ANALYSIS OF THE IMPACT OF DISTRIBUTED GENERATION ON NETWORK OPERATING PARAMETERS

This paper examines the impact of increasing the total capacity of distributed generation on network parameters over a five-year development perspective, taking into account the dynamics of power hub operating conditions. The study includes calculations of steady-state network operation modes and P-...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2025
Main Authors:	Samkov , O., Kyryk , V., Borsuk , D.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2025
Subjects:	distributed generation mathematical model electrical network voltage monitoring power losses prospective network development.
Online Access:	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/524
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Vidnovluvana energetika
Download file:

Institution

Vidnovluvana energetika

_version_	1871103912751136768
author	Samkov , O. Kyryk , V. Borsuk , D.
author_facet	Samkov , O. Kyryk , V. Borsuk , D.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "O. Samkov ", "institution": "Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine" }, { "author": "V. Kyryk ", "institution": "National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, Ukraine" }, { "author": "D. Borsuk ", "institution": "National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, Ukraine" } ]
author_sort	Samkov , O.
baseUrl_str	https://ve.org.ua/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T06:32:21Z
description	This paper examines the impact of increasing the total capacity of distributed generation on network parameters over a five-year development perspective, taking into account the dynamics of power hub operating conditions. The study includes calculations of steady-state network operation modes and P-U/Q-U analysis for a prospective network configuration. The results indicate that as the share of distributed generation in the grid increases, voltage levels rise according to a linear dependence, with the slope of this dependence determined by the rate of distributed generation capacity expansion. The analysis of distributed generation impact shows that when integrating new generation sources, the key influencing factor in high-voltage networks is the installed capacity of the generation unit, whereas in medium-voltage networks, the primary determinant is the connection point. Additionally, it is established that as the total distributed generation capacity grows, power losses decrease according to a quadratic dependence. The P-U/Q-U analysis confirms that the network's operating conditions remain stable after the integration of all prospective generation units. These findings highlight the necessity of careful planning for distributed generation expansion to ensure stability and efficiency in future power systems. Furthermore, the study underscores the importance of voltage monitoring and control strategies, which become increasingly critical as distributed generation penetration grows. The research also suggests that optimizing the placement of distributed generation units can lead to significant improvements in grid operation. Future studies should focus on developing advanced control strategies and assessing the role of energy storage in mitigating potential voltage fluctuations. The long-term impact of distributed generation on power quality and grid reliability should also be investigated to refine planning and operational strategies.
doi_str_mv	10.36296/1819-8058.2025.2(81).34-43
first_indexed	2025-07-17T11:39:58Z
format	Article
fulltext	34 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).34-43 АНАЛІЗ ВПЛИВУ РОЗПОДІЛЕНОЇ ГЕНЕРАЦІЇ НА РЕЖИМНІ ПАРАМЕТРИ МЕРЕЖІ Отримано 18 бер. 2025 р.; рекомендовано до публікації 27 черв. 2025 р. Доступно онлайн 30 черв. 2025 р. Самков О. В.1, Кирик В. В.2, Борсук Д. І.3 Автор для кореспонденції: Борсук Денис, e-mail: borsuk.denis@lll.kpi.ua Анотація. У роботі досліджено вплив збільшення сумарної потужності розподіленої генерації в мережі на параме- три цієї мережі п’ятирічної перспективи розвитку з ура- хуванням динаміки режимних параметрів енерговузла. Дослідження охоплюють розрахунки усталених режимів роботи мережі та P-U/Q-U аналіз для перспективної схеми мережі. За результатами дослідження встанов- лено, що зі збільшенням частки розподіленої генерації