Complexes of electric heat generators for the control of electric load of regional power systems
The basic principles of creating the complexes of electric heat generators for the control of electric load of regional power systems during their night falls of daily schedules were determined. The needs for maneuvering power of the regional power systems and the IPS of Ukraine as a whole were esta...
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/722 |
| 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_ | 1871104229892947968 |
|---|---|
| author | Derii V.O. |
| author_facet | Derii V.O. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Derii V.O.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Derii V.O. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:45Z |
| description | The basic principles of creating the complexes of electric heat generators for the control of electric load of regional power systems during their night falls of daily schedules were determined. The needs for maneuvering power of the regional power systems and the IPS of Ukraine as a whole were established. We identified local district heating systems, in which it is possible to install electric heat generators, and estimated their potentials for regulating the load of regional power systems. It was shown that the total maneuverability of complexes of electric heat generators is limited by the average heat load of hot-water supply systems and constitutes 2480 MW.The calculation of technical-and-economic characteristics of the proposed complexes showed that, in order to achieve the total maneuverability of electric heat generators 2480 MW, the required amount of investment is about € 125 million. The weighted average specific investment costs are 50.3 € / kW of installed power. The operation of electric heat generators will result in an additional consumption of 4.9 billion kWh / year of electricity. The thermal energy generated by electric heat generators will replace the heat produced by district heating systems, reducing natural gas consumption by 550 million m3 per year. The weighted average cost of thermal energy produced by the complexes of electric heat generators, even in the absence of payment for auxiliary services, will be less than in the existing heat supply systems. Furthermore, with an auxiliary service cost of € 10 / MW-h, electric heat generators can successfully compete with any traditional heat generators. |
| doi_str_mv | 10.15407/pge2019.03.017 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:02:47Z |
| format | Article |
| fulltext |
17
Комплекси електричних теплогенераторів для керування електричним навантаженням регіональних енергосистем
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 3(58)
Використання електричних теплогенераторів
(ЕТГ) в якості споживачів-регуляторів для керу-
вання навантаженням енергетичних систем – це
один із нових методів вирішення системних про-
блем ОЕС України. Суть методу полягає в тому,
що при виникненні надлишку електричної енергії
в енергосистемі вона перетворюється в теплову за
допомогою ЕТГ. Далі теплова енергія за допомо-
гою мереж системи теплопостачання частково по-
дається споживачам, а частково акумулюється для
подальшого споживання. Даний метод активно
досліджується, свідченням чого є ряд публікацій
[1–5]. У роботі [1] на прикладі Канівської ГАЕС
показано економічні переваги використання спо-
живачів-регуляторів порівняно з традиційним
системами регулювання потужності ОЕС Украї-
ни. У статті [2] аналізуються техніко-економічні
аспекти використання споживачів-регуляторів
для автоматичного регулювання частоти та ак-
тивної потужності енергосистем. У роботі [3]
аналізувано особливості спільної роботи систем
централізованого теплопостачання та ЕТГ при
регулюванні ними електричного навантаження
енергетичних систем. У статті [4] викладено ре-
зультати проведеного аналізу впливу на довкілля
використання різного типу споживачів-регуля-
торів (електричних котлів, теплових насосів та
когенераційних установок), призначених для ре-
гулювання навантаження ОЕС України. У роботі
[5] оцінено потенціал потужностей різних типів
ЕТГ для систем централізованого теплопостачан-
ня, які утворені на основі опалювальних котелень,
атомних та теплових електростанцій.
Але, на думку автора, дослідження по ство-
ренню методичної бази, принципів формування
структури комплексів електричних теплогене-
раторів, вибору їх типів та рівнів потужності,
місць розташувань для керуванням потужністю
конкретних енергетичних систем ще не прово-
дилися, що і є метою даної роботи. Тому це до-
слідження є актуальним.
