Вдосконалення моделей управління microgrid
Вантажиться...
Дата
2024
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
У першому розділі дисертації досліджено сучасні тенденції управління електроенергетикою, а саме глобальні процеси децентралізації електроенергетичних систем, лібералізацію ринку електричної енергії України, гармонізовану рольову модель управління Європейськими ринками електричної енергії, мікромережі, передумови їхнього формування та нормативно-правове регулювання управління ними, а також визначено завдання досліджень. В другому розділі дисертації досліджено моделі управління мікромережами на основі чинного законодавства України, розроблено рольові моделі управління мікромережами за DSOMM, PC, енергетичними кооперативами, FMM, розв’язано транспортну задачу з метою мінімізації витрат на електроенергію для споживачів та членів енергетичного кооперативу, а також розглянуто проєктування СЕС з УЗЕ з використанням програмного забезпечення SAM. В третьому розділі дисертації досліджено сценарії формування мікромереж в сучасних умовах електроенергетики України, зокрема окрему увагу приділено критичній інфраструктурі та методам забезпечення її надійного функціонування за будь яких несприятливих умов задля безпеки громадян та держави, досліджено конфлікти інтересів, що можуть виникати під час управління мікромережами за виконання однією стороною декількох ролей в межах microgrid. Також досліджено та запропоновано вдосконалення механізму продажу електричної енергії від когенераційних установок, виділено переваги та недоліки кожного можливого варіанту забезпечення електричною енергією об’єктів критичної інфраструктури від когенераційних установок. В четвертому розділі дисертації розроблено стартап-проєкт постачання послуг з агрегації електричної потужності та навантаження для енергетичних кооперативів, активних споживачів, виробників та ОУЗЕ. Запропоновано ідею проєкту, логотип, гасло, проведено технологічний аудит ідеї, проаналізовано ринкові можливості, де охарактеризовано потенційних клієнтів, виділено фактори загроз та можливостей щодо реалізації проєкту і розглянуто декілька альтернатив його розвитку. Розроблено ринкову стратегію, в рамках якої визначено базові напрями розвитку проєкту, конкурентної поведінки та позиціонування, а також маркетинг просування, де окреслено ключові переваги концепції потенційного товару на основі виділених потреб потенційних клієнтів та запропоновано концепцію маркетингових комунікацій.
Актуальність теми. Традиційно енергетика більшості країн світу розвивалась за централізованою моделлю, якій притаманні «масивна» генерація електричних станцій, віддаленість від споживачів і через це потреба у протяжній системі передачі, що працює на високих та надвисоких напругах, а також розгалужені системи розподілу з кількома ступенями пониження напруги передачі. Централізована енергетика має як низку переваг, так і недоліків. До головних недоліків варто віднести суттєві втрати в системах передачі та розподілу електричної енергії, негнучкість в умовах змін попиту, великі витрати на будівництво та модернізацію генерувальних потужностей, а також, як показала війна в Україні, вразливість до зовнішніх впливів, що призводить до тривалих перерв електропостачання споживачів. Саме тому останніми десятиліттями активно досліджується та розвивається децентралізована модель енергетики, яка дозволяє уникнути недоліків централізованої генерації. Прагнення споживачів до підвищення надійності електропостачання, поступова доступність генерувальних установок на базі альтернативних та відновлювальних джерел енергії також сприяють розвитку децентралізованої генерації. До того ж досвід України показав, що саме розосереджена генераціє має значно більшу стійкість під час руйнування енергетичних об’єктів. Сьогодні все частіше розподілена генерація застосовується з установками зберігання енергії та керованими навантаженнями, що утворює збалансовані мікромережі. Проте, ефективне функціонування мікромереж можливе завдяки сприятливої до їх розвитку нормативно-правової бази та стимулювальної політики держави. Саме тому постає актуальним питання дослідження особливостей нормативно-правової бази щодо забезпечення утворення та функціонування мікромереж, а також усунення конфліктів інтересів, що можуть виникнути між сторонами, і через це доцільним вбачається дослідження шляхів вдосконалення моделей управління мікромережами.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційні дослідження відповідають напряму кафедри електропостачання з підготовки фахівців за освітньо-науковою програмою «Енергетичний менеджмент, електропостачання та інжиніринг електротехнічних комплексів» та освітньо-професійними програмами «Системи забезпечення споживачів електричною енергією» і «Енергетичний менеджмент та енергоефективні технології» для роботи у всіх галузях електроенергетики, які спроможні розробляти, проєктувати та експлуатувати інтелектуальні енергетичні комплекси та системи, інтегровані системи електропостачання, як централізовані, так і децентралізовані, мікросистеми та віртуальні енергетичні станції, створювати системи енергетичного менеджменту для промислових та муніципальних об’єктів на основі концепції Smart Grid, створювати сучасні системи енергетичного менеджменту, працювати за сучасними енергозберігаючими, енергоефективними технологіями, здійснювати моніторинг енергоспоживання промислових підприємств на основі застосування інформаційних і комп’ютерних технологій.