в мережі рівні напруги зростають за лінійним законом, а кут нахилу такої залежності залежить від темпів збільшення потужності розподіленої ге- нерації. Виходячи з аналізу впливу потужності розподіленої генерації показано, що в разі приєднання нової генерації для мереж високої напруги визначальним фактором впливу є встановлена потужність установки, а в мережах середньої напруги – точка приєднання. Установлено, що з ростом потужності РГ втрати потужності в мережі зменшуються за квадратичним законом, а P-U/Q-U аналіз показує, що режим залишається стійким після приєднання всіх перспективних генераційних установок. Ключові слова: розподілена генерація, математична модель, електрична мережа, моніторинг напруги, втрати потужності, перспективний розвиток мережі. ANALYSIS OF THE IMPACT OF DISTRIBUTED GENERATION ON NETWORK OPERATING PARAMETERS Received Mar. 18, 2025; accepted Jun. 27, 2025 Available online Jun. 30, 2025 Samkov O.1, Kyryk V.2, Borsuk D.3 Author for correspondence: Borsuk Denis, e-mail: borsuk.denis@lll.kpi.ua Abstract. This paper examines the impact of increasing the to- tal capacity of distributed generation on network parameters over a five-year development perspective, taking into account the dynamics of power hub operating conditions. The study in- cludes calculations of steady-state network operation modes and P-U/Q-U analysis for a prospective network configuration. The results indicate that as the share of distributed generation in the grid increases, voltage levels rise according to a linear dependence, with the slope of this dependence de- termined by the rate of distributed generation capacity expansion. The analysis of distributed generation impact shows that when integrating new generation sources, the key influencing factor in high-voltage networks is the installed capacity of the generation unit, whereas in medium-voltage networks, the primary determinant is the connection point. Additionally, it is established that as the total distributed generation capacity grows, power losses decrease ac- cording to a quadratic dependence. The P-U/Q-U analysis confirms that the network's operating conditions remain stable after the integration of all prospective generation units. These findings highlight the necessity of careful planning for distributed generation expansion to ensure stability and efficiency in future power systems. 1 д-р техн. наук https://orcid.org/0000-0003-2790-8564 2 д-р техн. наук, професор https://orcid.org/0000-0003-0419-8934 3 студент https://orcid.org/0009-0006-5253-9544 1 Інститут електродинаміки Національної академії наук України, м. Київ, Україна 2, 3 Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна 1Dr. of Science (Tech.) https://orcid.org/0000-0003-2790-8564 2 Dr. of Science (Tech.) https://orcid.org/0000-0003-0419-8934 3 Master Student https://orcid.org/0009-0006-5253-9544 1 Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 2, 3 National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, Ukraine 35 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ Furthermore, the study underscores the importance of voltage monitoring and control strategies, which become increasingly critical as distributed generation penetration grows. The research also suggests that optimizing the placement of distributed generation units can lead to significant improvements in grid operation. Future studies should focus on developing advanced control strategies and as- sessing the role of energy storage in mitigating potential voltage fluctuations. The long-term impact of distributed generation on power quality and grid reliability should also be investigated to refine planning and operational strategies. Keywords: distributed generation, mathematical model, electrical network, voltage monitoring, power losses, prospective network development. Використані позначення та скорочення ВДЕ – відновлювані джерела енергії РГ – розподілена генерація ІЕЕЕ – Інститут інженерів з електротехніки та електроніки ВН – висока напруга СН – середня напруга ГТУ – газотурбінна установка ЛЕП – лінія електропередавання cos φ – коефіцієнт потужності Вступ. Останніми роками в Україні та світі спостеріга- ється стрімкий розвиток технологій відновлювальної енергетики. Інтеграція розподіленої генерації в елект- ричні мережі має як переваги, так і недоліки. Проблем- ними стають питання