Одним із важливих принципів створення сис-
тем регулювання потужності/навантаження в
енергетичних системах є забезпечення економіч-
но ефективного розподілу навантаження між дже-
релами електроенергії, що обумовлено мінімізаці-
єю витрат палива на станціях та втрат потужності
в мережах [6]. У нашому випадку це означає, що
місця розташування ЕТГ, які беруть участь у регу-
люванні, обмежено наступними вимогами:
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ
ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОБ’ЄКТІВ І СИСТЕМ ЕНЕРГЕТИКИ
ISSN 2522-4344 (Online), ISSN 1562-8965 (Print). The problems of general energy, 2019, 3(58): 17–23
doi: https://doi.org/10.15407/pge2019.03.017
УДК 621.643.053 В.О. ДЕРІЙ, канд. техн. наук, ст. наук. співр., ORCID 0000-0002-5689-4897
Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172,
м. Київ, 03150, Україна,
КОМПЛЕКСИ ЕЛЕКТРИЧНИХ ТЕПЛОГЕНЕРАТОРІВ ДЛЯ КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНИМ
НАВАНТАЖЕННЯМ РЕГІОНАЛЬНИХ ЕНЕРГОСИСТЕМ
Визначено основні принципи створення комплексів електричних теплогенераторів
для керуванням електричним навантаженням регіональних енергетичних систем
під час його нічного провалу. Встановлено потреби у маневровій потужності регіо-
нальних енергетичних систем та ОЕС України в цілому. Визначені локальні систе-
ми централізованого теплопостачання, в яких можливо встановлювати комплекси
електричних теплогенераторів та оцінено їх потенціали для регулювання наванта-
ження регіональних енергетичних систем. Виконано розрахунок техніко-економіч-
них характеристик запропонованих комплексів.
К л ю ч о в і с л о в а: ОЕС України, графік електричних навантажень, нічний провал,
потужність, комплекси, електричні теплогенератори, теплові насоси, електричні
котли, система централізованого теплопостачання.
© В.О. ДЕРІЙ, 2019
18
В.О. ДЕРІЙ
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 3(58)
забезпечені мінімально-можливі перетоки
електроенергії між енергосистемами;
вся вироблена теплова енергія ЕТГ протягом
нічного провалу навантаження енергетичних
систем повинна бути спожита протягом решти
часу доби.
Забезпечити мінімальні перетоки електро-
енергії можливо тільки при розташуванні ЕТГ
в системах теплопостачання, які знаходяться в
зоні дії тієї чи іншої енергетичної системи. А
вибір відповідної потужності ЕТГ забезпечить
повне споживання виробленої ними теплової
енергії. В силу того, що вироблена теплова
енергія ЕТГ, при їх роботі під час нічного про-
валу графіків електричних навантажень (ГЕН)
енергетичних систем, не завжди може бути спо-
жита, то виникає ще одна вимога – обов’язкова
наявність в системах теплопостачання можли-
вості зберігати теплову енергію. Так, в неопа-
лювальний період мінімальне споживання гаря-
чої води співпадає із максимальною генерацією
теплової енергії ЕТГ (під час нічного провалу
ГЕН). Одним із ефективних методів зберігання
теплової енергії в системах теплопостачання це
акумуляція її в теплових мережах. Згідно дію-
чих нормативних документів [7] акумуляція те-
плової енергії можлива тільки у магістральних
мережах. А так як, згідно закону України «Про
теплопостачання», магістральними мережами
володіють тільки системи централізованого те-
плопостачання (СЦТ), то далі тільки вони і бу-
дуть об’єктами для розміщення в них ЕТГ. Ще
однією важливою вимогою при виборі СЦТ для
розміщення в них ЕТГ є наявність круглоріч-
них споживачів теплової енергії. Під час опа-
лювального періоду проблем із споживанням
теплової енергії, яку виробили ЕТГ немає – вся
вона може бути спожита в будь-яку годину сис-
темами опалення. А от в неопалювальний пері-
од теплова енергія подається тільки споживачам
гарячої води. Тому обов’язковою умовою вибо-
ру СЦТ є наявність в них систем постачання га-
рячої води, які працюють круглий рік.
Критерії створення комплексів ЕТГ можуть
бути різними – максимальна маневрова потуж-
ність, мінімальні витрати паливо-енергетичних
ресурсів, мінімальна питома вартість впрова-
дження і тому подібне. У даній роботі прийня-
тий критерій максимальне використання вста-
новленої потужності ЕТГ. Тобто, вони повинні
працювати увесь рік з максимально можливою
потужністю.
Для формування комплексів ЕТГ перш за
все необхідно визначити потреби регіональних
енергетичних систем в маневреній потужності
для компенсації нічних провалів їх навантажен-
ня. Для характеристики нічних провалів автором
було введено таке поняття, як їх глибина – різ-
ниця між потужністю енергетичної системи на
початку її нічного провалу навантаження (2300)
та мінімальним значенням потужності (зазвичай
400 – 500). Максимальне значення глибини нічного
провалу протягом року і будемо рахувати як по-
треби у маневреній потужності для даної енерге-
тичної системи.
