Статті в журналах з теми "Енергосистема, енергія"

Система автоматичного частотного розвантаження (АЧР) є одним із основних засобів, який широко застосовується в енергосистемах для стримування швидкого падіння частоти. Система АЧР здатна за мілісекунди відключити частину споживачів, а за секунди – зупинити падіння частоти в районах енергосистеми, які утворилися в результаті каскадної аварії з відключення ліній і генераторів. Для підтримки тимчасового балансу активної потужності в аварійних ситуаціях в енергосистемі повинна бути передбачена кількість навантаження на відключення. Тому національні оператори систем передачі або мережа операторів систем передачі електроенергії встановлюють так званий загальний обсяг розвантаження. Найчастіше в стандартах та нормативних документах енергосистем цей показник розраховують для загального пікового попиту і рекомендують розмістити в енергосистемі рівномірним географічним способом. Такий спосіб розміщення загального обсягу розвантаження не враховує структуру електромережі, добової та сезонної зміни потужностей генерації і споживання, незважаючи на те, що стандарти, нормативні документи вимагають це враховувати. В роботі запропоновано математичну модель і спосіб визначення загального обсягу розвантаження системи АЧР і його розміщення в мережі енергосистеми з урахуванням розподілених (у вузлах споживачів) відновлюваних джерел енергії, ймовірних варіантів аварійного поділу енергосистеми, вимог міжнародних стандартів та нормативних документів, що регулюють функціонування систем протиаварійного захисту в галузі електроенергетики. Модель являє собою задачу цілочисельного (бінарного) лінійного програмування, що здійснює вибір оптимального за критерієм категорійності набору пристроїв АЧР, які розміщені у наперед заданих вузлах енергосистеми і спрацювання яких забезпечує баланс потужності в аварійних районах її поділу. Електричні параметри усталених режимів, а також ефективність оптимального обсягу і розподілу розвантаження в мережі визначаються і перевіряються (верифікуються) у серії апріорних та апостеріорних розрахунків на точних математичних моделях, визнаних у світовій практиці програмних продуктів електроенергетики. Отриманий таким чином розподіл обсягів розвантаження підвищує імовірність балансування якнайбільшої кількості аварійних районів енергосистеми за умови задоволення вимог щодо частотно-часової зони відповідних перехідних процесів. Бібл. 9, табл. 3, рис. 2.

Метою даної роботи є розроблення моделі балансування процесів генерації та споживання електроенергії для енергосистем на основі відновлюваних джерел енергії з використанням системи акумулювання. Режими генерації вітрових і особливо сонячних електростанцій мають значні градієнти поточної потужності, коли істотні зміни можливі за кілька хвилин. При виборі систем акумулювання необхідно враховувати такі фактори, як нерівномірність генерації та споживання, обсяг можливої надлишкової енергії чи її дефіцит, швидкість зміни балансу потужностей та відповідна швидкодія акумуляторів. Об’єкт дослідження - гібридні електроенергетичні системи, які мають властивості локальної мережі. Такі системи чутливі до змінних режимів генерації, а наявність швидких змін потужності вимагає врахування коротких часових проміжків. Методом дослідження є математичне моделювання випадкових процесів споживання та генерації енергії, яке дозволяє аналізувати поточне балансування потужностей та отримувати інтегральні характеристики стану акумулювання і повторного використання енергії. Моделювання режимів роботи сонячних та вітрових електростанцій основане на статистичних даних про погодні фактори. Тоді балансування потужності можна розглядати як суперпозицію випадкових процесів генерації та споживання. Особливістю дослідження є врахування часових градієнтів потужності вітрових та сонячних електростанцій, стану зарядки та швидкодії акумуляторів. Аналітичне дослідження ускладнене фактором наявності різних процесів з особливим характеристиками розподілу, тому запропоновано імітаційну модель з відповідним алгоритмом розрахунку. Запропонована модель енергобалансу дозволяє імітувати процеси накопичення та використання енергії при різних властивостях системи акумулювання. Результати дослідження дозволяють порівнювати різні конфігурації енергосистеми за збалансованістю, потребами в акумулюванні та рівнем втрат енергії. При цьому враховуються місцеві та сезонні кліматичні особливості. Бібл. 21, табл. 1, рис. 2.