врахування річної сезонної пере- дачі та споживання енергії, і потрібен перспективний аналіз стійкості мережі в багаторічній перспективі з ди- намікою введення розподіленої генерації. Питання впливу розподіленої генерації на режим роботи елект- ричної мережі, зокрема на стійкість мережі в динаміці введення відновлюваних джерел генерації (ВДЕ) є до- волі актуальним. Впливу потужності розподіленої генерації на режими роботи електромереж присвячено цілу низку дослі- джень. Зокрема, був вивчений вплив потужності РГ на радіальну мережу [1]. У цій роботі досліджено вплив ро- зподіленої генерації на стійкість енергосистеми: часто- тну, коливальну, перехідну та стійкість напруги. Під час моделювання використовували тестову розімкнену ме- режу з приєднаними ГТУ. Виявлено, що введення роз- поділеної генерації покращує умови демпфування коли- вань, зменшує відхилення кута потужності генераторів і покращує профіль напруги, проте знижує інерцію сис- теми. Дослідження та аналіз усталених режимів у роботі не проводили. У роботі [2] приділено увагу усталеним режимам, а також статичній та динамічній стійкості радіальної мережі з уве- денням розподіленої сонячної генерації. У цій роботі [2] досліджено усталені режими, а також статичну та дина- мічну стійкість радіальної 34-вузлової IEEE мережі з уве- денням розподіленої сонячної генерації. Дослідження виявили зменшення втрат активної потужності та покра- щення профілю напруги. Проте акцентовано на тому, що введення розподіленої генерації може спричинити пере- напруги, що своєю чергою призведе до необхідності мо- дернізації або заміни пристроїв захисту в мережі. У статтях [3] та [4] досліджується вплив розподіленої ге- нерації, зокрема малих СЕС, на роботу енергосистеми. Результати дослідження показують, що інтеграція СЕС малої потужності може покращити якість та надійність електропостачання. Для досягнення оптимального впливу РГ на мережу необхідно враховувати щільність розташування установок, їх потужність та можливості накопичення енергії. У роботах [1], [5] та [6], як і в [2] та [3] досліджується вплив РГ на стійкість електричних мереж та особливості протікання перехідних процесів. У всіх зазначених вище роботах досить повно розгля- нуто вплив потужності РГ на статичну мережу з незмін- ними обсягами навантаження та генерації. Проте важ- ливим є питання впливу потужності РГ на режими роботи мережі в контексті довгострокового планування її розвитку. Дослідження струмів КЗ, а також статичної та динаміч- ної стійкості мережі виконуються зазвичай тільки для року вводу останньої черги будівництва установки роз- поділеної генерації. Проте для проміжних років має ви- конуватися низка стандартів і правил з експлуатації ме- режі. Таким чином, є важливим розуміння закономірностей впливу потужності РГ на режими ро- боти мережі впродовж певного перспективного періоду роботи мережі. Постановка завдання. Мета цієї роботи полягає в дослі- дженні та оцінці впливу введення потужності розподіле- ної генерації на розподільну мережу в розрізі п’ятиріч- ної перспективи її розвитку. Для досягнення визначеної мети слід виконати такі за- вдання: − створити й валідувати математичну модель дослі- джуваної мережі; − розробити план вводу нових генераційних установок у мережу; − виконати розрахунки режимних параметрів та про- аналізувати отримані результати досліджень. 36 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ Виклад основного матеріалу. В роботі було використо- вували 14-вузлову тестову модель електричної мережі IEEE, адаптовану до системи класів напруги, прийнятих в Україні (рис. 1). Для цієї математичної моделі було імітовано розрахунки плану розвитку мережі на п’ятирі- чну перспективу. Параметри п’ятирічного перспектив- ного введення розподіленої генерації наведено в табл. 1. Таблиця 1. Параметри перспективної генерації Table 1. Parameters of perspective generation Об'єкт Точка приє- днання Черга 1 Черга 2 Черга 3 Встано- влена потуж- ність, МВт Власні пот- реби, МВт cos φ Встано- влена потуж- ність, МВт Власні пот- реби, МВт cos φ Встано- влена потуж- ність, МВт Власні пот- реби, МВт cos φ Г 1 Bus_0011 7 0,14 0,96 8 0,16 0,96 – – – Г 2 Bus_0004 20 0,4 0,95 25 0,5 0,95 4 0,08 0,95 Г 3 Bus_00012 10 0,3 0,9 9 0,27 0,9 – – – У межах зазначеної п’ятирічної перспективи заплано- вано реалізацію об’єктів генерації (табл. 1) з відповід- ною послідовністю будівництва, представленою