Academic literature on the topic 'Енергосистема України'

У статті розглянуто перспективну можливість вирішення актуального для об’єднаної енергосистеми України питання щодо досягнення в останній високих показників стабільності її частоти. Відомо, що досягнути високих показників стабільності частоти намагались і за існуючих традиційних методів їх формування однак, навіть на протязі декількох останніх десятиліть зробити це так і не вдалося. За результатами проведених в роботі досліджень визначено, що досягнути високих показників стабільності частоти в об’єднаній енергосистеми буде цілком можливо навіть в умовах її самостійної роботи, якщо у місцевих енерговузлах, що живляться безпосередньо від станції АЕС, забезпечити відповідні умови для формування резервів маневрених потужностей, які будуть використовувати у процесах первинного, вторинного і третинного регулювання частоти. В роботі науково обгрунтовано і перспективну можливість створення на станціях АЕС принципово нової системи протидії процесам збурення режиму. Нова система в разі появи в об’єднаній енергосистемі процесу збурення її режиму здатна буде вчасно і адекватно виконувати протидію цьому процесу, що забезпечить можливість збереження попередньо встановленого в енергосистемі режиму із попередньо встановленим значенням частоти. Можна передбачити, що за створення нових систем керування процесами первинного, вторинного і третинного регулювання частоти безпосередньо у електромережі АЕС стане цілком можливим досягнути в об’єднаної енергосистеми України нових високих показників стабільності частоти, що відповідатимуть рівню її стабільності в енергооб’єднанні ENTSO-E. Висока енергетична ефективність визначеного перспективного напрямку щодо використання електротеплових генераторів в процесах управління режимом енергосистеми була підтверджена результатами проведених досліджень, тому саме цей напрямок повинен стати одним із пріоритетних у планах подальшого розвитку ОЕС України.

Стаття присвячена результатам дослідження щодо роботи силових трансформаторів, які входять до складу ОЕС України. Визначено причини та характер ушкоджень елементів системи, розглянуто питання надійності електропостачання енергосистеми в цілому і, зокрема, від якості роботи трансформаторів.Пошкоджуваність трансформаторів безпосередньо впливає на надійність енергосистеми в цілому, тому необхідно приділяти особливу увагу моніторингу їхнього стану та своєчасного підтримання працездатності. Підвищення надійності роботи трансформаторів є ефективним заходом запобігання аварійних наслідків в системі ОЕС України.

В статті представлено дослідження екологічної та енергетичної безпеки як компоненти міжнародних економічних відносин. Оскільки водна сфера впливає на стан багатьох галузей, то проаналізовано вплив водорозподільних мереж на розвиток секторів національного господарства. Представлено базову модель водопостачання в економічній сфері, в якій виявлено фактори впливу на всі сектори економіки в кожній країні. Проаналізовано стан сфери водопостачання в Україні. Продовольчу галузь розглянуто з позиції прерогативи продовольчої безпеки в країнах, що розвиваються, що особливо стосується Економічного співтовариства країн Західної Африки.Констатовано, що бідність та продовольча безпека в Африці є головною проблемою економіки для багатьох країн. Доведено, що інтеграція є кращим інструментом для вирішення проблеми забезпечення продовольчої безпеки в країнах, що розвиваються. Запропоновано також дослідження однієї з найважливіших галузей критичної інфраструктури – енергетичної сфери. Опрацьовано оптимізацію роботи енергосистеми в КНР. Запроваджено аналіз енергоефективності в Україні. Для цього використано показник енергоємності, показник ефективності використання палива/ціни, індекс Герфіндаля-Гіршмана. За допомогою індекса енергоємності доведено, що споживання енергії в Україні стає більш ефективним. Значення коефіцієнту палива/ціни вказує на позитивну тенденцію у споживанні енергії в останні роки. Визначений індекс Герфіндаля-Гіршмана у гідроенергетиці показує, що ринкова концентрація на ринку гідроелектроенергії є середньою, що є позитивним явищем для України, однак при цьому необхідним є контроль галузі Антимонопольним Комітетом України.