Метою даної роботи є дослідження впливу таких параметрів системи акумулювання електроенергії, як ємність та швидкодія, на стан балансу потужностей в комбінованій енергосистемі. Особливістю комбінованої локальної системи є значні градієнти поточної потужності, обумовлені змінною природою вітрових і сонячних електростанцій. Система акумулювання енергії має максимально збалансувати генерацію та споживання електроенергії, зменшити втрати можливої надлишкової енергії чи її дефіцит. Об’єкт дослідження – гібридні електроенергетичні системи, які мають властивості локальної мережі. Елементами системи є вітрові та сонячні електростанції та засоби акумулювання енергії, здатні реагувати на швидкі зміни потужності. Методом дослідження є математичне моделювання випадкових процесів споживання та генерації енергії, яке дозволяє аналізувати поточне балансування потужностей та отримувати інтегральні характеристики стану акумулювання і повторного використання енергії. Моделювання режимів роботи сонячних і вітрових електростанцій основане на статистичних даних про погодні фактори, а балансування потужності можна розглядати як суперпозицію випадкових процесів генерації та споживання. Особливістю дослідження є одночасне врахування швидких змін потужності вітрових і сонячних електростанцій, можливостей накопичення незбалансованої енергії та реального стану зарядки акумуляторів. Аналітичне дослідження потребує точного визначення характеристик розподілу ймовірності для кількох випадкових процесів, тому використано адаптивну імітаційну модель з можливістю варіації вхідних параметрів. Застосована модель енергобалансу дозволяє імітувати процес акумулювання енергії та розрахувати поточні й кумулятивні показники. В результаті дослідження встановлено вплив ємності та швидкодії акумуляторів на енергетичну ефективність системи. Визначено області чутливості енергетичного балансу, коли швидкість зарядки акумуляторів стає меншою за швидкість поточних змін вітрової та сонячної потужності. Порівнюються різні конфігурації енергосистеми за джерелами енергії, при цьому враховуються географічні відмінності й сезонні кліматичні особливості. Бібл. 16, табл. 3, рис. 4.

Метою роботи є дослідження можливостей оцінки очікуваного балансу потужностей в комбінованій енергосистемі. Особливістю комбінованої локальної системи з сонячними та вітровими електростанціями є випадкові коливання поточної потужності, обумовлені зміною погодних факторів. Для збалансування генерації та споживання електроенергії використовуються такі засоби, як проміжне акумулювання енергії та допоміжні локальні генератори. Об’єкт дослідження – гібридні електроенергетичні системи, які мають властивості локальної мережі. Елементами системи є вітрові та сонячні електростанції, засоби балансування потужності, а також споживачі електроенергії. Методом дослідження є математичне моделювання випадкових процесів споживання та генерації енергії, яке дозволяє аналізувати поточне балансування потужностей та отримувати інтегральні характеристики енергетичного балансу. Роботу засобів регулювання балансу представлено як динамічну систему, а балансування розглядається як суперпозиція випадкових процесів генерації та споживання. Особливістю дослідження є одночасне врахування швидких змін потужності вітрових та сонячних електростанцій, варіативності навантаження та можливостей поточного регулювання. Аналітичне дослідження дає змогу оцінити характеристики розподілу імовірності підсумкових процесів. Запропоновано адаптивну імітаційну модель з можливістю варіації вхідних параметрів, яка дозволяє представити процеси генерації та використання енергії з урахуванням проміжних регулювальних потужностей. В результаті дослідження запропоновано спосіб представлення поточних станів енергосистеми, який дозволяє отримати оцінки ймовірних режимів. Модель допускає побудову множини станів системи та пошук оптимальних рішень. Значимість отриманих результатів полягає як у поданні методу досліджень, придатного для розрахунків необхідних показників, так і в отриманні деяких оцінок, що мають практичне значення. Бібл. 16, рис. 8.

Метою даної роботи є вирішення багатокритеріальної задачі оптимізації для локальної енергосистеми (ЛЕС) з відновлюваними джерелами енергії (ВДЕ). В традиційній енергетиці основною задачею є мінімізація собівартості електроенергії, але при застосуванні відновлюваних джерел енергії на перший план виступає надійність енергозабезпечення, враховуючи мінливу природу генерації таких ВДЕ, як вітрові та сонячні електростанції. Предметом дослідження є пропорції вітрової, сонячної генерації та систем зберігання енергії, що забезпечують задані вимоги до надійності при мінімальній собівартості електроенергії. Особливістю даного дослідження є врахування невизначеності режимів споживання та використання відновлюваних джерел енергії. Методи дослідження включають застосування статистичного підходу та імітаційне генерування випадкових процесів для стохастичної оптимізації витрат. В якості вихідних даних використовуються історичні (статистичні) дані про споживання енергії та кліматичні фактори, які впливають на генерацію. Для показників надійності істотними є не лише середні значення, а й показники варіації (дисперсія, щільність розподілу, граничні відхилення). Невизначеність, пов'язана з відновлюваними джерелами, може призвести до невизначеності експлуатаційних витрат. Додатковим джерелом невизначеностей є змінний характер споживання електроенергії. Ризики проекту полягають в небезпеці втратити частину енергії чи не забезпечити потреби споживача. Наявність акумуляторів енергії знижує ризики, але збільшує вартість проекту. Результатом дослідження є спосіб оптимізації такої системи. Ризик можна визначити як дисперсію випадкової складової, тоді цільовими функціями будуть собівартість енергії та стандартне відхилення небалансу потужностей. Для пошуку оптимального рішення при двох критеріях застосовано математичну модель поточного стану енергосистеми з різнотипними ВДЕ та системою акумулювання. Огинаюча множини станів є лінією можливих оптимальних значень. Обмеженнями задачі є вимоги до надійності, наприклад довірча імовірність небалансу генерації та споживання. Бібл. 11, табл. 2, рис. 3.

