ВАРИАНТЫ ГИБКОСТИ ДЛЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СЕТЕЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

ЦЕЛЬ. Для увеличения производства электроэнергии от возобновляемыми источниками требуются новые стратегии эксплуатации энергосистемы, особенно на уровнях ее распределения. Новые механизмы, называемые вариантами гибкости, необходимы для сглаживания зависимости возобновляемой генерации от погодных условий, и таким образом стабилизации работы Smart Grid (интеллектуальной энергосистемы). В данной работе представлены различные варианты гибкости для интеллектуальной энергосистемы. Кроме того, представлены некоторые практические примеры работы современных интеллектуальных сетей, а также методология планирования вариантов гибкости. Широкий список современных ссылок и краткое изложение делают эту обзорную статью полезной как введение в эту ориентированную на будущее научную тему. МЕТОДЫ. Эксплуатация энергосистемы с возобновляемыми источниками зачастую формирует так называемые узкие места в электроэнергетической системе. Используемый метод - это перепланирование производства электроэнергии или применение локальных вариантов гибкости, например, накопителей энергии или управления спросом. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. В электроэнергетической системе будущего, которая будет основана на использовании возобновляемых источников энергии, требуется так называемый вариант гибкости для стабильной и экономически выгодной эксплуатации системы. В этой статье представлен список таких вариантов гибкости и методологии выбора их оптимального сочетания. Оптимальный выбор зависит от структуры энергосистемы и текущего рабочего состояния и может быстро изменяться. ВЫВОДЫ. В некоторых странах стратегии эксплуатации энергосистемы необходимо проверять в связи с большой долей возобновляемой и другой децентрализованной генерации. В будущем доля возобновляемых источников энергии будет увеличиваться еще быстрее, поэтому в настоящее время необходимо разработать широкий спектр вариантов гибкости для стабилизации и оптимизации работы энергосистемы. В данной работе авторы приводят обзор возможных мер и показывают, как можно в целом перенести эти меры в планирование и эксплуатацию. Также приводятся не только общие рекомендации, но и реальные примеры. В будущих работах основное внимание будет сосредоточено на разработке алгоритмов для оптимальной гибкости в практической работе Smart Grids.

электроэнергетическая система, управление энергосистемой, возобновляемая генерация, варианты гибкости

1. BP Global (2018) Energy Outlook. https://www.bp.com/en/global/corporate/media/press-releases/energy-outlook-2018.html. Accessed March 20, 2018.

2. International Energy Agency (2017) World Energy Outlook. www.iea.org. Accessed March 20, 2018.

3. Komarnicki P, Lombardi P, Styczynski Z (2017) Electric Energy Storage System. Springer, Heidelberg New York.

4. Asafu-Adjaye J (2000) The relationship between energy consumption, energy prices and economic growth; time series evidence from Asian developing countries. Energy Economics 22, 615-625.

5. IEA (2008) Energy Consumption. https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/Indicators_2008.pdf. Accessed March 20, 2018.

6. Energy Information Administration (2017) International Energy Outlook 2017. www.eia.gov/outlook/ieo/. Accessed March 20, 2018.

7. Commission of the European Communities. SEC (2007) A European Strategic Energy Technology Plan.Technology Map. 1510, Brussels 22.11.2007 https://ec.europa.eu/energy/en/topics/technology-and-innovation/strategic-energy-technology-plan. Accessed November 5, 2016

8. Buchholz B and Styczynski Z (2006) Integration of Renewable and Dispersed Resources: Lessons Learned from German Projects. General Meeting IEEE/PES, Montreal.

9. Buchholz B and Styczynski Z (2014) Smart Grid-Fundamentals and Technologies in Electricity Networks. Springer, Heidelberg

10. Buchholz B, Styczynski Z (2006) Communication requirements and solutions for secure power system operation. General Meeting IEEE/PES, Montreal.

11. Naumann A, Bielchev I, Voropai N, and Styczynski Z (2014) Smart grid automation using IEC 61850 and CIM standards. Control Engineering Practice, 25 (1), pp. 102-111. DOI: 10.1016/j.conengprac.2013.12.001

12. Bloess A, Schill W-P, Zerrahn A (2018) Power-to-heat for renewable energy integration: A review of technologies, modelling approaches, and flexibility potentials. Applied Energy, 210, pp. 1611-1626

13. De Santol L, Lo Basso G, Bruschi D, (2014) A small scale H2NG production plant in Italy: Techno-economic feasibility analysis and costs associated with carbon avoidance. Int. J. Hyd. Energy, 39 (12), pp. 6497-6517

14. Nastasi B, Lo Basso G (2015) Hydrogen to link heat and electricity in the transmission towards future Smart Grid Systems. Energy (in press).