в табл. 2. Моделювання виконано в програмному середо- вищі DigSILENT PowerFactory. Схему електричної мережі наведено на рис. 1. Для розрахункових періодів (див. табл. 2) виконано ро- зрахунки нормальних усталених режимів. У розрахунках ураховано температуру навколишнього середовища: − для зимнього максимуму навантаження: –5 °С; − для літнього денного зниження навантаження: +30 °С. Крім того, розрахункова модель ураховує щорічний природній приріст навантаження з коефіцієнтом приро- сту 1,25 % у рік. Рис. 1. Схема електричної мережі в п’ятирічній перспективі розвитку Fig. 1. Single-line diagram of the grid in the five-year development perspective 37 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ Таблиця 2. Графік вводу перспективної генерації Table 2. Schedule of commissioning of perspective generation Новий об’єкт Розрахунковий період 13 :0 0 1 5. 07 .2 0 24 17 :0 0 1 5. 12 .2 0 24 13 :0 0 1 5. 07 .2 0 25 17 :0 0 1 5. 12 .2 0 25 13 :0 0 1 5. 07 .2 0 26 17 :0 0 1 5. 12 .2 0 26 13 :0 0 1 5. 07 .2 0 27 17 :0 0 1 5. 12 .2 0 27 13 :0 0 1 5. 07 .2 0 28 17 :0 0 1 5. 12 .2 0 28 13 :0 0 1 5. 07 .2 0 29 17 :0 0 1 5. 12 .2 0 29 Черговість вводу об’єкта Г 1 Вихідні режими Черга 1 Черга 2 Режими п’ятирічної перспективи Г 2 Черга 1 Черга 2 Черга 3 Г 3 Черга 1 Черга 2 Приєднання нових ВДЕ до електричних мереж завжди супроводжується зміною режимних параметрів, зок- рема напруги вузлів, потоків потужності, сумарних втрат потужності. З метою оцінки величин та закономірностей цих змін виконано аналіз режимних параметрів, отри- маних під час розрахунку п’ятирічної перспективи роз- витку мережі. З метою оцінки зміни напруги при приєднанні нової гене- рації наведено графіки профілів напруги для розрахунко- вих періодів літнього денного зниження навантаження (рис. 2) та зимнього максимуму навантаження (рис. 3). Побудовані графіки профілів напруги дають змогу оці- нити вплив уведення потужності РГ на напругу у вузлах мережі. Відповідно до рис. 2 та рис. 3, для вузлів № 1, 2, 6 та 8 напруга залишається незмінною через наявність синхронної генерації. Регулятори збудження цих гене- раторів підтримують напругу в точці підключення ста- лою. Для решти вузлів мережі спостерігається підви- щення профілю напруги при збільшенні сумарної потужності розподіленої генерації. Підключення нової розподіленої генерації має локальний характер та впливає лише на сусідні вузли точки приєднання РГ (ву- зли № 4, 5, 11 та 12). Отже, вплив нової генерації на про- філь напруги більше залежить від встановленої потуж- ності установки, ніж від точки її приєднання, як для мережі ВН, так і для мережі СН. Рис. 2. Розрахунковий профіль напруги для режимів денного зниження навантаження влітку Fig. 2. Calculated voltage profile for daytime load reduction modes in summer З метою детальнішого аналізу побудуємо залежність мак- симального відхилення напруги в мережі від сумарної по- тужності РГ. На рис. 4 видно, що напруга зростає лінійно, що спостерігається на графіку максимуму зимнього наван- таження на діапазонах потужності [0…60] та [75…83]. Це пояснюється розвантаженням ЛЕП за рахунок компенсації навантаження потужністю розподіленої генерації, тобто зменшенням потоків потужності та, відповідно, зменшен- ням падіння напруги на ЛЕП. Крім того, нові генераційні установки генерують частку реактивної потужності, що та- кож сприяє збільшенню профілю напруги. Крім того, на графіках на рис. 4 спостерігаються діапа- зони пришвидшеного та сповільненого збільшення на- пруги. Частину графіка, що відповідає сповільненому росту напруги, можна пояснити повільним ростом обся- гів розподіленої генерації в часі, а прискорену частину – прискореним темпом уведенням нової генерації. 38 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ Рис .3. Розрахунковий профіль напруги для режимів максимуму навантаження взимку Fig. 3. Calculated voltage profile for peak load modes in winter Рис. 4. Залежність максимального відхилення напруги в мережі від сумарної потужності розподіленої генерації Fig. 4. Dependence of the maximum voltage deviation in the network on the total capacity of distributed generation На рис. 5 та рис. 6 наведено діаграми, які відображають вплив збільшення потужності РГ на перетікання актив- ної та реактивної потужності в лініях мережі в дослідже- них розрахункових періодах. Як видно на рис. 5, а та рис. 6, а, приєднання нової генерації