Досліджуючи нічні провали ГЕН, які приво-
дяться в добових відомостях НЕК України, було
виявлено наступну закономірність
1
n
ОЕС i
і
P P ,
(1)
де ∆PОЕС – глибина нічного провалу ОЕС України;
∆Pi – глибина нічного провалу i-тої енергетичної
системи; n – кількість енергетичних систем.
На рис. 1 показано графіки глибин нічних про-
валів для ОЕС України та їх сума регіональних
енергетичних систем для однієї режимної доби
21.12.2011 [8]. Як видно із наведених графіків,
нев’язка балансу спостерігається о другій, третій
та четвертій годинах. Небаланс можна поясни-
ти некоректністю зібраних даних. Максимальне
відхилення становить 8,1%, що допустимо для
подальших розрахунків.
Рис. 1. Баланс глибин нічних
провалів енергетичних систем
Автором досліджено нічні провали графіків
електричних навантажень ОЕС України за кожну
добу 2018 р. Результати досліджень глибин нічних
провалів показано на графіку (рис. 2).
Із рис. 2 видно, що глибини нічних провалів
величини не постійні, для кожної доби вони
мають різні значення. Максимальне значення
глибини нічного провалу у 2018 р. спостері-
галося 21 червня і становило 3579 МВт, яке і
буде прийнято як дефіцит маневреної потуж-
ності ОЕС України. При цьому середнє значен-
ня глибини нічного провалу за 2018 р. станови-
ло 2440 МВт.
19
Комплекси електричних теплогенераторів для керування електричним навантаженням регіональних енергосистем
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 3(58)
Для подальшого аналізу були зроблені на-
ступні припущення. Для кожної доби даного
року для нічних провалів ГЕН регіональних
енергетичних систем та ОЕС України буде спра-
ведливе відношення
j
j i
i j
ОЕС
Pk const
P
, (2)
де j
ik – коефіцієнт, який характеризує відношен-
ня глибини нічного провалу i-тої енергетичної
системи в j-ту добу до глибини нічного провалу
ОЕС України в ту ж добу; j
iP – глибина нічного
провалу i-тої енергетичної системи в j-ту добу;
j
ОЕСP – глибина нічного провалу ОЕС України в
j-ту добу.
Використовуючи добову відомість Національ-
ної енергетичної компанії України можна знайти
j
ik для всіх регіональних енергетичних систем.
Знаючи максимальне значення глибини нічного
провалу ОЕС України в даний рік та використову-
ючи знайдені коефіцієнти можна визначити мак-
симальні глибини нічних провалів (потреби) регі-
ональних енергетичних систем виходячи із виразу
max max
j
i i ОЕСP k P , (3)
де maxiP , maxОЕСP – максимальна глибина нічного
провалу i-тої та ОЕС України в даному році від-
повідно.
Далі перевіряється баланс, згідно виразу (1),
і при необхідності виконується перевірка вихід-
них даних та коригування отриманих величин.
Використовуючи дану методику розраховано по-
треби у маневреній потужності для семи регіо-
нальних енергетичних систем (ЕС), які входять
до складу ОЕС України. А саме: Дніпровська ЕС
– 300 МВт, Центральна ЕС –792 МВт, Західна
ЕС – 513 МВт, Південно-Західна ЕС – 336 МВт,
Північна ЕС – 471 МВт, Південна ЕС – 343 МВт,
Донбаська ЕС – 824МВт.
Для визначення можливостей СЦТ щодо ви-
користання в них ЕТГ для керуванням наванта-
женням енергетичних систем були проведені до-
слідження локальних СЦТ, які знаходяться в зоні
дії тієї чи іншої енергетичної системи. В резуль-
таті цього для кожної енергетичної системи були
вибрані СЦТ, які круглий рік постачають спожи-
вачам гарячу воду, та визначені їх середні теплові
навантаження. Для максимального використання
потенціалу маневрової потужності в котельних
та ТЕЦ в якості ЕТГ пропонується використову-
вати електричні котли (ЕК). В СЦТ, утворених на
базі ТЕС, рекомендується використовувати те-
плові насоси (ТН) через наявність великої кіль-
кості скидної низькопотенційної теплоти.
Теплова потужність ЕТГ розраховувалася ви-
ходячи із виразу
т
гвпЕТГ pP k q , (4)
де т
ЕТГP – теплова потужність ЕТГ; kр – коефіці-
єнт розвантаження штатних теплогенераторів;
qГВП – середнє навантаження систем постачання
гарячої води.
