ANALYSIS OF HETEROGENEITY OF ELECTRICAL NETWORKS WITH RENEWABLE SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY
The article describes possible heterogeneities of electrical networks that may be caused by the integration of renewable energy sources into the power system. An assessment of new challenges and problems associated with this process is made. It is noted that solving problems in the process of integr...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/523 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103911750795264 |
|---|---|
| author | Kyryk , V. |
| author_facet | Kyryk , V. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "V. Kyryk ",
"institution": "National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, Ukraine"
}
] |
| author_sort | Kyryk , V. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:21Z |
| description | The article describes possible heterogeneities of electrical networks that may be caused by the integration of renewable energy sources into the power system. An assessment of new challenges and problems associated with this process is made. It is noted that solving problems in the process of integrating renewable energy sources into the power system is associated with overcoming the heterogeneity of electrical networks, which significantly affects the operating parameters. To ensure the stability of the power system, it is necessary to perform a multifactor analysis and assess the impact of the introduction of renewable generation from both technical and technological, innovative and political sides. It has been established that the main heterogeneities of electrical networks with renewable sources include geographical, operational, structural, functional and temporal heterogeneity. Each of the heterogeneities has an impact on the efficiency and reliability of power supply. Ways and tools for overcoming various types of heterogeneity in electrical networks are proposed. It is emphasized that a significant contribution to leveling heterogeneity should be provided by smart grid technologies, which, based on the use of real-time data and advanced analytics, will ensure optimal energy dispatching at all nominal voltage levels, especially at the medium and low voltage levels of distributed energy resources and microgrids. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2025.2(81).28-33 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:39:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
28
Відновлювана енергетика. № 2/2025 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
УДК 621.311:620.92 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2025.2(81).28-33
АНАЛІЗ НЕОДНОРІДНОСТІ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ
З ВІДНОВЛЮВАНИМИ ДЖЕРЕЛАМИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ
Отримано 12 січ. 2025 р.; рекомендовано до публікації 27 черв. 2025 р.
Доступно онлайн 30 черв. 2025 р.
Кирик В. В.
Автор для кореспонденції: Кирик Валерій,
e-mail: vkyryk@ukr.net
У статті описано неоднорідності електричних мереж, які
можуть бути викликані інтеграцією в електроенергетичну систему відновлюваних джерел електрич-
ної енергії. Виконана оцінка нових викликів та проблем, пов’язаних з цим процесом. Відзначається, що
вирішення проблем в процесі інтеграції відновлюваних джерел енергії в електроенергетичну систему,
пов’язано з подоланням неоднорідності електричних мереж, яка суттєво впливає на режимні параме-
три. Для забезпечення стійкості функціонування енергосистеми необхідне виконання багатофактор-
ного аналізу й оцінки впливу впровадження відновлюваної генерації як з технічної, так і з технологічної,
інноваційної та політичної сторін. Установлено, що до основних неоднорідностей електричних мереж
з відновлюваними джерелами можна віднести географічну, експлуатаційну, структурну, функціона-
льну і часову неоднорідності. Кожна з них має вплив на ефективність і надійність електропостачання.
Запропоновано шляхи та інструменти подолання різного типу неоднорідностей в електричних мере-
жах. Акцентовано, що вагомий внесок у нівелювання неоднорідності має забезпечити впровадження
технологій інтелектуальних мереж, які на основі використання даних у реальному часі та передової
аналітики гарантуватимуть оптимальну диспетчеризацію енергії на всіх рівнях номінальної напруги,
особливо на рівні середньої та низької напруги розподілених енергетичних ресурсів і мікромереж.
Ключові слова: неоднорідність, електричні мережі, відновлювальні джерела енергії, інверторні ресурси.
ANALYSIS OF HETEROGENEITY OF ELECTRICAL NETWORKS
WITH RENEWABLE SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY
Received Jan. 17, 2024; accepted Jun. 27, 2025
Available online Jun. 30, 2025
Kyryk V.
Author for correspondence: Кирик Valerii,
e-mail: vkyryk@ukr.net
The article describes possible heterogeneities of electrical net-
works that may be caused by the integration of renewable energy sources into the power system. An assessment
of new challenges and problems associated with this process is made. It is noted that solving problems in the
process of integrating renewable energy sources into the power system is associated with overcoming the heter-
ogeneity of electrical networks, which significantly affects the operating parameters. To ensure the stability of the
power system, it is necessary to perform a multifactor analysis and assess the impact of the introduction of re-
newable generation from both technical and technological, innovative and political sides. It has been established
that the main heterogeneities of electrical networks with renewable sources include geographical, operational,
structural, functional and temporal heterogeneity. Each of the heterogeneities has an impact on the efficiency and
reliability of power supply. Ways and tools for overcoming various types of heterogeneity in electrical networks
are proposed. It is emphasized that a significant contribution to leveling heterogeneity should be provided by
smart grid technologies, which, based on the use of real-time data and advanced analytics, will ensure optimal
energy dispatching at all nominal voltage levels, especially at the medium and low voltage levels of distributed
energy resources and microgrids.