та поступове збільшення її потужності в ме- режі напругою 150 кВ призводить до поступового зменшення потоків активної потужності на 20 МВт. Виходячи з діаграм, зображених на рис. 5, б та рис. 6, б, можна стверджувати, що потоки реактив- ної потужності зростають на 4,1…14 МВАр. Отже, на потоки потужності в мережі напругою 150 кВ впли- ває переважно встановлена потужність нової генерації, адже змін напрямків перетікань потужно- сті не спостерігається. У мережі напругою 35 кВ спостерігаються перерозпо- діли потоків потужності залежно від точки приєднання нової генерації. На рис. 5 та рис. 6 діаграми підтверджу- ють цю закономірність. Потоки потужності по ЛЕП 6–11 та ЛЕП 9–10 змінюють свій напрямок та величину. Це по- яснюється тим, що генератор Г 1 приєднується в тран- зиті 35 кВ Bus_0006 – Bus_0011 – Bus_0010 – Bus_0009, що приводить до перерозподілу потоків потужності. По- дальше зменшення потоків потужності по зазначених ЛЕП пояснюється приєднанням Г 3, що також приводить до перерозподілу потужності. 39 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ а б Рис. 5. Діаграми потоків потужності для режимів денного зниження навантаження влітку: а – активної по- тужності; б – реактивної потужності Fig. 5. Power flow diagrams for daytime load reduction modes in summer: a – active power; b – reactive power -40,0 -30,0 -20,0 -10,0 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 П ер ет ік а кт и вн о ї п о ту ж н о ст і п о Л ЕП , М В т ЛЕП 0 МВт 7 МВт 35 МВт 64 МВт 74 МВт 83 МВт -20,0 -15,0 -10,0 -5,0 0,0 5,0 10,0 15,0 П ер ет ік р еа кт и вн о ї п о ту ж н о ст і п о Л ЕП , М В А р ЛЕП 0 МВт 7 МВт 35 МВт 64 МВт 74 МВт 83 МВт 40 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ а б Рис. 6. Діаграми потоків потужності для режимів максимуму навантаження взимку а – активної потужності; б – реактивної потужності Fig. 6. Power flow diagrams for peak load modes in winter: a – active power; b – reactive power Проте, для ЛЕП 35 кВ 9–13 та 9–14 потоки потужності тільки зростають. Це пояснюється електричною віддале- ністю вузла № 9, до якого вони приєднані, від джерел генерації. Таким чином, для мережі 35 кВ значення потоків потуж- ності по ЛЕП більшою мірою залежать від точки приєд- нання генерації, ніж від її встановленої потужності. Виходячи з вищенаведеного, можна стверджувати, що при приєднанні нової генерації, для мереж високої на- пруги (ВН) визначальним фактором є встановлена потуж- ність ВДЕ, а в мережах середньої напруги (СН) – точка приєднання. Таке твердження пояснюється суттєвою від- мінністю реактивних опорів ЛЕП для ліній ВН та ліній СН. З метою оцінки впливу розподіленої генерації на сума- рні втрати потужності в мережі побудовано залежність сумарних втрат активної та реактивної потужності від су- марної потужності розподіленої генерації. На рис. 7 ви- дно, що зі збільшенням потужності розподіленої гене- рації сумарні втрати потужності зменшуються. Втрати активної потужності зменшуються повільніше, ніж втрати реактивної потужності. Апроксимація отриманих залежностей виявила, що втрати активної та реактивної потужності зменшуються за квадратичним законом (поліном другого ступеня). Зазначене зменшення втрат потужності пояснюється пе- рерозподілом активної потужності по лініях мережі СН -60,0 -40,0 -20,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 П ер ет ік а кт и вн о ї п о ту ж н о ст і п о Л ЕП , М В т ЛЕП 0 МВт 35 МВт 60 МВт 74 МВт 83 МВт 83 МВт -20,0 -15,0 -10,0 -5,0 0,0 5,0 10,0 П ер ет ік р еа кт и вн о ї п о ту ж н о ст і п о Л ЕП , М В А р ЛЕП 0 МВт 35 МВт 60 МВт 74 МВт 83 МВт 83 МВт 41 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ та, відповідно, їх частковим розвантаженням, а також новою генерацією реактивної потужності, яка підвищує профіль напруги, що своєю чергою приводить до зниження втрат у поперечних гілках схеми заміщення мережі, де має місце квадратична залежність від на- пруги. Рис. 7. Залежність сумарних втрат активної та реактивної потужності від сумарної потужності розподіле- ної генерації Fig. 7. Dependence of total active and reactive power losses on the total capacity of distributed generation З метою визначення впливу введення потужності РГ на можливість подальшого розвитку генерації в ме- режі було виконано побудову P-U та Q-U діаграм (рис. 8 та рис. 9, відповідно). P-U/Q-U аналіз викону- вався для розрахункового періоду максимуму