Для зменшення втрат теплової енергії та при-
родного газу котли в котельнях не зупинялися, а
Рис. 2. Глибини нічних провалів ГЕН ОЕС України в 2018 р.
20
В.О. ДЕРІЙ
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 3(58)
зменшували свою потужність до мінімально стій-
кого рівня (25–30%). Тому при використанні ЕТГ
в котельнях коефіцієнт розвантаження приймав-
ся рівним 0,7–0,75. На теплових електростанці-
ях (ТЕС, ТЕЦ) енергія на підігрів води береться
із турбін у вигляді пари і тому kр брався рівним
одиниці.
Електричне навантаження ЕТГ визначалося за
формулою
т
е
п
ЕТГ
ЕТГ
PP k ,
(5)
де е
ЕТГP – електричне навантаження ЕТГ; kп – кое-
фіцієнт перетворення ЕТГ (0,98 для електричних
котлів та 4,5 для теплових насосів).
Результати досліджень та розрахунків по-
треб ЕС в маневровій потужності та можливос-
тей комплексів ЕТГ в локальних СЦТ наведено
в табл. 1.
Як видно із табл. 1, тільки для Дніпровської та
Центральної енергетичних систем локальні СЦТ
зможуть повність без перетоків електричної енер-
гії покрити їх дефіцити в маневреній потужності.
Для інших енергетичних систем цей процес буде
відбуватися з перетоками електроенергії. При за-
гальній потребі ОЕС України у 2018 р. 3579 МВт
СЦТ зможуть покрити 2241 МВт (62,6%).
Для кожної локальної СЦТ, яка знаходиться в
зоні дії даної регіональної енергосистеми, були
сформовані комплекси ЕТГ з конкретними їх ти-
Таблиця 1. Потреби ЕС в маневровій потужності та можливості комплексів ЕТГ в СЦТ
Назва енергетичної
системи (ЕС)
СТЦ,
електростанції
Теплова потужність ЕТГ, МВт Маневрова
потужність,
МВтЕК ТН
Дніпровська ЕС
Потреби у маневровій
потужності – 300 МВт
СТЦ м. Дніпро 39 39,8
СТЦ м. Кривий Ріг 53,9 55,1
Криворізька ТЕЦ 45,4 66,5
СТЦ м. Запоріжжя 245,7 251,0
СТЦ м. Кропивницький 14,7 15,3
Придністровська ТЕС 3 0,8
Криворізька ТЕС 2 0,5
Запорізька ТЕС 2 0,4
Запорізька АЕС 10 2,8
Всього 398,7 17 411,1
Центральна ЕС
Потреби у маневровій
потужності – 792 МВт
СТЦ м. Житомир 3,9 4,1
Котельні СТЦ м. Київ 525,2 536,7
Київська ТЕЦ-5 159,3 247
Київська ТЕЦ-6 99,3 150,9
Дарницька ТЕЦ 93,8 137,6
СТЦ м. Черкаси 10,7 10,7
СТЦ м. Чернігів 23,6 24,5
Трипільська ТЕС 3 0,75
Всього 915,8 3 1111,1
Західна ЕС
Потреби у маневровій
потужності – 513 МВт
СТЦ м. Луцьк 34,4 35,2
СТЦ м. Івано-Франківськ 34,9 35,2
СТЦ м. Львів 236,3 244,9
СТЦ м. Рівне 32,4 30,6
Бурштинська ТЕС 2 0,5
Добротвірська ТЕС 1 0,25
Ладижинська ТЕС 3 0,75
Рівненська АЕС 7 1,75
Всього 338 13 351,9
Південно-Західна ЕС
Потреби у маневровій
потужності – 336 МВт
СТЦ м. Вінниця 53,4 54,5
СТЦ м. Хмельницький 21,7 22,1
СЦТ м. Тернопіль 36,6 37,3
Хмельницька АЕС 7.0 1,8
Всього 111,7 7,0 115,7
/
21
Комплекси електричних теплогенераторів для керування електричним навантаженням регіональних енергосистем
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 3(58)
пами та потужністю, а також визначні необхідні
суми інвестицій для їх впровадження. Для при-
кладу в табл. 2 наведено комплекс ЕТГ для Захід-
ної енергетичної системи.