Метою даної роботи є розроблення моделі балансування процесів генерації та споживання електроенергії для випадків обмеженої або недостатньої інформації про навантаження на енергетичну систему. При відсутності достатніх історичних даних про ці процеси для моделювання використовуються узагальнені статистичні показники. Цим обумовлено завищені вимоги до потреб у резервних потужностях та системах акумулювання енергії. Предметом дослідження є гібридні електроенергетичні системи, які використовують традиційні та відновлювані джерела енергії і мають властивості локальної мережі. Такі системи чутливі до змінних режимів споживання енергії, які ускладнюють оцінку поточного навантаження. Наявність вітрових та сонячних електростанцій ускладнює забезпечення балансу потужності, що збільшує потребу в проміжному акумулюванні енергії. Методом дослідження локальної системи є математичне моделювання випадкових процесів споживання та генерації енергії. Джерелом інформації про споживання є статистичні дані про робота окремих споживачів, які мають обмежену потребу в електричній енергії і зацікавлені в автономних джерелах. Для таких споживачів перспективним є застосування розосередженої генерації, в тому числі з використанням місцевих джерел сонячної та вітрової енергії. Для узагальнення даних про різних споживачів їх поєднано в групи відповідно до державної класифікації видів економічної діяльності. Тоді балансування потужності можна розглядати як суперпозицію випадкових процесів генерації та споживання. Запропонована модель навантаження дозволяє імітувати реальні процеси таким чином, щоб результати співпадали з наявними статистичними даними. Результати дослідження дозволяють порівнювати різні варіанти енергосистеми за збалансованістю та потребами в акумулюванні енергії. Бібл. 17, табл. 1, рис. 4.

Впровадження альтернативних джерел енергії в енергосистеми дозволяє знизити шкідливий вплив на довкілля від традиційних джерел генерації, але має і ряд недоліків. Насамперед це нестабільне генерування відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) через залежність від погодних умов, що породжує для електричних мереж і енергосистеми в цілому ряд нетипових проблем. Отже, виникає необхідність вдосконалення засобів системної автоматики з метою узгодження електропостачання від ВДЕ та мережевих підстанцій енергосистеми. Вплив ВДЕ на режими районних електричних мереж залежить від значення сумарного розосередженого генерування в ній, від одиничної встановленої потужності ВДЕ, а також від їх місця приєднання до електричної мережи. Традиційний підхід до оцінки оптимальної конфігурації полягає у забезпеченні балансової надійності або адекватності системи генерації. При цьому на перший план виходять показники забезпечення попиту. Однак при оцінці економічних показників енергосистеми, що використовують ВДЕ, треба зважати також на раціональне використання виробленої електроенергії. В статті розглянуто базові показники (індекси) відповідності генерування стосовно споживання, такі як очікування втрати навантаження, імовірність втрати навантаження, частота втрати навантаження, тривалість втрати навантаження. Значення показника балансової надійності повинно вибиратися на основі визначення того рівня надійності забезпечення потреб споживачів в електроенергії, при якому додаткові витрати на його підвищення для енергосистеми стануть вище, ніж компенсація імовірнісного рівня збитків споживачів. Бібл. 6.

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.

З огляду на екологічні проблеми, проблеми балансування енергосистеми, а також концепцію «Зеленого» переходу України, постає актуальним розробка автономної енергоефективної сонячно-водневої системи, яка матиме змогу безперервно забезпечувати потреби споживача. Мета роботи полягає у обґрунтуванні параметрів роботи системи «фотобатарея – протонообмінний електролізер» при перетворенні сонячної енергії у «зелений» водень. Задачі дослідження наступні: аналіз підходів реалізації сонячно-водневих систем; розробка математичної моделі комплексної сонячно-водневої системи та її реалізація у програмному середовищі MATLAB; проведення експериментального дослідження для перевірки математичної моделі сонячно-водневої комплексної системи; аналіз та порівняння отриманих результатів та розробити рекомендації по підвищенню ефективності роботи системи «фотобатарея – протонообмінний електролізер». Наукові положення, висновки та рекомендації, що сформульовані в роботі, базуються на результатах експериментальних досліджень, теоретичних і практичних положеннях про перетворення енергії Сонця в енергію водня, положеннях системного аналізу, статистичного аналізу в середовищі Microsoft Office Excel, математичних методів моделювання енергетичних процесів в програмному середовищі MATLAB. Отримано математичну модель роботи системи «фотобатарея – протонообмінний електролізер», яка дозволяє аналізувати вплив інтенсивності сонячного випромінювання на показники виходу у реальних умовах. Розроблено структурну блок-схему застосування автономної системи «фотобатарея – протонообмінний електролізер», яка складається з 4 можливих варіантів реалізації. Розроблені принципові електричні схеми фотобатареї, протонообмінного електролізера, комплексної системи «полікремнієва фотобатарея – протонообмінний електролізер», протонообмінного електролізера для зняття характеристики його коефіцієнта корисної дії. Розроблено методику постановки експерименту та виконання досліджень системи «полікремнієва фотобатарея – протонообмінний електролізер». Бібл. 5, табл. 2, рис. 9.