Мета статті – визначення заходів зі сприяння розвитку відновлюваної енергетики в Україні. Надано послідовність створення пільгових ставок тарифів на електроенергію ВДЕ відповідно до законодавства України. Необхідно прийняти до уваги, що Закон України «Про альтернативні джерела енергії» є базовим механізмом підтримки системи «зелених» тарифів. Держава зобов’язується викуповувати всю вироблену за проєктами ВДЕ електроенергію за фіксованим тарифом, яка в Україні до того ж прив’язана до євро. Отже, інвестор у відновлюваній енергетиці може побудувати надійну фінансову модель проєкту й бути впевненим у поверненні своїх інвестицій упродовж тривалого строку діяльності. В статті обґрунтовано впровадження системи «зелених» аукціонів як державної схеми підтримки проєктів ВДЕ замість донедавніх «зелених» тарифів. Аукціони дозволяють залучати приватні інвестиції (вітчизняні та іноземні) за допомогою чітких та прозорих процесів. Визначено функції державного підприємства для виконання гарантованої закупівлі електроенергії з ВДЕ згідно з ринковими умовами в Україні. Надано основні організаційні переваги участі інвесторів у системі «зелених» аукціонів. Напрямком прийнятого у 2020 році Закону України N 810-IX є зменшення ставок «зелених» тарифів, що ставить під загрозу перехід країни до сталого розвитку та виконання нею своїх міжнародних зобов’язань. Дія зазначеного Закону призводить до відтермінування будівництва за багатьма новими проєктами. Незважаючи на це, системи «зелених» тарифів та «зелених» аукціонів залишаються в країні основною формою державної підтримки відновлюваної енергетики. Наразі, за результатами державної підтримки, встановлена потужність об’єктів генерації на відновлюваних джерелах енергії становить близько 8700 МВт. Ними за квітень 2021 року вироблено 1020 млн кВт-г електроенергії, що складає 8,3 % обсягу споживання електроенергії в Україні. В українській енергосистемі вже зафіксовані випадки, коли за добу з відновлюваних джерел (включно із великими ГЕС) було вироблено більше електричної енергії, ніж усіма тепловими електростанціями і теплоелектроцентралями України разом узятими. Бібл. 11, табл. 1, рис. 5.

Актуальність теми дослідження. Модернізація енергетичної системи України є ключовим завданням з огляду на показники енергоємності економіки та зниження конкурентоспроможності вітчизняної продукції на світових ринках. Вивчення доцільності та можливості використання європейського підходу модернізації енергосистеми на основі розбудови розумних енергомереж дозволить сформувати ефективних механізм трансформації енергосектору. Постановка проблеми. Модернізація енергосектору економіки країни має відбуватися системно з урахуванням світових тенденцій та стратегічного напрямку розвитку. Застосування розумних енергомереж як ключового елементу системних енергетичних трансформацій можливе лише за наявності відповідних передумов, наявність яких необхідно дослідити. Аналіз попередніх досліджень і публікації. Питання впровадження розумних енергомереж в Україні вивчали такі вчені, як: Черемсін М. М., Черкашина М. М., Попадченко С. А., Малогулько Ю. В., Дячук Д. А., Мороз О. М., Друзь В. О. та ін. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Питання доцільності та економічної ефективності системної розбудови розумних енергомереж залишається недостатньо дослідженим у працях вітчизняних науковців. Постановка завдання. Визначення передумов розбудови розумних енергомереж як ключового фактора модернізації вітчизняного енергетичного сектору. Викладення основного матеріалу. У статті розглянуто стан енергосектору України з позицій енергоємності економіки. Визначено напрямки модернізації енергетики. Проаналізовано можливості розбудови розумних енергомереж. Висновки. Розбудова розумних енергомереж сприятиме підвищенню ефективності функціонування енергетичного сектору економіки. Енергетична стратегія України відповідає світовим тенденціям, містить окремі елементи, реалізація яких необхідна для впровадження концепції Smart Grid в Україні, проте не містить чіткого плану дій з її впровадження.