наван- тажень взимку 2029 року, коли всі заплановані до приєднання генераційні установки будуть приєднані. Діапазони та крок зміни активної та реактивної поту- жності вибирали адаптивним методом у процесі об- числення. Рис. 8. P-U діаграми для вузлів мережі Fig. 8. P-U diagrams for network nodes y = 0,0002x2 - 0,047x + 6,2977 y = 0,0011x2 - 0,2247x - 9,8202 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 0 20 40 60 80 100 120 140 С ум ар н і в тр ат и , М В т, М В А р Сумарна потужність РГ енерговузла, МВт Втрати (літнє денне зниження), МВт Втрати (літнє денне зниження), МВАр Втрати (зимовий максимум), МВт Втрати (зимовий максимум), МВАр 0,500 0,600 0,700 0,800 0,900 1,000 1,100 300 500 700 900 1100 1300 А кт и вн а п о ту ж н іс ть , щ о д о д ає ть ся в к о ж н и й ву зо л , М В т Активна потужність, що додається в кожний вузол, МВт Bus_0004 Bus_0009 Bus_0011 Bus_0014 42 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ Рис. 9. Q-U діаграми для вузлів мережі Fig. 9. Q-U diagrams for network nodes Як видно на рис. 8, режим є стійким, адже за потужності генерації 712 МВт напруга вузла № 9 (для якого P-U крива спадає швидше за інші вузли) ще залишається в допустимих межах. За реактивною потужністю (рис. 9), у діапазоні [–324…259 МВАр] напруга також залишаються в допус- тимих межах. Отже, збільшення потужності розподіленої генерації в енерговузлі слабко впливає на стійкість режиму. Висновки. Дослідження синтезованої імітаційної мо- делі електричної мережі в п’ятирічній перспективі роз- витку дозволило встановити, що приєднання потужно- сті нової розподіленої генерації спонукає до розван- таження синхронних генераторів і лінії та сприяє підви- щенню профілю напруги і зменшенню втрат активної й реактивної потужності в мережі. Аналіз зміни напруг показав, що зі збільшенням сумар- ної потужності розподіленої генерації рівні напруги зро- стають за законом, близьким до лінійного. У разі лока- льного введення нової розподіленої генерації спостерігається вплив лише на напругу в сусідніх вузлах до точки приєднання РГ. Що вищі темпи введення нової генерації, то швидше зростатиме профіль напруги в ме- режі. Аналіз зміни потоків потужності показав, що через сут- тєві відмінності в реактивних опорах ЛЕП різних класів напруги в разі приєднання нової генерації для мереж ВН визначальним фактором є встановлена потужність гене- раційної установки, а в мережах СН – локація точки при- єднання. Втрати як активної, так і реактивної потужності зменшуються за квадратичним законом зі збільшенням потужності РГ. Виявлено, що внаслідок збільшення профілю напруги та збільшення потоків реактивної потужності втрати реак- тивної потужності зменшуються швидше, ніж втрати ак- тивної потужності. Після введення всіх генераційних ус- тановок у мережу за перспективним графіком режим за напругою є стійким. ПОСИЛАННЯ 1. Azmy, Ahmed M., István Erlich. "Impact of distributed generation on the stability of electrical power system." IEEE Power Engineering Society General Meeting, IEEE. (2005) DOI: https://doi.org/10.1109/PES.2005.1489354 2. Balamurugan, K., Dipti Srinivasan, Thomas Reindl. "Im- pact of distributed generation on power distribution systems." Energy Procedia 25. 2012: 93-100. DOI: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.07.013 3. Chamier-Gliszczynski, Norbert, et al. "The Influence of Distributed Generation on the Operation of the Power System, Based on the Example of PV Micro-Installa- tions." Energies 16.3. 2023: 1267. DOI: https://doi.org/10.3390/en16031267 4. Іськова М. С. Електричні мережі номінальною напругою 20 кВ з джерелами накопичення енергії /Re- newable Energy/ М. С. Іськова, А. Р. Буряк, В. В. Кирик. Vidnovluvana Energetyka. 2023. № 2(73). С. 18–23. DOI: https://doi.org/10.36296/1819- 8058.2023.2(73).18-23 5. Lytvynchuk V., M. Kaplin, O. Karmazin. "Аналіз впливу розподіленої генерації відновлюваних джерел енергії на резерв автоматичного частотного розвантаження." -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 Р еа кт и вн а п о ту ж н іс ть , щ о д о д ає ть ся в ко ж н и й в уз о л , М В А р Рівні напруги вузлів мережі, в.о. Bus_0014 Bus_0013 Bus_0010 Bus_0008 Bus_0005 https://doi.org/10.1109/PES.2005.1489354 https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.07.013 https://doi.org/10.3390/en16031267 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.2(73).18-23 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.2(73).18-23 43 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ Vidnovluvana energetika. 