д-р техн. наук
https://orcid.org/0000-0003-0419-8934
Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут імені Ігоря
Сікорського», Київ, Україна
Dr. of Science (Eng.), Professor
https://orcid.org/0000-0003-0419-8934
National Technical University of Ukraine «Igor
Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv,
Ukraine
29
Відновлювана енергетика. № 2/2025 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
Keywords: heterogeneity, electrical networks, renewable energy sources, inverter-based resources.
Використані позначення та скорочення
ВДЕ – відновлювані джерела енергії
ЕЕС – електроенергетична система
IBR – Inverter-Based Resource
РПН – регулювання під навантаженням
FACTS – Flexible Alternative Current
ESS – Energy Storage Systems
Transmission Systems
DER – Distributed energy resources
Вступ. Сучасний розвиток електроустаткування, техно-
логій та інноваційних стратегій спонукає до широкого
проникнення відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) в
електричні мережі. Урядами промислово розвинених
країн створюються сприятливі політичні умови й рин-
кові стимули для сприяння впровадженню технологій
відновлюваної енергії.
Інтеграція в електричні мережі відновлюваних джерел
електричної енергії з використанням різноманітних пе-
рвинних ресурсів [1] створює унікальні різносторонні
проблеми в електроенергетичній системі (ЕЕС), які
пов’язані з динамічним перерозподілом потоків потуж-
ності, збільшенням втрат активної потужності та усклад-
ненням роботи з управління електромережою. Ці про-
блеми стають особливо актуальними при підвищенні
рівня проникнення відновлюваної енергетики (до деся-
тків відсотків) в електричні мережі, коли в класичній
енергосистемі із синхронними генераторами різко зро-
стає кількість інверторних генераторів (IBR – Inverter-
Based Resource), що призводить до відносного змен-
шення в системі механічної «синхронної маси», тобто до
різких змін співвідношень коефіцієнтів інерції та демп-
фування. Таким чином суттєво змінюється парадигма
класичних енергосистем у бік інверторної системи з по-
явою нових проблем.
Однією з проблем, пов’язаних з ВДЕ, є неоднорідність
електричних мереж, яка суттєво впливає на режимні па-
раметри, стійкість функціонування системи й потребує
багатофакторного аналізу й оцінки впливу впрова-
дження відновлюваної генерації як з технічної, так і з те-
хнологічної, інноваційної та політичної сторін. У міру
того, як IBR дедалі більше впроваджуються в систему,
мережа за своєю суттю стає більш неоднорідною. Тому
актуальним стає питання неоднорідності, що присутня в
електромережі, коли вона переходить від домінування
синхронних генераторів до домінування інверторної ге-
нерації. Значна неоднорідність мережі своєю чергою
призводить до проблем синхронізації енерговузлів.
Постановка завдання. Мета роботи – виявлення основ-
них типів неоднорідностей електричних мереж, які ви-
кликані інтеграцією в електроенергетичну систему від-
новлюваних джерел електричної енергії, і оцінка нових
викликів та проблем, пов’язаних з цим процесом.
Виклад основного матеріалу. Неоднорідність електри-
чних мереж з відновлюваними джерелами можна роз-
поділити на кілька типів: географічна, експлуатаційна,
структурна, функціональна і часова. Кожна з неоднорід-
ностей має вплив на ефективність і надійність як ЕЕС в
цілому, так і систем відновлюваних джерел енергії зок-
рема [2].
Географічна неоднорідність пов’язана з гетерогенністю,
тобто з нерівномірним територіальним розподілом від-
новлюваних ресурсів, таких як енергія Сонця та вітру ві-
дносно споживачів. Різні регіони можуть мати різний
доступ до цих видів енергії, що впливає на місцеву гене-
рувальну потужність та її синхронізацію з мережею. Цей
аспект вимагає ретельного планування та управління
для оптимізації енергії потоку та підтримки стабільності
мережі в різних географічних зонах. Важливим питан-
ням, пов’язаним з географічною неоднорідністю, є ви-
значення мережевих топологічних особливостей: клас-
терів генерації та споживання, їх топологічних розмірів
та сили зав’язків регіонів з різним співвідношенням ко-
ефіцієнтів інерції й демпфування [3, 4]. Важливими ас-
пектами географічної неоднорідності є обмеження зем-
лекористування, екологічні питання та урбанізація
економічного розвитку.