Розглянуто теоретичні питання побудови топологічного методу оцінки чутливості до виявлення кібернетичних загроз в електричних мережах енергосистем за допомогою моделювання режимів роботи окремих (виділених) підсистем. Описано основні етапи побудови моделей топології енергосистем, запропоновано та реалізовано методи форму­вання інформаційних моделей об'єктів енергосистем. Досліджено методи візуалізації ре­зультатів моделювання умов виникнення кіберзагроз. Визначено способи використання запропонованого підходу до створення системи протидії кіберзагрозам в електричних мережах енергосистем і побудови сценаріїв їх ліквідації за допомогою навчального дис­танційного режимного тренажеру.

У доповіді зазначено. що в процесі підготовки Об’єднаної енергетичної системи України до переходу на синхронну роботу з об’єднанням енергосистем європейських країн постала ціла низка науково-технічних завдань, у вирішенні яких активну участь брали профільні установи НАН України. Ці роботи виконувалися в рамках серії цільових програм наукових досліджень НАН України «Об’єднання». Отримані результати дали змогу в складних умовах успішно реалізувати перехід ОЕС України на режим повної синхронізації з європейською енергетичною мережею ENTSO-E і відокремлення від енергетичних систем Росії та Білорусі.

Метою даної роботи є визначення оптимального співвідношення різних джерел відновлюваної енергії в гібридних енергосистемах, базуючись на оцінках випадкової складової потужностей генерації та споживання електроенергії. Для цього розглядаються короткотермінові коливання потужності, спричинені природними змінами сонячної та вітрової енергії в діапазоні менше години. Такі зміни впливають на можливості регулювання частоти й напруги, а також стійкості систем електропостачання. Предметом дослідження є пропорція вітрової та сонячної генерації, а також її загальний рівень у споживанні електроенергії, а предметом оптимізації – варіативність сукупної генерованої потужності. Особливістю роботи є синхронне співставленні рівнів генерації енергії та її споживання різними локальними споживачами. Методи дослідження – математична модель комбінації випадкових процесів та безпосереднє використання статистичних даних в якості експериментальних. Методом оптимізації обрано побудову поверхні відгуку, що забезпечує візуалізацію результатів при задовільній точності. При необхідності результат уточнюється методом дихотомії. Результати дослідження порівнюються за рівнем впливу погодних факторів, для чого розглядаються дані різних пір року. Отримані залежності дозволяють також оцінити вплив енергетичної ефективності вітрової та сонячної енергетики як технологічного фактору. Істотним результатом є оцінка впливу точності прогнозування потужностей генерації і споживання на енергетичний баланс при складанні графіків роботи енергосистеми – так, наявність добового прогнозу дозволяє в півтора рази збільшити потужність ВДЕ при збереженні рівня варіативності. Встановлено наявність оптимальних співвідношень потужності ВЕС та СЕС, при яких мінімізується загальна варіативність енергобалансу. В умовах України це складає приблизно третину номінальної потужності ВДЕ за рахунок ВЕС та дві третини СЕС, однак результати суттєво залежать від сезону. Запропоновано критерії оптимальності, що враховують випадкову природу досліджуваних процесів, це дає можливість імовірнісної оцінки результатів. Бібл. 13, рис. 6.