Сталий розвиток країни потребує надійних поставок енергії за доступною ціною, енергії, що має низький вплив на навколишнє середовище та низькі викиди парникових газів. Однак 85% попиту на первинну енергію забезпечується звичайним спалюванням викопного палива. Намагання країн зменшити залежність від викопних джерел енергії зумовлює державне стимулювання впровадження відновлюваних джерел енергії. Невизначеність у поставках енергії загрожує функціонуванню економіки та національній безпеці, тому питання щодо її вироблення та поставки є пріоритетними в державній політиці незалежно від рівня розвитку країни. Розвинений енергоринок здатний регулювати джерела поставки енергоносіїв ринковим механізмом. Раціональна поведінка учасників ринку спрямована на закупівлю енергоносіїв за нижчою ціною. Задля запобігання монополістичній змові на ринку та забезпечення збереження екології держава втручається в ринкові механізми регулювання енергоринку. Розвиток відновлюваної енергетики в Україні є визначеним пріоритетом державної політики, який відповідає світовим тенденціям розвитку енергетики та стратегічним вимогам щодо зміцнення енергетичної стійкості країни. Тим часом криза дефолту, що розгорнулася в 2020 році на ринку електроенергії на тлі пандемії COVID-19, створює передумову для невиконання зобов’язань низки державних енергетичних компаній через завищені фінансові зобов’язання щодо придбання «зеленої» електроенергії. Аналіз вразливості енергосистеми України та її «зеленої» складника, що наведено в роботі, змушує переглянути підходи до економічних моделей, що експлуатуються в цій галузі. У роботі ланцюг виробництва енергії аналізується з позиції створення цінності для споживача, що дає розуміння недосконалості ринкового механізму і слугує обґрунтуванням авторських пропозицій. Для підтвердження релевантності авторських ідей наведено обґрунтування інвестиційної привабливості проєкту СЕС та його споживчої цінності, представлено економічні характеристики проєкту. За таких умов пошук ефективних економічних моделей для розвитку «зеленої» генерації стає одним із пріоритетів для дослідників та практиків у галузі енергетичних проєктів. Метою представленого дослідження є систематизація проблем проєктів сонячних електростанцій, орієнтованих на продаж електроенергії за «зеленим» тарифом, та розробка критеріїв для створення економічних моделей автономних сонячних електростанцій, орієнтованих на задоволення ринкового попиту цільових аудиторій. Щоб уникнути кризових процесів в енергетичному секторі України, державні органи мають стимулювати проєкти з розвитку альтернативної енергетики для автономної та стійкої місцевої енергетичної системи.

Мета статті – визначення шляхів зменшення викидів парникових газів, які суттєво вливають на тепловий баланс землі. Доповідь 2019 року про розрив в рівнях викидів, яка підготовлена Програмою ООН з навколишнього середовища, свідчить, що заходи по поточній політиці скорочення шкідливих викидів, явно недостатні. В світі спостерігається постійний зростаючий інтерес до відновлюваних джерел енергії, викликаний екологічними міркуваннями: зміна клімату і збільшення вмісту в атмосфері парникових газів. В Україні стрімким темпом розвивається використання відновлюваних джерел енергії, зокрема вітряної та сонячної енергії. Разом з тим при вводі нових потужностей об’єктів на базі ВДЕ існують проблеми мережевого та системного характеру. Тому збільшення потужностей ВДЕ потребує створення в Україні більш гнучкої енергосистеми, в тому числі вирішення питання з резервними і балансуючими потужностями. В статті обґрунтовано використання електричних станцій на базі відновлюваних джерел енергії, які оснащені системами акумулювання електроенергії на основі водню, в якості балансуючих потужностей оператора системи накопичення енергії. Зазначена система накопичення електричної енергії дозволяє перенесення енергії з періоду її «профіциту» в період її «дефіциту». Особливість водневої технології полягає в тому, що забезпечується найбільш економічний варіант зберігання електроенергії і подальше використання цієї запасеної енергії при тривалості розряду до кількох діб. Надано відомості про реальний пілотний проект впровадження накопичення енергії з ВДЕ за водневою технологією, який впроваджується в Європейському Союзі за програмою «Horizon 2020». Гібридні станції на ВДЕ, які оснащені водневими технологіями, можуть забезпечити балансування електроенергії в реальному часі. Технічно-досяжний потенціал ВДЕ в країні перевищує поточне річне споживання електроенергії України. Використання «зеленого» водню, виробленого без викидів в атмосферу CO2, сприяє вирішуванню екологічної проблеми з глобального потепління. Бібл. 9, табл. 1, рис. 3.