Експлуатаційна неоднорідність охоплює нормативні ви-
моги використання електрообладнання і різних джерел
енергії, включно зі змінами в технології обслуговування,
часом реагування на аварійні події в мережі. Різні нор-
мативні документи щодо експлуатації ВДЕ можуть впли-
нути на взаємодію електрообладнання в мережі [5, 6].
Зменшення рівня експлуатаційної неоднорідності
пов’язано з удосконаленням технологій експлуатації
мережі на основі використання сучасних швидкодіючих
інтелектуальних цифрових датчиків з розширеними мо-
жливостями, інноваційних систем автоматизації та ана-
лізу даних у реальному часі, які сприяють ефективному
функціонуванню електрообладнання. Сучасне електро-
обладнання і методи силової електроніки є потенцій-
ною заміною традиційних рішень, які зазвичай засно-
вані на електромеханічних технологіях, що мають
низький час відгуку і високі витрати на технічне обслуго-
вування. Сучасні інноваційні технології обслуговування
мережі забезпечать кращий зв’язок традиційних компо-
нентів з відновлюваними джерелами енергії.
Структурна неоднорідність полягає в топології сучасних
енергосистем, тобто відображає різноманітність конфі-
гурацій електромереж за наявності джерел електроене-
ргії різної природи, як класичних, так і ВДЕ, тобто відтво-
рює поєднання синхронних і інверторних ресурсів (IBR).
Структура традиційних електричних мереж була розро-
блена для сталого постачання енергії від централізова-
них джерел генерації, що робить їх на сьогодні не
30
Відновлювана енергетика. № 2/2025 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
повною мірою пристосованими для роботи зі змінною
природою генерування електричної енергії. Структура
має багато різновидів, які є результатом спадщини еко-
номічних, політичних, інженерних та екологічних рі-
шень. Станом на сьогодні електроенергетична система
України складається з чотирьох територіальних управ-
лінь: Північного, Західного, Східного та Південного [7–
10]. В умовах катастрофічних впливів на систему та
пов’язаних з цим відключень синхронної генерації,
тобто зміни структури, зменшується інерційність сис-
теми, що призводить до ще більшого загострення про-
блеми стабільності частоти й напруги, а в цілому – до
критичного рівня «живучості» системи.
Функціональна неоднорідність представляється різно-
манітними робочими можливостями взаємодії синх-
ронних і несинхронних (інверторних) джерел електрое-
нергії в посередництві ліній електропередавання,
трансформаторів та систем компенсації і залежить від
співвідношення реактивного x та активного r опорів
ділянок мережі [11]. Потоки потужності по мережі знач-
ною мірою розподіляються залежно від імпедансу діля-
нок мережі. Лінія електропередавання з низьким опо-
ром дозволяє пропускати через неї більшу потужність,
ніж лінія з високим опором. Це не завжди найбажані-
ший результат, тому що досить часто він призводить до
низки проблем. Функціональна неоднорідність елект-
ричних систем спричиняє збільшення втрат електроене-
ргії під час її транспортування. Мережа вважається од-
норідною, коли на ділянках мережі дотримується
співвідношення
,i
i
x x
const
r r
= = 1,2,...,i n= – ділянки мережі.
Окрім різноманітності параметрів джерел генерації не-
обхідно враховувати, що однаковість перерізів проводів
не є підставою вважати мережу однорідною. Мережа, в
якій одну ділянку виконано кабелем, а другу – повітря-
ною лінією, за однакових значень перерізів жил і прово-
дів не буде однорідною, оскільки має різні співвідно-
шення реактивних погонних опорів. Неоднорідною
буде повітряна лінія електропередавання з однаковим
перерізом проводів, але з різною середньогеометрич-
ною відстанню між проводами на окремих ділянках. Ді-
лянку мережі можна штучно звести до однорідної пос-
лідовним включенням у фази конденсаторів на окремих
ділянках так, щоб відношення реактивного та активного
опорів було однаковим на всіх ділянках. Також для зме-
ншення неоднорідності мережі необхідно використову-
вати однотипні трансформатори, оснащені автоматич-
ним регулятором напруги РПН, передбачати установку
пристроїв повздовжньої та поперечної компенсації реа-
ктивної потужності й пристроїв поздовжньо-попереч-
ного керування потоками потужності [12, 13]. Істотному
зменшенню функціональної неоднорідності сприяє
впровадження сучасних пристроїв гнучкого управління
перетіканнями реактивної та активної потужності і регу-
люванням напруги на високовольтних лініях змінного
струму як за значенням, так і за фазовим кутом (FACTS).