2022. № 3(70). С. 19–27. DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.3(70).19-27 6. Oladeji, Ifedayo, et al. "Security impacts assessment of active distribution network on the modern grid opera- tion—A review." Electronics 10.16. 2021: 2040. DOI: https://doi.org/10.3390/electronics10162040 REFERENCES 1. Azmy, Ahmed M., István Erlich. "Impact of distributed generation on the stability of electrical power system." IEEE Power Engineering Society General Meeting, (2005). IEEE, 2005 DOI: https://doi.org/10.1109/PES.2005.1489354 2. Balamurugan, K., Dipti Srinivasan, and Thomas Reindl. "Impact of distributed generation on power distribution systems." Energy Procedia 25 (2012): 93–100. DOI: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.07.013 3. Chamier-Gliszczynski, Norbert, et al. "The Influence of Distributed Generation on the Operation of the Power System, Based on the Example of PV Micro-Installa- tions." Energies 16.3 (2023): 1267. DOI: https://doi.org/10.3390/en16031267 4. Electric networks with a rated voltage of 20 kV with en- ergy storage sources / Renewable Energy / M. S. Iskova, A. R. Buriak, V. V. Kyryk. Vidnovluvana Energetyka. 2023. No. 2(73). P. 18–23. (Ukr.) DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.2(73).18-23 5. Lytvynchuk, V., M. Kaplin, O. Karmazin. ‘Analysis of the impact of distributed generation of renewable energy sources on the reserve of automatic fre- quency unloading’. Vidnovluvana energetika. 2022. No. 3(70). P. 19–27. (Ukr.) DOI: https://doi.org/10.36296/1819- 8058.2022.3(70).19-27 6. Oladeji, Ifedayo, et al. "Security impacts assessment of active distribution network on the modern grid opera- tion—A review." Electronics 10.16 (2021): 2040. DOI: https://doi.org/10.3390/electronics10162040 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.3(70).19-27 https://doi.org/10.3390/electronics10162040 https://doi.org/10.1109/PES.2005.1489354 https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.07.013 https://doi.org/10.3390/en16031267 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.2(73).18-23 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.3(70).19-27 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.3(70).19-27 https://doi.org/10.3390/electronics10162040
id	veorgua-article-524
institution	Vidnovluvana energetika
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:15:44Z
publishDate	2025
publisher	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	veorgua/4a/17f9b83f0e5cd3d34e84c92bab90584a.pdf
spelling	veorgua-article-5242026-07-18T06:32:21Z ANALYSIS OF THE IMPACT OF DISTRIBUTED GENERATION ON NETWORK OPERATING PARAMETERS АНАЛІЗ ВПЛИВУ РОЗПОДІЛЕНОЇ ГЕНЕРАЦІЇ НА РЕЖИМНІ ПАРАМЕТРИ МЕРЕЖІ Samkov , O. Kyryk , V. Borsuk , D. distributed generation, mathematical model, electrical network, voltage monitoring, power losses, prospective network development. розподілена генерація, математична модель, електрична мережа, моніторинг напруги, втрати потужності, перспективний розвиток мережі. This paper examines the impact of increasing the total capacity of distributed generation on network parameters over a five-year development perspective, taking into account the dynamics of power hub operating conditions. The study includes calculations of steady-state network operation modes and P-U/Q-U analysis for a prospective network configuration. The results indicate that as the share of distributed generation in the grid increases, voltage levels rise according to a linear dependence, with the slope of this dependence determined by the rate of distributed generation capacity expansion. The analysis of distributed generation impact shows that when integrating new generation sources, the key influencing factor in high-voltage networks is the installed capacity of the generation unit, whereas in medium-voltage networks, the primary determinant is the connection point. Additionally, it is established that as the total distributed generation capacity grows, power losses decrease according to a quadratic dependence. The P-U/Q-U analysis confirms that the network's operating conditions remain stable after the integration of all prospective generation units. These findings highlight the