Our world with its high technologies has long been deeply dependent on the quality of electricity supply. In most countries of the world there are national power grids that combine the entire set of generating capacity and loads. This network provides the operation of household appliances, lighting, heating, refrigeration, air conditioning and transport, as well as the functioning of the state apparatus, industry, finance, trade, health services and utilities across the country. Without this utility, namely electricity, the modern world simply could not live at its current pace. Sophisticated technological improvements are firmly rooted in our lives and workplaces, and with the advent of e-commerce began the process of continuous transformation of the way individuals interact with the rest of the world. But with the achievement of intelligent technologies, an uninterrupted power supply is required, the parameters of which exactly meet the established standards. These standards maintain our energy security and create a reliable power system, that is maintaining the system in a trouble-free state. Overvoltage is the deviation of the rated voltage from the value of the corresponding quality standard (frequency, sinusoidal voltage and compliance of harmonics). Overvoltage in terms of fire hazard is one of the most dangerous emergency modes of electrical equipment, which causes conditions that in most cases are sufficient for the occurrence of fire hazards (exceeding the allowable voltage leads to disruption of normal operation or possible ignition). Against the background of deteriorating engineering systems, increased power consumption and poor maintenance, power supply of electrical installations, the main causes of overvoltage in electrical networks are thunderstorms (atmospheric overvoltage), switching switches, uneven phase load in electrical networks, etc. The physical picture of internal overvoltage is due to oscillatory transients from the initial to the established voltage distributions in the conductive sections due to the different situation in the electrical circuit. In the conditions of operation of electric networks planned, mode or emergency situations are possible. Therefore, the ranges of overvoltage are determined by the range from several hundred volts to tens and hundreds of kilovolts, and depend on the types of overvoltage. Atmospheric overvoltage is considered to be one of the most dangerous types of emergency modes of operation of the electrical network. This overvoltage occurs as a result of lightning discharge during precipitation by concentrating electricity on the surface of the object, the introduction of potential through engineering networks and

Актуальність теми дослідження. Аналіз досягнень сучасної енергетики показує, що децентралізовані енергосистеми з використанням джерел розосередженої генерації можуть бути надзвичайно прибутковою сферою для капіталовкладень, якщо є можливість розміщувати джерела генерації енергії поблизу споживачів. Зазвичай витрати на передачу енергії сягають 30 % від вартості її вироблення. Наявні методики для проєктування системи електропостачання віддалених споживачів переважно розглядають як альтернативу централізованому електропостачанню, електропостачання за рахунок генерації електроенергії на базі відновлювальних джерел енергії, або за рахунок використання котелень, дизель-генераторів. Між тим, освоєння потенціалу відновлювальних джерел енергії – це технічно важкореалізоване нині завдання, яке пов’язане з низькою щільністю потоку енергії від відновлювальних джерел енергії і залежністю їх від природних умов. Вартість отримання енергії, хоча вона і щорічно знижується, залишається значно вище, ніж у традиційних енергоресурсів, а необхідних кардинальних технічних рішень поки немає. Постановка проблеми. Проблематикою цієї роботи є синтез методу визначення потенціалу розосереджених джерел енергії в умовах залізорудних підприємств, враховуючи особливості та специфіку їх експлуатації. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Об’єднання на паралельну роботу розосередженої генерації та мережі дасть синергетичний ефект – появу нових властивостей, яких не було у складових частинах, що проявляється, зокрема, у зниженні нерегулярності сумарного графіка навантаження об’єднаних систем, зниженні його нерівномірності в добовому, тижневому й сезонному розрізах, зменшенні залежності частоти електричного струму від коливань балансу потужності. У попередніх дослідженнях нами обґрунтовано позитивний ефект від впровадження джерел розосередженої генерації в умовах промислових підприємств, а саме модульність, надійність, місцеве керування, зменшення негативного впливу на екологію та малий пусковий період. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Враховуючи складність технологічного процесу та специфіку функціонування гірничих підприємств, актуальним науково-практичним завданням є розробка методу визначення потенціалу розосереджених джерел енергії в умовах залізорудних підприємств, враховуючи специфіку їх функціонування. Постановка завдання. Отже, актуальним науково-практичним завданням є синтез методу визначення потенціалу розосереджених джерел енергії в умовах залізорудних підприємств, що дозволить ефективно впроваджувати джерела розосередженої генерації у структури електропостачання залізорудних підприємств. Виклад основного матеріалу. Для визначення потенціалу відновлювальних джерел енергії, що входять до складу джерел розосередженої генерації в умовах залізорудних підприємств, необхідно мати як можна повніші й чіткі дані про електропостачання і електроспоживання навантаження електрообладнанням залізорудного підприємства протягом доби, а також наявність даних про витрати електричної енергії в електромережі електропостачання і електроспоживання навантаження. Висновки відповідно до статті. На залізорудних підприємствах актуальним та можливим є впровадження в загальну структуру систем електроживлення розосередженої генерації на базі відновлюваних джерел енергії. Запропонований метод визначення потенціалу розосереджених джерел енергії в умовах залізорудних підприємств дозволить ефективно впроваджувати розосереджену генерацію до структури їх електропостачання.