15. Stötzer M, Hauer I, Richter M, Styczynski Z (2015) Potential of demand side integration to maximize use of renewable energy sources in Germany. Applied Energy, 146, pp. 344-352. DOI: 10.1016/j.apenergy.2015.02.015

16. Acatech (2018) Flexibilitätskonzepte für die Stromversorgung 2050: Technologien - Szenarien - Systemzusammenhänge http://www.forschungsradar.de/studiendatenbank/studie/detail/flexibilitaetskonzepte-fuer-die-stromversorgung2050.html?utm_source=Newsletter&utm_medium=newsletter&utm_campaign=renews_feb2016. Accessed March 20, 2018

17. Winkler T, Komarnicki P, Mueller G, Heideck G, Heuer M, Styczynski Z (2009) Electric vehicle charging stations in Magdeburg. 5th IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, VPPC '09, pp. 60-65. DOI: 10.1109/VPPC.2009.5289871

18. Price A, Wojszczyk B, Styczynski Z, Hatziargyriou N, Seethapathy R (2012) The practical application of advanced energy storage technologies within existing and planned market structures. CIGRE Session, Paris

19. Styczynski Z, Adamiak F, Abby C, do Vale Z, Cheng S, Favre-Perrod P, Ferret R, Itvani R, Iwasaki H, Joss G, Kieny C, Kleimaier M, Lazarawicz M, Lombardi P, Mecado PE, Soo Moon M, Ohler C, Pecas Lopes J, Pikutowski M, Price A, Roberts R, Seerhapathy R, Verma S.C, Vikelgaad H, Voropai N, Wojszczyk B (2011) Electric Energy Storage System. Report GIGRE WG C6.15. No. 458. GIGRE Paris ISBN: 978-2-85873-147-3

20. Verband der Netzbetreiber - VDN - E.V. BEIM VDEW (2007) DistributionCode 2007. Regeln für den Zugang zu Verteilnetzen (idF v. Version 1.1) (08.2007). URL. https://www.bdew.de/internet.nsf/id/A2A0475F2FAE8F44C12578300047C92F/$file/DistributionCode2007.pdf - Accessed November 5, 2016

21. Lombardi P, Sokolnikova T, Suslov K, Voropai N., Styczynski Z A (2016) Isolated power system in Russia: A chance for renewable energies? Renewable Energy, 90, pp. 532-541

22. Hauer I., Styczynski Z A, Komarnicki P, Stötzer M, Stein J (2012) Smart grid in critical situation. Do we need some standards for this? A German perspective. IEEE Power and Energy General Meeting

23. Hauer I, Wolter M, Stötzer M, Richter M, Styczynski Z A (2015) A probabilistic load shedding concept considering highly volatile local generation. Electric Poaer and Energy Systems, 67, pp. 478-487

24. Gils H C (2016) Economic potential for future demand response in Germany - Modelling approach and case study. Applied Energy, 161, pp. 401-415

25. Hass J, Cebulla F, Cao K, Nowak W, Palma-Behnke R, Rahmann C, Mancarella P (2017) Challenges and trends of energy storage expansion planning for flexibility provision in low-carbon power systems a review. Renewable and Sustainable Energy Review, 80, pp. 603-619

26. Cebulla F, Naegler T, Pohl M (2017) Electric energy storage in highly renewable European energy systems: Capacity requirements, spatial distribution, and storage dispatch. Journal of Energy Storage, 14, pp. 211-223

27. Hojevac N, Capuder T, Zhang N, Kuzle I, Kang C (2017) Corrective receding horizon scheduling of flexible distributed multi-energy microgrids. Applied Energy, 207, pp. 176-194

28. Hartmann N, Thomsen J, Wanapinit N (2018) Using demand side management and CHP in renewable dominated decentral energy systems: a case study. Computer Science-Research and Development, Springer, 33, pp. 193-198

29. Zhu J (2015) Optimization of Power SystemOperation. John Wiley & Sons, Inc.

30. Conejo A J, Baringo L. (2018) Power System Operations. Springer Berlin, New York