Для кожної енергетичної системи було ви-
значено необхідну сума інвестицій для впро-
вадження комплексів ЕТГ, кількість спожитої
ними електроенергії, та зменшення споживан-
ня природного газу СЦТ. В якості показника
економічної ефективності було використано се-
редньозважену приведену собівартість виробле-
ної енергії (LCOE) [9]. Вартісні показники, які
приймалися в прогнозах для визначення LCOE,
станом на 2020 р., становили: природний газ –
195 €/1000 м3, електроенергія – 37,7 €/МВт·год
(по результатах торгів на балансуючому ринку
за липень 2019 р), допоміжні послуги – 0 та
10 €/МВт·год.
Таблиця 2. Комплекс ЕТГ для Західної енергетичної системи
СТЦ,
електростанції
Електричні котли Теплові насоси Маневрова
потужність
ЕТГ, МВт
*Інвестиційні
витрати, тис.
€Тип та кількість Теплова
потужність, МВт
Тип та
кількість
Теплова
потужність,
МВт
СТЦ м. Луцьк АВПЕ 1,5 МВт 23 шт. 34,5 35,2 1417,4
СТЦ м. Івано-
Франківськ
ZDK 20 МВт- 1 шт.,
ЭВКВ 10 МВт- 1шт.,
АВПЕ 1,5 МВт -3 шт.
34,5 35,2 1166,3
СТЦ м. Львів ZDK 20 МВт - 12 шт. 240 244,9 10563,1
СТЦ м. Рівне ZDK 30 МВт - 1 шт. 30 30,6 1399,6
Бурштинська
ТЕС Scancool,
2 шт 2,0 0,5 834,0
Добротворська
ТЕС Scancool,
1 шт 1,0 0,25 417,2
Ладижинська
ТЕС Scancool,
3 шт 3,0 0,75 1251,2
Рівненська
АЕС Scancool,
7 шт 7,0 1,75 2919,2
Всього 339 3,25 349,2 21964,3
* з урахуванням непередбачених витрат 10%.
Назва енергетичної
системи (ЕС)
СТЦ,
електростанції
Теплова потужність ЕТГ, МВт Маневрова
потужність,
МВтЕК ТН
Північна ЕС
Потреби у маневровій
потужності – 471 МВт
СТЦ м. Полтава 13 13.3
СТЦ м. Суми 38 38,8
СТЦ м. Харків 180 183,7
Кременчуцька ТЕЦ 39,6 59
Харківська ТЕЦ-5 69,1 102,6
Всього 339,7 397,3
Південна ЕС
Потреби у маневровій
потужності – 343 МВт
СТЦ м. Одеса 49 50,0
СТЦ м. Миколаїв 1,5 1,5
СЦТ м. Херсон 0,4 0,4
Південноукраїнська АЕС 7.0 1,8
Всього 50,9 7.0 53,7
Донбаська ЕС
Потреби у маневровій
потужності – 824 МВт
СТЦ м. Краматорськ 2,5 2,6
СТЦ м. Лисичанськ 4,5 4,6
СЦТ м. Маріуполь 9 9,2
Курахівська ТЕС 4 1,0
Всього 16 4 17,3
Загалом 2171 51 2458
Продовження табл. 1.
22
В.О. ДЕРІЙ
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 3(58)
Результати розрахунків наведено в табл. 3.
Необхідно зазначити, що, згідно [10], серед-
ньозважена економічно обґрунтована собівар-
тість теплової енергії теплопостачальних під-
приємств, які регулюються НКРЕКП, станом
на 01.05.2019 р. становила 1265,8 ₴/Гкал, а при
використанні комплексів ЕТГ навіть без опла-
ти за допоміжні послуги – 1217,5 ₴/Гкал. А
при вартості допоміжних послуг €10/Мвт·год
– 811,3 ₴/Гкал. Це є пряма вигода використан-
ня комплексів ЕТГ в СЦТ для регулювання на-
вантаженням енергетичних систем під час їх
нічного провалу ГЕН.
Окремо необхідно зупинитися на викидах пар-
никових газів, обсяги яких будуть залежати від
режимів роботи ОЕС України при впровадженні
ЕТГ. Розглянемо два крайні варіанти.
При збережені існуючого базового рівня і
структури потужності, яку генерує енергосисте-
ма, згідно методики, яка наведена в роботі [4],
на виробництво обсягу спожитої електричної
енергії ЕТГ (4897,7 млн. кВт·год/рік) буде що-
річно додатково витрачатися 2999,7 тис. т вугіл-
ля тепловими електростанціями, які працюють в
маневровому режимі [4]. При цьому ними буде
додатково викинуто в атмосферу 7669 тис. т СО2.
