Известия НТЦ Единой энергетической системы2307-261XOtherВлияние системы накопления электрической энергии на режим работы изолированной энергосистемыThe influence of the electrical energy storage system on the operating mode of an isolated power systemАнтоновАндрей АнатольевичAntonovA. A.antonov-aa@ntcees.ruВитлинскийИгорь ДмитриевичVitlinskyI. D.igorvitlinsky@yandex.ruСамойловаАнастасия АлександровнаSamoylovaA. A.solomatinaAA@mpei.ruШелковойЕвгений ВладимировичShelkovoiE. V.shelkovoyyv@mpei.ruScientific and Technical Center of Unified Power SystemSt.-PetersburgRussiaНаучно-технический центр Единой энергетической системыСанкт-ПетербургРоссияNational Research University «Moscow Power Engineering Institute»MoscowRussiaНациональный исследовательский университет «МЭИ»МоскваРоссия09092026961422https://www.ntcees.ru/departments/NTO/sections/sb96/96_3.php

Влияние новых технологий в области производства энергии и автоматизации технологических процессов передачи и распределения электроэнергии приводит к изменению принципов функционирования и развития электроэнергетики. Одной из таких технологий являются системы накопления электроэнергии (СНЭЭ) – устройства, которые используются как для обеспечения бесперебойного электроснабжения, так и в качестве эффективного инструмента регулирования режима работы энергосистемы. Применение СНЭЭ в изолированных энергосистемах для согласования графиков генерации источников и графика нагрузки электропотребления является одним из наиболее перспективных направлений для внедрения СНЭЭ в России с ее обширными регионами без доступа к единой энергосистеме. Данная статья посвящена анализу применения СНЭЭ в изолированной энергосистеме максимальным потреблением 76 МВт зимой со значительной долей коммунально-бытовой нагрузки, которая обуславливает значительную неравномерность графика нагрузки. Источниками генерации в рассматриваемой изолированной энергосистеме являются дизель-генераторные установки (ДГУ), газопоршневые установки (ГПУ) и газотурбинные установки (ГТУ). Целью исследования является анализ влияния использования СНЭЭ на параметры режима работы изолированной энергосистемы. В работе проведены исследования вариантов внедрения СНЭЭ в изолированной энергосистеме по сравнению с исходной схемой без СНЭЭ. Проанализирована допустимость параметров электроэнергетического режима изолиро-ванной энергосистемы с СНЭЭ, изменение мощности электрических потерь.

The impact of emerging technologies in energy production and the automation of electricity transmission and distribution processes is leading to a transformation in the operational principles and development of the power industry. One such technology is energy storage systems (ESS) – devices that are used both to ensure uninterrupted power supply and as an effective tool for regulating the operation mode of the power system. The application of ESS in isolated power systems for aligning generation schedules of power sources with electricity consumption load profiles represents one of the most promising areas for ESS implementation in Russia, given its vast regions lacking access to the unified power grid. This article focuses on the analysis of ESS application in an isolated power system with a maximum winter consumption of 76 MW, featuring a significant share of residential and municipal load, which causes considerable load profile irregularity. The generation sources in the considered isolated power system include diesel generator sets (DGS), gas piston units (GPU), and gas turbine units (GTU). The study aims to analyze the impact of ESS utilization on the operating parameters of the isolated power system. The research examines various scenarios for implementing ESS in the isolated power system, comparing them with the baseline configuration without ESS. The analysis covers the permissibility of power system operating parameters in the isolated grid with ESS, as well as changes in electrical loss power.