Сучасні пристрої FACTS мають можливість регулювати
передавання активної та реактивної потужності в елект-
ричних мережах, вирішуючи широкий клас задач з під-
вищення надійності й стійкості роботи систем з різними
джерелами електроенергії разом із забезпеченням на-
лежної якості електропостачання.
Часова неоднорідність відображає мінливість віднов-
люваної генерації та навантаження за часом, що потре-
бує передових стратегій управління для забезпечення
статичної та динамічної стійкості електричної системи.
Виробництво енергії Сонця та вітру дуже залежить від
погодних умов, що призводять до коливань виробниц-
тва електроенергії [1, 14]. Коливання потужності з відно-
влюваних джерел можуть досягати 70 % для сонячної
електроенергії, і 100 % – для вітру, що набагато більше,
ніж мінливість попиту. Тобто відновлювані джерела
енергії за своєю суттю є переривчастими, схильними до
коливань в електропостачанні, які можуть створити про-
блеми для стабільності мережі [4]. Мінливість генерова-
ної потужності відновлюваних джерел енергії може не-
гативно вплинути як на стабільність мережі, так і на
якість електроенергії. Коливання генерації можуть при-
звести до проблем з режимними параметрами, зок-
рема напругою й частотою, які є вирішальними для під-
тримки безперебійного електропостачання. У цьому
аспекті інтеграція систем накопичення енергії (Energy
Storage Systems – ESS) є важливою запорукою для
пом’якшення цих тимчасових коливань потужності, що
забезпечує більш плавну подачу енергії та підвищену
надійність електропостачання відновлюваними джере-
лами електроенергії.
Зі збільшенням у системі частки ресурсів на основі ін-
верторів завдання регулювання частоти в мережі стає
дедалі складнішим. У сучасних реаліях енергосистеми
мінливість попиту балансується процесом комутації
джерел резервної генерації. Традиційним моделями
регулювання, сконцентрованими на синхронних гене-
раторах, все складніше забезпечувати регулювання, і ця
обставина вимагає нових підходів та створення моде-
лей регулювання частоти й напруги за новою парадиг-
мою технологій відновлюваних джерел. Ефективність
моделей управління системою в подальшому буде за-
лежати від розробки інтелектуальних методів прогнозу-
вання та новітніх системи зберігання енергії, які дадуть
змогу підвищити якість і надійність електропостачання
пом’якшенням мінливості процесу генерування елект-
роенергії.
Вагомий внесок у нівелювання неоднорідності електри-
чних систем повинні забезпечити технології інтелектуа-
льних мереж. Впровадження розумних мереж (Smart
Grid) з використанням даних в реальному часі та пере-
дової аналітики відкриває нові можливості диспетчери-
зації енергії на всіх рівнях номінальної напруги, особ-
ливо на рівні середньої та низької напруги розподілених
енергетичних ресурсів (DER) і мікромереж. Розумна ме-
режа самостійно має відстежувати й розподіляти по-
токи електроенергії для досягнення максимальної
31
Відновлювана енергетика. № 2/2025 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
ефективності використання як традиційних, так і інвер-
торних енергетичних ресурсів. Smart Grid має забезпе-
чити двосторонній потік електричної енергії та інформа-
ції між електричними станціями й споживачами за
рахунок застосування новітніх технологій, інструментів і
методів, які наповнюють електроенергетику «знан-
нями», тобто елементами штучного інтелекту, які в ці-
лому дають змогу різко підвищити ефективність функці-
онування електроенергетичної системи [15]. Необхідно
відмітити і важливість впливу на зменшення неоднорід-
ності в електроенергетичній системі впровадження су-
часних методів моніторингу та контролю в реальному
часі, які дозволяють виконувати динамічні коригування
у відповідь на зміну умов функціонування, в такий спо-
сіб підвищуючи продуктивність електричних мереж.
Важливим інструментом поступової адаптації ВДЕ в сис-
тему зі зменшенням неоднорідності є ринкові механі-
зми збалансування ефективності та управління ризи-
ками з необхідністю моделювання попиту та пропозиції
й оптимізація використання відновлюваної енергії [16].