З іншого боку, зменшення споживання природного
газу СЦТ призведе до зменшення викидів СО2 на
1015 тис. т в рік. Загалом збільшення викидів СО2
буде становити 6454 тис. т/рік.
Заповнення нічних провалів ГЕН енергосис-
тем навантаженням ЕТГ дозволить підвищити
базовий рівень потужності за рахунок атомних
та теплових електростанцій. Фактично ЕТГ
будуть споживати електроенергію від базових
електростанцій. Тоді розрахунок викидів парни-
кових газів може вестися від спожитої електро-
енергії, які будуть становити 5485 тис. т СО2/
рік. А з урахуванням зменшення викидів СЦТ
від зменшення споживання природного газу –
4470 тис. т СО2/рік. Тобто у другому варіанті
викиди парникових газів будуть меншими на
1984 т СО2 в рік порівняно із першим.
Примітка. Викиди парникових газів роз-
раховувалися згідно [4]. Коефіцієнти викидів
були взяті наступними: для вугілля – 94,72 т
СО2/Т ж, для природного газу – 55,3 т СО2/ ТДж,
для електроенергії – 1,12 т. СО2/МВт·год. Ниж-
ча теплотворна здатність для вугілля прийма-
лася рівною 27·10–3 ТДж/т, а для природного
газу – 33,5·10–3 ТДж/1000 м3 [11].
ВИСНОВКИ
Встановлено, що потреби у маневро-
вій потужності енергетичних систем наступні:
Дніпровська ЕС – 300 МВт, Центральна ЕС –
792 МВт, Західна ЕС – 513 МВт, Південно-Захід-
на ЕС– 336 МВт, Північна ЕС – 471 МВт, Півден-
на ЕС – 343 МВт, Донбаська ЕС – 824МВт, ОЕС
України – 3579 МВт.
1. Визначені локальні системи централі-
зованого теплопостачання, в яких можливо
встановлювати електричні теплогенератори,
та оцінено їх потенціали щодо регулювання
навантаження регіональних енергетичних сис-
тем. Комплекси електричних теплогенераторів
формувалися за критерієм максимального ви-
користання їх встановленої потужності. Су-
марна маневрова потужність комплексів стано-
вить 2476,1 МВт,
2. Розрахунок техніко-економічних характе-
ристик запропонованих комплексів показав що:
Таблиця 3. Підсумкові дані використання ЕТГ в СЦТ
Назва ЕС
Манев-
рена по-
тужність
ЕТГ, МВт
Необхід-
на сума
інвести-
цій, тис. €
Додаткове
споживання
електроенер-
гії ЕТГ, млн.
кВт·год/рік
Зменшення
с поживання
природного
газу СЦТ,
млн. м
Питома
вартість впро-
вадження
комплексів
ЕТГ, €/кВт
Змен-
шення
викидів
СО2, тис.
т
LCOE, ₴/Гкал
Вартість допоміж-
них послуг,
€/кВт·год
0,01 0
Дніпровська 433,5 26572,9 877,3 102,4 61,3 189 821,5 1222,0
Центральна 1119,6 45966,1 2008,3 227,7 41,1 421 829,5 1241,7
Західна 349,2 21964,3 877,3 86,4 62,9 160 822,3 1224,0
Південно-
Західна 114,5 7781,5 243,6 28,8 68,0 53 804,5 1199,2
Північна 397,3 14533,3 740,2 83,7 36,6 155 739,7 1152,9
Південна 53,7 5647,4 114,2 14,2 105,2 26 811,8 1187,3
Донбаська 17,3 2565,4 36,9 4,9 148,1 9 799,5 1150,3
Загалом 2485,1 *125031,0 4897,7 548,1 **50,3 1015 **811,3 **1217,5
** середньозважене значення.
23
Комплекси електричних теплогенераторів для керування електричним навантаженням регіональних енергосистем
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 3(58)
- для досягнення сумарної маневреної
потужності електричних теплогенераторів
2476,1 МВт необхідна величина інвестицій
становить €125031 тис. Середньозважені пито-
мі інвестиційні витрати складають 50,3 €/кВт
маневрової потужності;
- функціонування електричних теплогене-
раторів призведе до додаткового споживання
4,9 млрд кВт·год/рік електроенергії;
- теплова енергія, яку вироблять електрич-
ні теплогенератори, замістить аналогічну, яку
виробляють котли систем централізованого те-
плопостачання, при цьому буде зменшено спо-
живання природного газу на 548,1 млн м3 в рік;
- середньозважена приведена собівартість
теплової енергії, яку вироблять комплекси елек-
тричних теплогенераторів навіть при відсутнос-
ті плати за допоміжні послуги, буде меншою,
ніж в існуючих системах теплопостачання, яка
станом на 01.05.2019 р. становила 1265,8 ₴/
Гкал. А при вартості допоміжних послуг €10/
МВт·год, вона дорівнює 811,3 ₴/Гкал і елек-
тричні теплогенератори можуть успішно конку-
рувати із будь-якими традиційними генератора-
ми теплової енергії.