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.

У статті визначено інституціональні засади функціонування підприємств електроенергетики в сучасних інтеграційних реаліях. Встановлено, що, відповідно до класифікації видів економічної діяльності, підприємства електроенергетики належать до секції D «постачання електроенергії, газу, пари та кондиційованого повітря». Цей вид економічної діяльності включає різні групи, серед яких слід назвати групу «виробництво, передача та розподілення електроенергії». Ця група підприємств об’єднує такі класи за класифікацією видів економічної діяльності, як виробництво електроенергії, передача електроенергії, розподілення електроенергії та торгівля електроенергією. Діяльність підприємств електроенергетики безпосередньо пов’язана з електроенергетичною системою, частиною якої вона є. Обґрунтовано, що у дефініційному значенні синонімічними є поняття «енергетичне господарство», «єдина енергетична система», «енергосистема національного господарства», «енергетичний комплекс», які застосовуються в енергетиці у значенні системної єдності виробництва, перетворення, транспортування, передачі різних видів енергії, їх розподілення, збуту та споживання. Встановлено, що об’єднує окреслені поняття застосування теорії систем щодо енергетики. Функціонування підприємств електроенергетики багато в чому залежить від управління енергетичною системою на державному рівні, що поєднує державне регулювання та ринкові механізми, включає механізми регулювання природних монополій, тарифної політики відповідно до принципів реалізації суспільних інтересів. Встановлено, що підвищення ефективності функціонування енергетичної системи є можливим тільки за умов досягнення консенсусу між усіма його учасниками, дотримання балансу інтересів між виробниками та споживачами електроенергії. Обґрунтовано, що функціонування енергетичних підприємств багато в чому залежить від створених інституціональних умов розвитку всієї енергетичної системи держави, що поєднує державне регулювання та ринкові механізми, включає механізми регулювання природних монополій, тарифної політики відповідно до принципів реалізації суспільних інтересів.

Стратегічним завданням Уряду нашої держави є стабілізація економіки, підвищення конкурентоспроможності вітчизняного виробництва на основі його глибокої модернізації. Однак заплановане створення в різних регіонах України нових технологічних укладів, модернових виробництв, перспективних секторів економіки неможливе без наявності компетентних кваліфікованих робітників, яких покликана готувати система професійно-технічної освіти. Саме тому ця система потребує державної підтримки й інвестицій в напрямі модернізації усіх її підсистем, приведення у відповідність до вимог сучасного енергоефективного виробництва.У зв’язку з цим, актуальним є оновлення змісту і засобів професійної підготовки майбутніх кваліфікованих робітників, спрямованих на оволодіння сучасними виробничими технологіями, що уможливлять їх здатність працювати на високотехнологічному обладнанні, використовувати в професійній діяльності енергоефективні матеріали.Зазначимо, що проблема заощадження енергетичних ресурсів України обговорюється політиками, науковцями, роботодавцями протягом 16 років. Однак у професійно-технічній освіті і до сих пір відсутні навчальні дисципліни, які б забезпечували формування у молодих робітників культури енергоефективної діяльності.З огляду на це в Інституті професійно-технічної освіти НАПН України було започатковано новий напрям досліджень, що стосується впровадження питань енергоефективності у первинну професійну освіту і професійне навчання кваліфікованих робітників на виробництві. Створений з цією метою Центр енергоефективності спрямовував свої зусилля на розробку інноваційного навчального курсу «Основи енергоефективності».Підґрунтям створення цього навчального курсу стали результати аналізу практики діяльності підприємств галузей народного господарства, в тому числі й будівельної, а також змісту навчальних планів і програм за якими здійснюється підготовка кваліфікованих робітників.Виявилося, що на підприємствах гальмується забезпечення заходів щодо: впровадження енергозберігаючих технологій, енергоефективного обладнання; зменшення енергоємності продукції; скорочення витрат ресурсів; контролю й управління витратами паливно-енергетичних ресурсів; участі робітничих кадрів у планових заходах підприємств з енергозбереження.Аналіз змісту професійно-технічної освіти показав, що недостатньою є популяризація і пропагування економічних, екологічних і соціальних переваг енергозбереження серед учнівської молоді ПТНЗ і виробничого персоналу підприємств. Було запропоновано до змісту професійного навчання кваліфікованих робітників вводити навчальний матеріал з енергоефективних технологій. Наприклад, для фахівців будівельного профілю доцільно вводити навчальний матеріал, що стосується комплексних енергосистем, вітроенергетики, сонячної енергетики, гідроенергетики, біоенергетики, геотермальної енергетики тощо. Цінною навчальною інформацією для учнів ПТНЗ є сучасні технології будівництва будинків із низькою енергетичною потребою, будинків типу «нуль енергії», будинків «плюс», пасивних будинків тощо.Енергозберігаюче будівництво потребує від кваліфікованих робітників широких компетенцій і знань інтегрованого характеру стосовно: будівельної фізики, систем опалення, вентиляції та акліматизації, технологій сонячної енергії, енергозберігаючої техніки тощо.Розуміючи, що енергозбереження є важливою народногосподарською проблемою, а отже має ґрунтуватися на науковій основі з використанням системного підходу, методів моделювання економічної доцільності використання енергоефективних технологій, матеріалів і обладнання у виробництві, а також альтернативних джерел енергії відбір змісту навчального курсу «Основи енергоефективності» здійснювався з урахуванням досягнень фундаментальної та галузевих наук. У даному випадку підґрунтям відбору змісту навчального матеріалу, що розкриває потенціал енергоефективності й енергозбереження слугували об’єкти, поля й види професійної діяльності кваліфікованого робітника будівельного профілю.У структуруванні навчального матеріалу використовувався модульний підхід, що дозволило утворити п’ять модулів:Загальний, у якому розглядаються питання щодо необхідності енергоресурсів для забезпечення якісного життя як окремої людини, так і суспільства в цілому; обґрунтовується актуальність розв’язання проблеми підвищення енергоефективності на основі економного використання енергоресурсів.Галузевий, у якому розглядаються характерні особливості енергоспоживання в галузі й, відповідно, розв’язання проблем заощадження енергоресурсів.Виробничий, у якому питання підвищення енергоефективності вирішується на рівні підприємства.Професійний, у якому питання підвищення енергоефективності вирішуються в межах професійного поля діяльності, на робочому місці.Побутовий, у якому розглядаються питання енергозбереження в побуті (в умовах ПТНЗ, дома).На вивчення цього курсу розробники відвели 20 годин, з них 6 годин на лабораторно-практичні роботи.Вивчення кваліфікованими робітниками будівельного профілю навчального курсу «Основи енергоефективності» сприятиме формуванню у них енергозберігаючої свідомості, активної громадянської позиції щодо прийняття екологічно й енергетично грамотних рішень у професійній діяльності.

