ASSESSING THE TECHNICAL AND ECONOMIC PERFORMANCE OF THE INTEGRATED POWER SYSTEM OF UKRAINE UNDER HIGH PENETRATION OF WIND AND SOLAR GENERATION
This paper presents a comprehensive assessment of the technical and economic performance of the Integrated Power System (IPS) of Ukraine under conditions of high penetration of wind and solar power generation. The relevance of the study is driven by the rapid expansion of renewable energy sources (R...
Gespeichert in:
| Datum: | 2026 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2026
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/960 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
Institution
System Research in Energy| _version_ | 1866935475432849408 |
|---|---|
| author | Babak, Vitalii Kulyk, Mykhailo Zaporozhets, Artur Denysov, Viktor Kostenko, Ganna |
| author_facet | Babak, Vitalii Kulyk, Mykhailo Zaporozhets, Artur Denysov, Viktor Kostenko, Ganna |
| author_sort | Babak, Vitalii |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-06-02T12:06:27Z |
| description | This paper presents a comprehensive assessment of the technical and economic performance of the Integrated Power System (IPS) of Ukraine under conditions of high penetration of wind and solar power generation. The relevance of the study is driven by the rapid expansion of renewable energy sources (RES), which introduces increased generation variability, amplifies power imbalances, and complicates real-time system operation and control. The study analyzes the current state of the Ukrainian power system, including structural changes in generation and consumption under wartime conditions and the associated reduction in available capacity. Particular attention is given to daily and seasonal load variability, the stochastic nature of wind and solar generation, and the limited operational flexibility of conventional generation assets. A quantitative assessment is conducted using an optimization framework based on an economic–technological forecasting methodology for determining optimal system development and operation parameters. The model explicitly incorporates battery energy storage systems (BESS), pumped storage power plants (PSPP), constraints on renewable generation curtailment, and balancing market mechanisms. Scenario-based simulations up to 2030, assuming an increase in the RES share to 45–50%, indicate that power imbalances may rise to 600–900 MW, while reserve requirements could reach 6–7 GW. The results demonstrate that the deployment of BESS with a capacity of 1.5–2 GW can reduce imbalances by 30–40%, significantly decrease RES curtailment, and yield annual savings of €80–120 million in balancing costs. The proposed approach enables a more robust evaluation of power system performance under high RES penetration and provides a methodological basis for enhancing system flexibility, reliability, and economic efficiency. The findings can support strategic decision-making regarding the modernization and sustainable development of the IPS of Ukraine. |
| doi_str_mv | 10.15407/srenergy2026.02.081 |
| first_indexed | 2026-05-30T01:00:11Z |
| format | Article |
| id | systemreorg-article-960 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-06-03T01:00:13Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | systemreorg-article-9602026-06-02T12:06:27Z ASSESSING THE TECHNICAL AND ECONOMIC PERFORMANCE OF THE INTEGRATED POWER SYSTEM OF UKRAINE UNDER HIGH PENETRATION OF WIND AND SOLAR GENERATION Оцінка технічної та економічної ефективності оес україни за умов високої долі вітрової та сонячної генерації Babak, Vitalii Kulyk, Mykhailo Zaporozhets, Artur Denysov, Viktor Kostenko, Ganna renewable energy sources, Integrated Power Systems, grid stability and control, power regulators, mathematical models. відновлювані джерела енергії, інтегровані енергетичні системи, регулятори енергії, математичні моделі. This paper presents a comprehensive assessment of the technical and economic performance of the Integrated Power System (IPS) of Ukraine under conditions of high penetration of wind and solar power generation. The relevance of the study is driven by the rapid expansion of renewable energy sources (RES), which introduces increased generation variability, amplifies power imbalances, and complicates real-time system operation and control. The study analyzes the current state of the Ukrainian power system, including structural changes in generation and consumption under wartime conditions and the associated reduction in available capacity. Particular attention is given to daily and seasonal load variability, the stochastic nature of wind and solar generation, and the limited operational flexibility of conventional generation assets. A quantitative assessment is conducted using an optimization framework based on an economic–technological forecasting methodology for determining optimal system development and operation parameters. The model explicitly incorporates battery energy storage systems (BESS), pumped storage power plants (PSPP), constraints on renewable generation curtailment, and balancing market mechanisms. Scenario-based simulations up to 2030, assuming an increase in the RES share to 45–50%, indicate that power imbalances may rise to 600–900 MW, while reserve requirements could reach 6–7 GW. The results demonstrate that the deployment of BESS with a capacity of 1.5–2 GW can reduce imbalances by 30–40%, significantly decrease RES curtailment, and yield annual savings of €80–120 million in balancing costs. The proposed approach enables a more robust evaluation of power system performance under high RES penetration and provides a methodological basis for