1. Кулик М.М. Співставний аналіз техніко-економіч-
них характеристик Канівської ГАЕС та комплексу
споживачів-регуляторів для покриття графіків елек-
тричних навантажень. Проблеми загальної енерге-
тики. 2014. Вип. 4(39). С. 5―10.
2. Кулик М.М. Техніко-економічні аспекти викорис-
тання споживачів-регуляторів у системах авто-
матичного регулювання частотою і потужністю.
Проблеми загальної енергетики. 2015. Вип. 1(40).
С. 20—28. https://doi.org/10.15407/pge2015.01.020.
3. Дерій В.О. Особливості спільної роботи систем
централізованого теплопостачання та електрич-
них теплогенераторів при регулюванні ними на-
вантаження ОЕС України. Проблеми загальної
енергетики. 2018. Вип. 3(54). С. 54―59. https://doi.
org/10.15407/pge2018.03.054.
4. Дерій В.О., Нечаєва Т.П. Екологічні наслідки вико-
ристання електричних теплогенераторів для ущіль-
нення графіків електричних навантажень під час
нічного провалу ОЕС України. Проблеми загальної
енергетики. 2018. Вип. 4(55). С. 41—46. https://doi.
org/10.15407/pge2018.04.041.
5. Білодід В.Д., Дерій В.О. Оцінка потужності елек-
тричних теплогенераторів для систем централізова-
ного теплопостачання як регуляторів навантаження
електроенергетичної системи. Проблеми загальної
енергетики. 2016. Вип. 4(47). С. 40—49. https://doi.
org/10.15407/pge2016.04.040.
6. Яндульський О.С., Стелюк А.О., Лукаш М.П. Ав-
томатичне регулювання частоти та перетоків актив-
ної потужності в енергосистемах: навч. посіб. К.:
НТУУ «КПІ», 2010.
7. ДБН В.2.5-39:2008. ТЕПЛОВІ МЕРЕЖІ. Інженерне
обладнання будинків і споруд. Зовнішні мережі та
споруди. К.: Мінрегіонбуд України, 2009.
8. Добова відомість за 21.12.2011 р. Добова відомість
за 20.06.2012 р. К., НЕК «Укренерго».
9. International Energy Agency Nuclear Energy
Agency Organisation For Economic Co-Operation
And Development./Projected Costs of Generating
Electricity// 2015 Edition.
10. Довідка про діючі станом на 01 травня 2019 року
економічно обґрунтовані тарифи та собівартість те-
плової енергії для потреб населення, встановлені
відповідними постановами Національної комісії, що
здійснює державне регулювання у сферах енергети-
ки та комунальних послуг. URL: http://www.nerc.gov.
ua/data/fi learch/teplo/taryfy/naselennia/Taryfy_teplo_
naselennia.pdf (дата звернення: 15.07.2019).
11. Порівняльна таблиця теплотворної здатності для
деяких видів палива. URL: https://uhbdp.org/images/
uhbdp/pdf/library_sabo/tablycya_teplotvornoi_
zdatnosti.pdf (дата звернення: 15.07.2019).