Актуальність теми полягає в заощадженні традиційних паливно-енергетичних ресурсів, покращення екологічного стану навколишнього середовища та зменшенні залежності країни від імпортних енергоносіїв. Наукові дослідження за темою дисертації відповідають стратегічним положенням Енергетичної стратегії України на період до 2035 року. Метою роботи є вдосконалення математичних моделей прогнозування розвитку електроенергетичної системи з використанням сучасних відновлюваних технологій виробництва теплової та електричної енергії і розробка відповідних програмно-інформаційних засобів їх реалізації з урахуванням капіталізації ринку в межах обраного часового горизонту прогнозування. Для досягнення поставленої мети використано оптимізаційну двопродуктову економіко-математичну модель розширення існуючого виробництва галузі з розподілом інвестованого капіталу, спрямованих на розвиток технологій виробництва теплової та електричної енергії: з біомаси та біогазу, з використанням теплоти геотермальних вод, малих ГЕС, енергії вітру та сонячного випромінювання. Обчислення максимально досяжних обсягів виробництва здійснено за умови обмежень на раціональне використання паливних і енергетичних ресурсів з урахуванням фондомісткості кожної технології. Об'єкт дослідження – електроенергетична система у процесі її невпинного вдосконалення в умовах конкурентного ринку, що здійснюється через прискорене впровадження перспективних альтернативних та відновлюваних технологій виробництва і споживання електричної і теплової енергії. Предметом дослідження інформаційне забезпечення економіко-математичної моделі розвитку електроенергетичної системи за умови розширеного використання відновлюваних технологій тепло- та електрогенерування. Методи дослідження. Наукові результати дисертаційної роботи були отримані на основі методології системного аналізу та з використанням математичних методів: техніко-економічного аналізу, лінійного програмування (класична оптимізаційна задача лінійного програмування із пошуком розв’язків шляхом модельних озрахунків на ЦВМ). Новизна і практична значимість. Пристосовано відомі методи розв’язання оптимізаційних техніко-економічних задач для отримання прогнозних обсягових оцінок вироблення електричної та теплової енергії за вірогідними сценаріями у розвитку паливно-енергетичного комплексу з використанням нових та відновлюваних технологій. Розроблено інформаційне забезпечення оптимізаційної моделі розвитку сектору генерування паливно-енергетичного комплексу України з визначенням нових конкурентних технологій відновлюваної енергетики (ТВЕ) – через показники фондомісткості, що відповідають сучасним досягненням науково-технічного прогресу в енергетиці. Отримано розрахункові оцінки максимізованих прогнозних обсягів вироблення енергії кінцевого споживання конкурентними ТВЕ у варіантах – за базовим та оптимістичним сценаріями розвитку енергосистеми України в межах обраного часового горизонту прогнозування.
The aim of the work is to improve the mathematical models of forecasting the development of the electric power system with the use of modern renewable technologies for the production of thermal and electric energy and the development of appropriate software and information tools for their implementation, taking into account market capitalization within the chosen time forecasting horizon. To achieve this goal, an optimization two-product economic and mathematical model of the expansion of the existing production of the industry with the distribution of invested capital aimed at the development of technologies for the production of thermal and electric energy: from biomass and biogas, using heat of geothermal waters, small hydropower plants, wind power and solar radiation. The calculation of the maximum achievable production volume was made subject to restrictions on the rational use of fuel and energy resources, taking into account the stock of each technology. The object of research is the electric power system in the process of its unceasing improvement in a competitive market, which is carried out through the accelerated introduction of promising alternative and renewable technologies of production and consumption of electric and thermal energy. The subject of research is data design of the economic-mathematical model of the development of the power system, provided that the use of renewable technologies of heat and power generation is expanded. The scientific and practical value of the work were obtained on the basis of the methodology of system analysis and using mathematical methods: technical and economic analysis, linear programming (classical optimization problem of linear programming with the search of solutions by model calculations on the central computer). Novelty and practical significance. Improvement of well-known methods and means of forecasting the development of electric and heat supply systems in the existing scientific and technological progress in the power industry. Study and development of information support for existing models of development of the fuel and energy complex generation sector on the basis of renewable energy technologies. Obtaining the forecasted results for the development of Ukraine's grid system taking into account market capitalization within the chosen time forecasting horizon.