Світовий досвід свідчить, що в динамічних реакціях на
попит за дії ринкових механізмів відновлюваних ресур-
сів існує важливий компроміс між загальносистемною
ефективністю та ризиком збільшення загальної вартості
надійного постачання електроенергії. Впровадження
розрахункових цін у режимі реального часу та стратегії
динамічного ціноутворення можуть полегшити зміни в
моделях попиту та пропозиції.
Запровадження «зелених» тарифів і стандартів понов-
люваного портфеля в різних юрисдикціях на національ-
ному рівні підтверджують свою ефективність стимулю-
вання проєктів у сфері відновлюваної енергетики, що
зрештою приведе до збільшення інтеграції ВДЕ в сис-
тему й своєю чергою спонукатиме до знаходження рі-
шень проблемних питань з неоднорідністю електрич-
них мереж.
Висновки. Електроенергетичні системи як в Україні, так
і в усьому світі зазнають глибокого перетворення. Од-
ним із чинників цього перетворення є інтеграція в енер-
госистеми відновлюваних джерел електроенергії, які
суттєво змінюють неоднорідність електричних мереж та
призводять до появи нових викликів та унікальних про-
блем.
Зі збільшенням у системі частки інверторних ресурсів
змінюється традиційна динаміка виробництва електро-
енергії та функціонування мережі, що вимагає переоці-
нки процесів координації між операторами системи пе-
редачі та розподілу.
Вирішення проблем, викликаних неоднорідністю елект-
роенергетичних систем, що пов’язані з відновлюваною
генерацією, вимагає скоординованих зусиль науковців і
політиків у напрямі вдосконалення нормативно-право-
вої бази та розроблення комплексних стратегій інтегру-
вання ВДЕ в енергосистему із залученням ринкових сти-
мулів.
На сьогодні, попри певні успіхи впровадження віднов-
люваних джерел генерації в ОЕС України, залишається
низка проблем стосовно відновлюваних джерел енергії.
Існуюча мережева інфраструктура, розроблена для
централізованого виробництва електричної енергії, по-
требує значних модернізацій особливо щодо структур-
ної, експлуатаційної та функціональної неодноріднос-
тей. Оптимальним рішенням для зменшення часової
неоднорідності є впровадження гібридних системи ін-
верторної генерації, які поєднують різні технології від-
новлюваних джерел енергії з накопиченням та зберіган-
ням електричної енергії.
Для ефективного використання відновлюваних джерел
електроенергії в ОЕС України важливо як модернізову-
вати розподільні мережі, з переведенням їх на вищий
клас номінальної напруги, так і розширювати міжсисте-
мні магістральні мережі та міждержавні зв’язки на різ-
них рівнях комунікації – технічному, технологічному, на-
уковому та політичному. Впровадження світових
інноваційних енергетичних рішень з об’єднанням
знань, технологій та ресурсів дасть змогу вирішувати на-
ціональні й світові проблеми інтеграції відновлюваних
джерел енергії та в цілому підвищити стійкість і «живу-
чість» електричних систем.
ПОСИЛАННЯ
1. Відновлювані джерела енергії / За ред. С. О. Кудрі.
К.: Інститут відновлюваної енергетики НАНУ, 2020.
392 с.
2. Rick Wallace Kenyon, Matthew Bossart, Marija
Markovic, Kate Doubleday, Reiko Matsuda-Dunn,
Stefania Mitova, Simon A. Julien, Elaine T. Hale, and Bri-
Mathias Hodge. Stability and control of power systems
with high penetrations of inverter-based resources: An
accessible review of current knowledge and open
questions. Solar Energy, 210:149–168, 2020. Special
Issue on Grid Integration. URL:
https://arxiv.org/html/2404.06374v1
3. Bálint Hartmann, Géza Ódor, István Papp, Kristóf
Benedek, Shengfeng Deng, and Jeffrey Kelling.
Dynamical heterogeneity and universality of power-
grids. URL: https://arxiv.org/pdf/2308.15326
4. Mark Walth, Amir Sajadi, Bri-Mathias Hodge.
Synchronization in Modern Heterogeneous Power
Networks with Inverter-Based Resources. URL:
https://arxiv.org/pdf/2404.06374v1
5. СОУ НЕК 341.001:2019 Вимоги до вітрових та соняч-
них електростанцій при їх роботі паралельно з об’єд-
наною енергетичною системою України. НПЦР ОЕС
України, 2019. URL:
https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-
page.html?id_doc=82648
https://arxiv.org/html/2404.06374v1
https://arxiv.org/pdf/2308.15326
https://arxiv.org/pdf/2404.06374v1
https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=82648
https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=82648
32
Відновлювана енергетика. № 2/2025 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
6. Правила улаштування електроустановок. Видання
офіційне. Міненерговугілля України. К.: Вид-во
«Форт», 2017. 760 с.