Метою роботи є вдосконалення моделей управління мікромережами з урахуванням положень національної та європейської нормативно-правової бази.
Для досягнення зазначеної мети в магістерській дисертації необхідно послідовно розв’язати такі завдання:
- проаналізувати глобальні процеси децентралізації електроенергетики;
- охарактеризувати лібералізацію ринку електричної енергії України;
- дослідити гармонізовану рольову модель ринку електричної енергії;
- проаналізувати нормативно-правове регулювання та управління мікромережами;
- визначити напрями досліджень;
- дослідити застосування моделей управління мікромережами на основі чинного законодавства України;
- розробити/вдосконалити рольові моделі управління мікромережами;
- дослідити умови продуктивного використання мікромереж;
- дослідити функціонування фрагменту мікромережі з сонячною електростанцією та установкою зберігання енергії;
- класифікувати сценарії виокремлення мікромереж в сучасних умовах електроенергетики України;
- виконати аналіз причин і наслідків виникнення конфліктів інтересів під час управління мікромережами;
- запропонувати вдосконалення механізму продажу електричної енергії від когенераційних установок;
- розробити стартап-проєкт.
Об’єктом досліджень є мікромережі та їхнє продуктивне застосування в умовах функціонування лібералізованих ринків електричної енергії.
Предметом досліджень є процеси утворення та моделі управління мікромережами.
Методи дослідження. Під час досліджень використано методи абстрагування, узагальнення, моделювання за результатами аналізу та синтезу, а також формалізація, класифікація, індукція та дедукція.
Наукова новизна дисертації:
- вперше класифіковано сценарії виокремлення мікромереж з наявних систем розподілу та забезпечення споживачів електричною енергією з метою підвищення енергетичної стійкості критичної інфраструктури та інших суспільно значущих об’єктів, що відрізняється уніфікацією підходів до створення мікромереж і формує умови для розвитку національної нормативно-правової бази задля відповідності уніфікованих підходів чинним законодавчим та регуляторним нормам;
- розроблено рольові моделі управління процесами виробітку, розподілу, накопичення / зберігання, постачання, обліку і торгівлі електричною енергією в межах мікромережі та із загальною мережею, які відрізняються врахуванням мотиваційної поведінки сторін, а також факторів утворення, моделей і принципів управління мікромережами відповідно до чинного законодавства України і Європейського Союзу, що відчиняє шлюзи для гармонізації національних і європейських моделей управління мікромережами;
- виконано аналіз причин і наслідків виникнення та запропоновано шляхи усунення конфлікту інтересів під час управління мікромережами, що відрізняється диференціацією конфлікту інтересів, конфлікту зобов’язань і конкуруючих інтересів, та запропоновано шляхи їхнього усунення з врахуванням особливостей конкретної моделі і принципів управління мікромережею відповідно до чинного нормативно-правового забезпечення.
Практична цінність отриманих результатів. Запропоновані моделі управління мікромережами, що побудовані з врахуванням положень національної нормативно-правової бази, а також визначені сценарії виокремлення мікромереж з наявних систем розподілу та забезпечення споживачів електричною енергією дозволяє пришвидшити процес активної розбудови мікромереж з метою підвищення енергетичної стійкості ОЕС України, а визначені причини виникнення та наслідки конфлікту інтересів під час управління мікромережами дозволяє розробити заходи щодо їхнього усунення.
Опис
Ключові слова
мікромережа, управління мікромережами, моделі мікромереж, нормативно-правове регулювання функціонування мікромереж, рольові моделі управління мікромереж, DSOMM, PC, FMM, енергетичний кооператив, сценарії виокремлення мікромереж, конфлікти інтересів при управлінні мікромережами, microgrid, microgrid management, microgrid models, regulatory and legal regulation of the functioning of microgrids, role models of microgrid management, energy cooperative, microgrid unbundling scenarios, conflicts of interest in microgrid management
Бібліографічний опис
Касьяненко, Є. О. Вдосконалення моделей управління microgrid : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Касьяненко Єгор Олександрович. – Київ, 2024. – 167 с.