necessity of careful planning for distributed generation expansion to ensure stability and efficiency in future power systems. Furthermore, the study underscores the importance of voltage monitoring and control strategies, which become increasingly critical as distributed generation penetration grows. The research also suggests that optimizing the placement of distributed generation units can lead to significant improvements in grid operation. Future studies should focus on developing advanced control strategies and assessing the role of energy storage in mitigating potential voltage fluctuations. The long-term impact of distributed generation on power quality and grid reliability should also be investigated to refine planning and operational strategies. У роботі досліджено вплив збільшення сумарної потужності розподіленої генерації в мережі на параметри цієї мережі&nbsp; п’ятирічної перспективи розвитку з урахуванням динаміки режимних параметрів енерговузла. Дослідження охоплюють розрахунки усталених режимів роботи мережі та P-U/Q-U аналіз для перспективної схеми мережі. За результатами дослідження встановлено, що зі збільшенням частки розподіленої генерації в мережі рівні напруги зростають за лінійним законом, а кут нахилу такої залежності залежить від темпів збільшення потужності розподіленої генерації. Виходячи з аналізу впливу потужності розподіленої генерації показано, що в разі приєднання нової генерації для мереж високої напруги визначальним фактором впливу є встановлена потужність установки, а в мережах середньої напруги – точка приєднання. Установлено, що з ростом потужності РГ втрати потужності в мережі зменшуються за квадратичним законом, а P-U/Q-U аналіз показує, що режим залишається стійким після приєднання всіх перспективних генераційних установок. 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/524 10.36296/1819-8058.2025.2(81).34-43 Vidnovluvana energetika ; No. 2(81) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 34-43 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 2(81) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 34-43 Відновлювана енергетика; № 2(81) (2025): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 34-43 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2025.2(81) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/524/431 Copyright (c) 2025 O. Samkov , V. Kyryk , D. Borsuk https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
spellingShingle	distributed generation mathematical model electrical network voltage monitoring power losses prospective network development. Samkov , O. Kyryk , V. Borsuk , D. ANALYSIS OF THE IMPACT OF DISTRIBUTED GENERATION ON NETWORK OPERATING PARAMETERS
title	ANALYSIS OF THE IMPACT OF DISTRIBUTED GENERATION ON NETWORK OPERATING PARAMETERS
title_alt	АНАЛІЗ ВПЛИВУ РОЗПОДІЛЕНОЇ ГЕНЕРАЦІЇ НА РЕЖИМНІ ПАРАМЕТРИ МЕРЕЖІ
title_full	ANALYSIS OF THE IMPACT OF DISTRIBUTED GENERATION ON NETWORK OPERATING PARAMETERS
title_fullStr	ANALYSIS OF THE IMPACT OF DISTRIBUTED GENERATION ON NETWORK OPERATING PARAMETERS
title_full_unstemmed	ANALYSIS OF THE IMPACT OF DISTRIBUTED GENERATION ON NETWORK OPERATING PARAMETERS
title_short	ANALYSIS OF THE IMPACT OF DISTRIBUTED GENERATION ON NETWORK OPERATING PARAMETERS
title_sort	analysis of the impact of distributed generation on network operating parameters
topic	distributed generation mathematical model electrical network voltage monitoring power losses prospective network development.
topic_facet	distributed generation mathematical model electrical network voltage monitoring power losses prospective network development. розподілена генерація математична модель електрична мережа моніторинг напруги втрати потужності перспективний розвиток мережі.
url	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/524
work_keys_str_mv	AT samkovo analysisoftheimpactofdistributedgenerationonnetworkoperatingparameters AT kyrykv analysisoftheimpactofdistributedgenerationonnetworkoperatingparameters AT borsukd analysisoftheimpactofdistributedgenerationonnetworkoperatingparameters AT samkovo analízvplivurozpodílenoígeneracíínarežimníparametrimereží AT kyrykv analízvplivurozpodílenoígeneracíínarežimníparametrimereží AT borsukd analízvplivurozpodílenoígeneracíínarežimníparametrimereží

ANALYSIS OF THE IMPACT OF DISTRIBUTED GENERATION ON NETWORK OPERATING PARAMETERS

Institution

Similar Items