7. Кодекс системи передачі. Затверджено Постановою
НКРЕКП № 309 від 14.03.2018. 201 с.
8. Stout S., Lee N., Cox S., Elswor th J., Leisch J. Power sec-
tor resilience planning guidebook. U.S. Department of
Energy’s NREL and USAID. 2019. 82 p. URL:
https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/73489.pdf
9. Stirling A. From Sustainability, through Diversity to
Transform ation: towards more reflexive governance of
technological vulnerability. Vulnerability in Technologi-
cal Cultures: new directions in research and govern-
ance. MIT Press, 2014. Pp. 305–332. URL:
https://www.researchgate.net/publica-
tion/280154060_From_Sustainability_through_Diver-
sity_to_Transformation_towards_more_reflexive_gov-
ernance_of_technological_vulnerability
10. Саух С. Є. Концепція побудови структурно мінливої
електроенергетичної системи України. Технічна еле-
ктродинаміка. 2023. № 4. С. 112–118.
11. Холмський В. Г. Розрахунок та оптимізація режимів
електричних мереж / В. Г. Холмський. К.: Вища
школа, 1975. 280 с.
12. Лежнюк П. Д. Компенсація взаємовпливу неоднорі-
дних електричних мереж з використанням лінійних
регуляторів : монографія / П. Д. Лежнюк, О. Є. Руба-
ненко, А. В. Килимчук. Вінниця: ВНТУ, 2017. 172 с.
13. Оптимальне керування потоками потужності і напру-
гою в неоднорідних електричних мережах / П. Д. Ле-
жнюк, В. В. Кулик. Вінниця : УНІВЕРСУМ-Вінниця,
2003. 188 с.
14. Кузнєцов М. П. Моделювання параметрів роботи
енергосистеми, які носять випадковий характер. Від-
новлювана енергетика. 2012. № 3. С. 5–9.
15. Кирик В. В. Математичний апарат штучного інтелекту
в електроенергетичних системах: підручник /
В. В. Кирик. К.: КПІ ім. Ігоря Сікорського, Вид-во «По-
літехніка» 2019. 224 с.
16. Ian Schneider. Mardavij Roozbehani Energy Market De-
sign for Renewable Resources: Imbalance Settlements
and Efficiency–Robustness Tradeoffs / IEEE Transac-
tions on Power Systems (Volume 33. Issue 4, July 2018).
Pp. 3757–3767. URL: https://ieeexplore.ieee.org/docu-
ment/8186253
REFERENCES
1. Vidnovliuvani dzherela enerhii / Za red. S. О. Kudri. K.:
Instytut vidnovliuvanoi enerhetyky NANU. 2020. 392 s.
(Ukr.) [Renewable energy sources (monograph)]
2. Rick Wallace Kenyon, Matthew Bossart, Marija Mar-
kovic, Kate Doubleday, Reiko Matsuda-Dunn, Stefania
Mitova, Simon A. Julien, Elaine T. Hale, and Bri-Mathias
Hodge. Stability and control of power systems with high
penetrations of inverter-based resources: An accessible
review of current knowledge and open questions. Solar
Energy, 210:149–168, 2020. Special Issue on Grid Inte-
gration. URL: https://arxiv.org/html/2404.06374v1
3. Bálint Hartmann, Géza Ódor, István Papp, Kristóf Bene-
dek, Shengfeng Deng, and Jeffrey Kelling. Dynamical
heterogeneity and universality of power-grids. URL:
https://arxiv.org/pdf/2308.15326
4. Mark Walth, Amir Sajadi, Bri-Mathias Hodge. Synchro-
nization in Modern Heterogeneous Power Networks
with Inverter-Based Resources. URL:
https://arxiv.org/pdf/2404.06374v1
5. SOU NEK 341.001:2019 Vymogy do vitrovykh ta
sonyachnykh elektrostanciy pry yikh roboti paralelno z
obednanoyu energetychnoyu systemoyu Ukrayiny.