Метою дослідження є оптимізація екологічних показників і показників енергоефективності цукрового виробництва при забезпеченні випуску продукції високої якості в процесі випарювання соку у багатокорпусній випарній установці цукрового заводу за рахунок удосконалення та впровадження математичного забезпечення в АСУТП.На основі даних про споживання енергії та пари проведено аналіз ефективності цукрового виробництва в цілому і по кожній виробничій ділянці окремо. Розрахунковими методами на основі нормативних інструментів для розрахунку базових, проектних викидів в результаті різних процесів визначено вплив найбільш енерговитратних ділянок цукрового заводу, що впливають на стан довкілля. Шляхом диференціювання якісної моделі у розрахунку матеріального балансу виробничого процесу встановлено вплив впровадження удосконаленого математичного забезпечення АСУТП, в якому враховуються показники якості соку і екологічності, на енергоефективність процесу випарювання.Встановлено що основними складовими впливу на довкілля підприємств цукрової галузі є викиди в атмосферу. Викиди цукрових заводів містять як токсичні речовини (монооксид Карбону, оксиди Нітрогену, Сульфуру та тверді частки), так і парникові гази, що спричинюють зміни клімату (вуглекислий газ, монооксид Нітрогену і метан). Скиди цукрових заводів у водні об’єкти небезпечні високим вмістом органіки (за БПК) і можуть спричиняти евтрофікацію водойм. З метою екологічного обґрунтування застосування обраних показників у математичному забезпеченні автоматизованих систем управління цукрового виробництва проведено визначення обсягів утворення парникових газів у результаті використання електроенергії, виробленої єдиною енергосистемою України, природного газу, декарбонізації вапняку та зберігання жому. Визначено, що впровадження ефективних систем автоматизації технологічних процесів цукрового виробництва здатне скоротити споживання природного газу (до 17%) та електроенергії (близько 4%). Визначено вплив застосування показників якості у математичному забезпеченні АСУТП на оптимізацію процесу випарювання.Наслідками досліджень є розробка математичної моделі технологічного процесу випарювання цукрового соку, яка б доповнювала рівняння матеріального балансу врахуванням показника кольоровості соку. Іншим наслідком оптимізації процесу випарювання є зменшення витрати енергоносіїв, що покращує екологічні показники роботи цукрового заводу. Практична цінність дослідження полягає у вирішенні як нагальних проблем економії енергоносіїв в умовах постійного зростання їхньої вартості, так і забезпечення отримання якісної продукції та виконання екологічних вимог як в межах України, так і міжнародних зобов’язань країни. Застосовано нові підходи до розробки математичного забезпечення АСУТП випарного відділення цукрового заводу на основі нейромережевого підходу з урахуванням якості соку для зниження енергоємності процесу і мінімізації викидів парникових газів.

