title_full | Assessment of the joint work of battery energy storage systems with power plants on renewable energy sources |
| title_fullStr | Assessment of the joint work of battery energy storage systems with power plants on renewable energy sources |
| title_full_unstemmed | Assessment of the joint work of battery energy storage systems with power plants on renewable energy sources |
| title_short | Assessment of the joint work of battery energy storage systems with power plants on renewable energy sources |
| title_sort | assessment of the joint work of battery energy storage systems with power plants on renewable energy sources |
| topic | energy storage; renewable energy; power system levelized cost. |
| topic_facet | energy storage; renewable energy; power system levelized cost. система накопичення енергії відновлювані джерела енергії енергосистема середньозважена собівартість. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/721 |
| work_keys_str_mv | AT nechaievatp assessmentofthejointworkofbatteryenergystoragesystemswithpowerplantsonrenewableenergysources AT nechaievatp ocínkasukupnoírobotibatarejnihsistemnakopičennâenergíízelektrostancíâminavídnovlûvanihdžerelahenergíí |