NPTsP OES Ukrayiny, 2019. (Ukr.) [Requirements for
wind and solar power plants when operating in parallel
with the unified energy system of Ukraine] URL:
https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-
page.html?id_doc=82648
6. Pravyla ulashtuvania elektroustanovok. Vydaniya
ofitsiyne. Minenerhovugilia Ukrayiny. Kyiv: Vydavny-
tstvo “Fort”, 2017. 760 s. (Ukr.) [Rules for installing elec-
trical installations]
7. Kodeks systemy peredachi. Satverdzheno Postanovoyu
NKREKP № 309 vid 14.03.2018. 201 s. (Ukr.) [Transmis-
sion System Code]
8. Stout S., Lee N., Cox S., Elswor th J., Leisch J. Power sec-
tor resilience planning guidebook. U.S. Department of
Energy’s NREL and USAID. 2019. 82 p. URL:
https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/73489.pdf
9. Stirling A. From Sustainability, through Diversity to
Transform ation: towards more reflexive governance of
technological vulnerability. Vulnerability in Technologi-
cal Cultures: new directions in research and govern-
ance. MIT Press, 2014. Pp. 305–332. URL:
https://www.researchgate.net/publica-
tion/280154060_From_Sustainability_through_Diver-
sity_to_Transformation_towards_more_reflexive_gov-
ernance_of_technological_vulnerability
10. Saukh S. E. Kontseptsia pobudovy strukturno minlyvoi
energetychnoi systemy Ukrainy / Tekhichna elektrody-
namika. 2023. № 4. S. 112–118. (Ukr.) [Concept of
building a structurally variable power system of
Ukraine]
11. V. Kholmskiy. Rozrakhunok ta optymisaciya rezhymiv el-
ektrychnykh merezh / V. G. Kholmskiy. К.: Vbshcha
shkola, 1975. 280 s. (Ukr) [Calculation and optimization
of electrical network modes]
12. P. Lezhniuk. Kompensatsiya vsayemovplyvu neodnoridnykh
elektrychnykh merezh z vykorystanyam liniynykh regulya-
toriv: monograpiya / P. D. Lezhniuk, O. Ye. Rubanenko,
https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/73489.pdf
https://ieeexplore.ieee.org/document/8186253
https://ieeexplore.ieee.org/document/8186253
https://arxiv.org/html/2404.06374v1
https://arxiv.org/pdf/2308.15326
https://arxiv.org/pdf/2404.06374v1
https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=82648
https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=82648
https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/73489.pdf
33
Відновлювана енергетика. № 2/2025 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
A. V. Kylymchuk. Vinnytsya: VNTU, 2017. 172 s. (Ukr)
[Compensation of the mutual influence of heterogene-
ous electrical networks using linear regulators]
13. P. Lezhniuk. Optymalne keruvannya potokamy potu-
zhosti I napruhoyu / P. D. Lezhniuk, V. V. Kulyk. Vinny-
tsya: UNIVERSUM-Vinnytsya, 2003. 188 s. (Ukr) [Opti-
mal control of power and voltage flows in
heterogeneous electrical networks]
14. М. Kuznietsov. Modeluvannya parametriv roboty ener-
gosystem, yaki nosyat vypadkovyy kharakter. Vid-
novluvana enerhetyka. 2012. № 3. S. 5–9. (Ukr) [Mod-
eling of power system operation parameters that are
random in nature]
15. V. Kyryk. Matematychnyy aparat shtuchnogo intelektu
v elektroenergetychnych systemakh: pidruchnyk / V. V.
Kyryk. Kyiv: KPI im. Ihoria Cikors'koho, Vyd-vo
“Politechnika” 2019. 224 s. (Ukr) [Mathematical appa-
ratus of artificial intelligence in electric power systems]
16. Ian Schneider. Mardavij Roozbehani Energy Market De-
sign for Renewable Resources: Imbalance Settlements
and Efficiency–Robustness Tradeoffs / IEEE Transac-
tions on Power Systems (Volume 33. Issue: 4, July 2018).