Мета. Метою статті є аналіз теоретико-методологічних й організаційно-економічних засад сучасного розвитку України, обтяжених військовими діями, та надання практичних рекомендацій щодо базових трендів секторального розвитку повоєнної національної економіки, з урахуванням фінансових, промислових та організаційних факторів. Результати. Стаття містить результати поглибленого аналізу передумов та чинників реноваційних трансформацій економіки України. Економетричними методами дослідження доведено, що для України в умовах повоєнного періоду найефективнішим способом розвитку зруйнованої економіки буде розвиток інноваційно-активних регіонів та галузей, які, у свою чергу, стануть драйверами розвитку пов’язаних територій і сфер діяльності, забезпечуючи при цьому синергетичний ефект. Доведено, що секторальний розвиток повинен проходити на принципах Індустрії 4.0, бюджетної децентралізації, ефективного енергоменеджменту та еко-інновацій. Компаративний аналіз подібності адміністративного устрою України та Польщі дозволив запропонувати власне бачення побудови національної системи бюджетно-податкового розподілу із впровадженням принципово нових інституцій та механізмів. На основі сучасних світових трендів щодо Green Deal, переходу до низьковуглецевої економіки та декарбонізації, а також з урахуванням фактичної інтеграції української та європейської енергосистем у лютому-березні поточного року, сформульовано напрями переформатування галузі в умовах реформи децентралізації. Визначено вплив державного регулювання на процес регіональної декарбонізації на основі авторського аналізу переваг і недоліків моделей декарбонізації, констатовано необхідність інтегрованого підходу та застосування гібридних моделей в умовах післявоєнного відновлення економіки. Продемонстровано прикладні моделі декарбонізації енерго-інтенсивних секторів, запропоновано для використання модель структури генерації та споживання на нижчих рівнях за класифікацією NUTS, що має подвійний фактор енергоефективності. З метою правового унормування нормативної бази та інституційного середовища, підвищення результативності проведення політики енергоефективності громад і забезпечення енергобезпеки держави, наведено низку пропозицій законодавчих ініціатив. Наукова новизна одержаних результатів полягає у дослідженні теоретико-методологічних засад повоєнної реноваційної трансформації економіки України на основі секторального розвитку інноваційно-активних регіонів і галузей, принципів Індустрії 4.0, модернізованої бюджетної децентралізації. Запропонована та математично формалізована концептуальна модель генерації – споживання електроенергії на місцевому рівні. Компаративний аналіз моделей декарбонізації, проведений у статті, дав можливість розробки гібридного інтегрованого підходу, що поєднує існуючі моделі та має національну орієнтацію з урахуванням форс-мажорних обставин відновлення економіки України, зруйнованої воєнними діями. Дуалістична природа децентралізації на місцевому рівні дозволила обґрунтувати механізм фінансування заходів регіонального енергоменеджменту. Практична цінність. Теоретичні та методичні доробки дослідження стали основою для формалізації інструментів і заходів трансформаційних перетворень економіки України. Секторальні результати дослідження були використані органами влади та місцевого самоврядування на регіональному (Донецька обласна рада, Регіональні фонди підтримки підприємництва) та місцевому рівнях (Маріупольська районна рада). Одержані практичні результати з галузевого розвитку та бюджетної децентралізації можуть застосовуватися центральними та регіональними органами виконавчої влади, галузевими підприємствами при формуванні напрямів і механізмів стратегії повоєнної трансформації економіки України.

В статті доведено, що Україна як Сторона Угоди про утворення Енергетичного співтовариства виконала свої зобов’язання щодо зниження валових викидів забруднюючих речовин (діоксиду сірки, оксидів азоту, твердих частинок) за 2018 і 2019 р. згідно Національного плану скорочення викидів забруднюючих речовин від великих спалювальних установок (НПСВ). Скорочення валових викидів забруднюючих речовин на рівні близько 50% від граничних обсягів стало наслідком економічної кризи та падіння виробітку електричної енергії в Україні і збільшення частки відновлювальних джерел енергії в паливному балансі об’єднаної енергосистеми України. Зниження валових викидів SОx, NОx та пилу набагато перевищує необхідну щорічну величину скорочення, але за умови збереження обсягів викидів на рівні 2018–2019 рр. на подальший період дії НПСВ Україна без спорудження нових газоочисних установок виконуватиме свої зобов’язання тільки до 2024 р. На сьогодні, тільки на Трипільській тепловій електростанції розпочато будівництво сіркоочисної установки. На жодній великій спалювальній установці не розпочато проектування азотоочисної установки. Така ситуаціє є наслідком відсутності механізму та не визначення джерел фінансування природоохоронних заходів в енергетичному секторі України. За 6,5 років, що залишилися до закінчення кінцевого терміну введення в експлуатацію установок сіркоочищення та пилоочищення (31.12.2028 р.), практично неможливо це реалізувати на енергоблоках, які включені до НПСВ. Враховуючи те, що введення в експлуатацію в Україні установок сірко- та азотоочищення не може розпочатися раніше 2025 р., а європейський досвід свідчить, що будівництво такої установки триває не менше 5 років, то для встановлення установок сірко- та азотоочищення на енергоблоках, що входять до НПСВ, потрібно не менше 14 років. Тому раціональною пропозицією є подовження строку закінчення НПСВ до кінця 2038 р.