Надійшла до редколегії: 17.07.2019
|
| id | systemreorg-article-722 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:20:47Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/f1/cbd0d8c29b3851e70e6d98eded40a4f1.pdf |
| spelling | systemreorg-article-7222026-07-18T12:57:45Z Complexes of electric heat generators for the control of electric load of regional power systems Комплекси електричних теплогенераторів для керування електричним навантаженням регіональних енергосистем Derii V.O. IPS of Ukraine, schedule of electric loads, night fall, power, complexes, electric heat generators, heat pumps, electric boilers, district heating system. ОЕС України, графік електричних навантажень, нічний провал, потужність, комплекси, електричні теплогенератори, теплові насоси, електричні котли, система централізованого теплопостачання. The basic principles of creating the complexes of electric heat generators for the control of electric load of regional power systems during their night falls of daily schedules were determined. The needs for maneuvering power of the regional power systems and the IPS of Ukraine as a whole were established. We identified local district heating systems, in which it is possible to install electric heat generators, and estimated their potentials for regulating the load of regional power systems. It was shown that the total maneuverability of complexes of electric heat generators is limited by the average heat load of hot-water supply systems and constitutes 2480 MW.The calculation of technical-and-economic characteristics of the proposed complexes showed that, in order to achieve the total maneuverability of electric heat generators 2480 MW, the required amount of investment is about € 125 million. The weighted average specific investment costs are 50.3 € / kW of installed power. The operation of electric heat generators will result in an additional consumption of 4.9 billion kWh / year of electricity. The thermal energy generated by electric heat generators will replace the heat produced by district heating systems, reducing natural gas consumption by 550 million m3 per year. The weighted average cost of thermal energy produced by the complexes of electric heat generators, even in the absence of payment for auxiliary services, will be less than in the existing heat supply systems. Furthermore, with an auxiliary service cost of € 10 / MW-h, electric heat generators can successfully compete with any traditional heat generators. Визначено основні принципи створення комплексів електричних теплогенераторів для керуванням електричним навантаженням регіональних енергетичних систем під час їх нічних провалів добових графіків. Встановлено потреби у маневровій потужності регіональних енергетичних систем та ОЕС України в цілому. Визначено локальні системи централізованого теплопостачання, в яких можливо встановлювати електричні теплогенератори, та оцінено їх потенціали для регулювання навантаження регіональних енергетичних систем. Показано, що сумарна маневрена потужність комплексів електричних теплогенераторів обмежується середнім тепловим навантаженням систем постачання гарячої води і становить 2476,1 МВт.Розрахунок техніко-економічних характеристик  запропонованих комплексів показав, що для досягнення сумарної маневреної потужності електричних теплогенераторів 2476,1 МВт необхідна величина інвестицій становить €125031 тис. Середньозважені питомі інвестиційні витрати при цьому складають 50,3 €/кВт маневрової потужності. Функціонування електричних теплогенераторів призведе до додаткового споживання 4,9 млрд. кВт·год/рік електроенергії. Теплова енергія, яку вироблять електричні теплогенератори, замістить аналогічну, яку виробляють котли систем централізованого теплопостачання, при цьому буде зменшено споживання природного газу на 548,1 млн. м3 в рік. Середньозважена приведена собівартість теплової енергії, яку вироблять комплекси електричних теплогенераторів навіть при відсутності плати за допоміжні послуги буде меншою, ніж в існуючих системах теплопостачання. А при вартості допоміжних послуг €10/МВт·год, електричні теплогенератори можуть успішно конкурувати із любими традиційними генераторами теплової енергії. 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/722 10.15407/pge2019.03.017 System Research in Energy; No. 3 (58) (2019): The Problems of General Energy; 17-23 Системні дослідження в енергетиці; № 3 (58) (2019): Проблеми загальної енергетики; 17-23 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/722/622 Copyright (c) 2019 Derii V.O. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | IPS of Ukraine schedule of electric loads night fall power complexes electric heat generators heat pumps electric boilers district heating system. Derii V.O. Complexes of electric heat generators for the control of electric load of regional power systems |
| title | Complexes of electric heat generators for the control of electric load of regional power systems |
| title_alt | Комплекси електричних теплогенераторів для керування електричним навантаженням регіональних енергосистем |
| title_full | Complexes of electric heat generators for the control of electric load of regional power systems |
| title_fullStr | Complexes of electric heat generators for the control of electric load of regional power systems |
| title_full_unstemmed | Complexes of electric heat generators for the control of electric load of regional power systems |
| title_short | Complexes of electric heat generators for the control of electric load of regional power systems |
| title_sort | complexes of electric heat generators for the control of electric load of regional power systems |
| topic | IPS of Ukraine schedule of electric loads night fall power complexes electric heat generators heat pumps electric boilers district heating system. |
| topic_facet | IPS of Ukraine schedule of electric loads night fall power complexes electric heat generators heat pumps electric boilers district heating system. ОЕС України графік електричних навантажень нічний провал потужність комплекси електричні теплогенератори теплові насоси електричні котли система централізованого теплопостачання. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/722 |
| work_keys_str_mv | AT deriivo complexesofelectricheatgeneratorsforthecontrolofelectricloadofregionalpowersystems AT deriivo kompleksielektričnihteplogeneratorívdlâkeruvannâelektričnimnavantažennâmregíonalʹnihenergosistem |