Pp. 3757–3767. URL: https://ieeexplore.ieee.org/docu-
ment/8186253
https://ieeexplore.ieee.org/document/8186253
https://ieeexplore.ieee.org/document/8186253
|
| id | veorgua-article-523 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:15:43Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/19/951c5356aa9ffed58e7a0c2250a01819.pdf |
| spelling | veorgua-article-5232026-07-18T06:32:21Z ANALYSIS OF HETEROGENEITY OF ELECTRICAL NETWORKS WITH RENEWABLE SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY АНАЛІЗ НЕОДНОРІДНОСТІ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ З ВІДНОВЛЮВАНИМИ ДЖЕРЕЛАМИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ Kyryk , V. heterogeneity, electrical networks, renewable energy sources, inverter-based resources. неоднорідність, електричні мережі, відновлювальні джерела енергії, інверторні ресурси. The article describes possible heterogeneities of electrical networks that may be caused by the integration of renewable energy sources into the power system. An assessment of new challenges and problems associated with this process is made. It is noted that solving problems in the process of integrating renewable energy sources into the power system is associated with overcoming the heterogeneity of electrical networks, which significantly affects the operating parameters. To ensure the stability of the power system, it is necessary to perform a multifactor analysis and assess the impact of the introduction of renewable generation from both technical and technological, innovative and political sides. It has been established that the main heterogeneities of electrical networks with renewable sources include geographical, operational, structural, functional and temporal heterogeneity. Each of the heterogeneities has an impact on the efficiency and reliability of power supply. Ways and tools for overcoming various types of heterogeneity in electrical networks are proposed. It is emphasized that a significant contribution to leveling heterogeneity should be provided by smart grid technologies, which, based on the use of real-time data and advanced analytics, will ensure optimal energy dispatching at all nominal voltage levels, especially at the medium and low voltage levels of distributed energy resources and microgrids. У статті описано неоднорідності електричних мереж, які можуть бути викликані інтеграцією в електроенергетичну систему відновлюваних джерел електричної енергії. Виконана оцінка нових викликів та проблем, пов’язаних з цим процесом. Відзначається, що вирішення проблем в процесі інтеграції відновлюваних джерел енергії в електроенергетичну систему, пов’язано з подоланням неоднорідності електричних мереж, яка суттєво впливає на режимні параметри. Для забезпечення стійкості функціонування енергосистеми необхідне виконання багатофакторного аналізу й оцінки впливу впровадження відновлюваної генерації як з технічної, так і з технологічної, інноваційної та політичної сторін. Установлено, що до основних неоднорідностей електричних мереж з відновлюваними джерелами можна віднести географічну, експлуатаційну, структурну, функціональну і часову неоднорідності. Кожна з них має вплив на ефективність і надійність електропостачання. Запропоновано шляхи та інструменти подолання різного типу неоднорідностей в електричних мережах. Акцентовано, що вагомий внесок у нівелювання неоднорідності має забезпечити впровадження технологій інтелектуальних мереж, які на основі використання даних у реальному часі та передової аналітики гарантуватимуть оптимальну диспетчеризацію енергії на всіх рівнях номінальної напруги, особливо на рівні середньої та низької напруги розподілених енергетичних ресурсів і мікромереж. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2025-06-30 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/523 10.36296/1819-8058.2025.2(81).28-33 Vidnovluvana energetika ; No. 2(81) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 28-33 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 2(81) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 28-33 Відновлювана енергетика; № 2(81) (2025): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 28-33 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2025.2(81) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/523/430 Copyright (c) 2025 V. Kyryk https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | heterogeneity electrical networks renewable energy sources inverter-based resources. Kyryk , V. ANALYSIS OF HETEROGENEITY OF ELECTRICAL NETWORKS WITH RENEWABLE SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY |
| title | ANALYSIS OF HETEROGENEITY OF ELECTRICAL NETWORKS WITH RENEWABLE SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY |
| title_alt | АНАЛІЗ НЕОДНОРІДНОСТІ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ З ВІДНОВЛЮВАНИМИ ДЖЕРЕЛАМИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ |
| title_full | ANALYSIS OF HETEROGENEITY OF ELECTRICAL NETWORKS WITH RENEWABLE SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY |
| title_fullStr | ANALYSIS OF HETEROGENEITY OF ELECTRICAL NETWORKS WITH RENEWABLE SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY |
| title_full_unstemmed | ANALYSIS OF HETEROGENEITY OF ELECTRICAL NETWORKS WITH RENEWABLE SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY |
| title_short | ANALYSIS OF HETEROGENEITY OF ELECTRICAL NETWORKS WITH RENEWABLE SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY |
| title_sort | analysis of heterogeneity of electrical networks with renewable sources of electrical energy |
| topic | heterogeneity electrical networks renewable energy sources inverter-based resources. |
| topic_facet | heterogeneity electrical networks renewable energy sources inverter-based resources. неоднорідність електричні мережі відновлювальні джерела енергії інверторні ресурси. |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/523 |
| work_keys_str_mv | AT kyrykv analysisofheterogeneityofelectricalnetworkswithrenewablesourcesofelectricalenergy AT kyrykv analízneodnorídnostíelektričnihmerežzvídnovlûvanimidžerelamielektričnoíenergíí |