enhancing system flexibility, reliability, and economic efficiency. The findings can support strategic decision-making regarding the modernization and sustainable development of the IPS of Ukraine. У статті представлено оцінку технічної та економічної ефективності функціонування ОЕС України за умов високої долі вітрової та сонячної генерації. Актуальність дослідження зумовлена стрімким зростанням частки відновлюваних джерел енергії (ВДЕ), що призводить до підвищеної варіативності генерації, посилює дисбаланс енергії та ускладнює роботу та керування системою в реальному часі. Дослідження аналізує поточний стан української енергетичної системи, включаючи структурні зміни у виробництві та споживанні в умовах війни, а також пов’язаний зі зменшенням доступних потужностей. Особлива увага приділяється змінності щоденного та сезонного навантаження, стохастичній природі вітрової та сонячної генерації, а також обмеженій операційній гнучкості звичайних генераційних активів. Кількісна оцінка проводиться за допомогою оптимізаційної системи на основі економічно-технологічної методології прогнозування для визначення оптимальних параметрів розробки системи та функціонування. Модель включає системи акумуляторного зберігання енергії (BESS), гидро акумулюючи електростанції з насосним накопиченням (PSPP), обмеження обсягу відновлюваної генерації та механізми балансування ринку. Сценарні моделювання до 2030 року, за умови збільшення частки ВДЕ до 45–50 %, свідчать, що дисбаланс потужності може зрости до 600–900 МВт, тоді як резервні потреби можуть сягати 6–7 ГВт. Результати показують, що впровадження BESS з потужністю 1,5–2 ГВт може зменшити дисбаланси на 30–40 %, суттєво зменшити обмеження ВДЕ та забезпечити річну економію на балансуванні у розмірі €80–120 мільйонів. Запропонований підхід дозволяє більш ґрунтовно оцінити продуктивність енергосистеми за умов високої долі ВДЕ та забезпечує методологічну основу для підвищення гнучкості, надійності та економічної ефективності системи. Результати можуть бути корисними для стратегічного прийняття рішень щодо модернізації та сталого розвитку ОЕС України. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2026-05-30 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/960 10.15407/srenergy2026.02.081 System Research in Energy; No. 2 (86) (2026): System Research in Energy; 81-90 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (86) (2026): Системні дослідження в енергетиці; 81-90 2786-7102 2786-7633 en https://systemre.org/index.php/journal/article/view/960/845 |
| spellingShingle | renewable energy sources Integrated Power Systems grid stability and control power regulators mathematical models. Babak, Vitalii Kulyk, Mykhailo Zaporozhets, Artur Denysov, Viktor Kostenko, Ganna ASSESSING THE TECHNICAL AND ECONOMIC PERFORMANCE OF THE INTEGRATED POWER SYSTEM OF UKRAINE UNDER HIGH PENETRATION OF WIND AND SOLAR GENERATION |
| title | ASSESSING THE TECHNICAL AND ECONOMIC PERFORMANCE OF THE INTEGRATED POWER SYSTEM OF UKRAINE UNDER HIGH PENETRATION OF WIND AND SOLAR GENERATION |
| title_alt | Оцінка технічної та економічної ефективності оес україни за умов високої долі вітрової та сонячної генерації |
| title_full | ASSESSING THE TECHNICAL AND ECONOMIC PERFORMANCE OF THE INTEGRATED POWER SYSTEM OF UKRAINE UNDER HIGH PENETRATION OF WIND AND SOLAR GENERATION |
| title_fullStr | ASSESSING THE TECHNICAL AND ECONOMIC PERFORMANCE OF THE INTEGRATED POWER SYSTEM OF UKRAINE UNDER HIGH PENETRATION OF WIND AND SOLAR GENERATION |
| title_full_unstemmed | ASSESSING THE TECHNICAL AND ECONOMIC PERFORMANCE OF THE INTEGRATED POWER SYSTEM OF UKRAINE UNDER HIGH PENETRATION OF WIND AND SOLAR GENERATION |
| title_short | ASSESSING THE TECHNICAL AND ECONOMIC PERFORMANCE OF THE INTEGRATED POWER SYSTEM OF UKRAINE UNDER HIGH PENETRATION OF WIND AND SOLAR GENERATION |
| title_sort | assessing the technical and economic performance of the integrated power system of ukraine under high penetration of wind and solar generation |
| topic | renewable energy sources Integrated Power Systems grid stability and control power regulators mathematical models. |
| topic_facet | renewable energy sources Integrated Power Systems grid stability and control power regulators mathematical models. відновлювані джерела енергії інтегровані енергетичні системи регулятори енергії математичні моделі. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/960 |
| work_keys_str_mv | AT babakvitalii assessingthetechnicalandeconomicperformanceoftheintegratedpowersystemofukraineunderhighpenetrationofwindandsolargeneration AT kulykmykhailo assessingthetechnicalandeconomicperformanceoftheintegratedpowersystemofukraineunderhighpenetrationofwindandsolargeneration AT zaporozhetsartur assessingthetechnicalandeconomicperformanceoftheintegratedpowersystemofukraineunderhighpenetrationofwindandsolargeneration AT denysovviktor assessingthetechnicalandeconomicperformanceoftheintegratedpowersystemofukraineunderhighpenetrationofwindandsolargeneration AT kostenkoganna assessingthetechnicalandeconomicperformanceoftheintegratedpowersystemofukraineunderhighpenetrationofwindandsolargeneration AT babakvitalii ocínkatehníčnoítaekonomíčnoíefektivnostíoesukraínizaumovvisokoídolívítrovoítasonâčnoígeneracíí AT kulykmykhailo ocínkatehníčnoítaekonomíčnoíefektivnostíoesukraínizaumovvisokoídolívítrovoítasonâčnoígeneracíí AT zaporozhetsartur ocínkatehníčnoítaekonomíčnoíefektivnostíoesukraínizaumovvisokoídolívítrovoítasonâčnoígeneracíí AT denysovviktor ocínkatehníčnoítaekonomíčnoíefektivnostíoesukraínizaumovvisokoídolívítrovoítasonâčnoígeneracíí AT kostenkoganna ocínkatehníčnoítaekonomíčnoíefektivnostíoesukraínizaumovvisokoídolívítrovoítasonâčnoígeneracíí |