системы накопления энергииизолированная энергосистемагенерация электроэнергиибалансировка нагрузкилитий-ионные аккумуляторыуправление пиковыми нагрузкамиинтеграция в энергосистемудизель-генераторные установкигазотурбинные установкигазопоршневые установкиуправление потоками мощностиэлектрификация удаленных районовenergy storage systems (ESS)isolated power systempower generationload balancinglithium‑ion batteries (Li‑ion batteries)peak load managementintegration into the power griddiesel generator unitgas turbine unitsgas piston unitspower flow managementelectrification of remote areasО задачах исследования адаптивного управления электростанциями на базе конвертированных авиационных ГТУ / Б. В. Кавалеров, И. В. Бахирев, Г. А. Килин, Е. А. Маталасова // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. –2014. – № 11. – С. 65–77.Ротач, В. Я. Теория автоматического управления : учебник для вузов / В. Я. Ротач. – М. : Изд-во МЭИ, 2005. – 400 с.Скоропешкин В. Н. Адаптивная система автоматического регулирования / В. Н. Скоропешкин, М. В. Скоропешкин// Науковедение: интернет-журнал. – 2014. – Вып. 2. – URL: http://naukovedenie.ru PDF/83TVN214.pdf (дата обращения: 09.04.2015).Бондарко, В. А. Адаптивное векторное управление асинхронным электродвигателем на основе метода рекуррентных целевых неравенств /В. А. Бондарко // Автоматика и телемеханика. –2010. – № 9. – С. 120–135.Овчаренко, Н. И. Автоматика электрических станций и электроэнергетических систем /Н. И. Овчаренко ; под ред. А. Ф. Дьякова. – М.: Изд-во НЦ «ЭНАС», 2000. – 504 с.Tyurin, S. F. The principle of recovery logic FPGA for critical applications by adapting / S. F. Tyurin, A. V. Grekov, O. A. Gromov // World Applied Sciences Journal. – 2013. – Vol. 26, no. 3. – P. 328–332.Tyurin, S. F. A residual basis search algorithm of fault-tolerant programmable logic integrated circuits // Russian Electrical Engineering. – 2013. – Vol. 84, no. 11. – P. 647–651.Smart energy management system for optimal microgrid economic operation / C. Chen, S. Duan, T. Cai, B. Liu, G. Hu // Renewable Power Generation, IET. – 2011. – Vol. 5, no. 3. – P. 258–267.Liserre, M. Future energy systems: integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial electronics / M. Liserre, T. Sauter, J. Y. Hung // IEEE Industrial Electronics Magazine. –2010. – Vol. 4, iss. 1. – P. 18–37.Россихин, Д. А. Системы накопления электроэнергии: перспективы и потенциал развития / Д. А. Россихин, Т. В. Выприцкая, А. В. Сидорова //Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. –2021. – № 9. – С. 4–9.Калимуллин Л. В. Приоритетные направления, ключевые технологии и сценарии развития систем накопления энергии / Л. В. Калимуллин, Д. К. Левченко, Ю. Б. Смирнова, Е. С. Тузикова //Вестник Ивановского государственного энергетического университета, № 1, 2019, – С. 42-54.Leadbetter J., Swan L. Battery storage system for residential electricity peak demand shaving // Energy and Buildings. – 2012. – Vol. 55. – P. 685–692.Yan, X. Techno-economic and social analysis of energy storage for commercial buildings / X. Yan, X. Zhang, H. Chen, Y. Xu, C. Tan // Energy Conversion and Management. – 2014. – Vol. 78. – P. 125–136.Гусев Ю. П., Субботин П. В. Разработка усовершенствованной методики выбора параметров и мест размещения систем накопления электроэнергии в распределительных электрических сетях // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. – 2019. – Т. 19, № 2. – С. 48–61.Chua K. H., Lim Y. S., Morris S. Battery energy storage system for peak shaving and voltage unbalance mitigation // International Journal of Smart Grid and Clean Energy. – 2013. – Vol. 2, no. 3. – P. 357–363.Использование систем накопления энергии на ВЭС, работающих в составе ЕЭС России / А. Г. Тимофеева, А. А. Самойлова, А. А. Антонов, И. А. Пуршев // Электроэнергия. Передача и распределение. – 2023. – № 5 (80). – С. 54–61.Возможности использования сетевых накопителей энергии и их эффективность / В. Ю. Кононенко, Д. О. Смоленцев, О. В. Вещунов // Известия Российской академии наук. Энергетика. – 2014. –№ 3. – С. 106–113.Приоритетные направления, ключевые технологии и сценарии развития систем накопления энергии / Л. В. Калимуллин, Д. К. Левченко, Ю. Б. Смирнова, Е. С. Тузикова // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. – 2019. – № 1. – С. 42–54.Scaling the residential energy storage market : отчет /Bloomberg Finance L.P. – [S. l.] : Bloomberg Finance L. P., 2023.US solar market insight. Executive summary : отчет /Wood Mackenzie, SEIA. – [S. l.] : Wood Mackenzie, SEIA, 2023.Об утверждении схемы и программы развития электроэнергетических систем России на 2025–2030 годы : приказ Минэнерго России от 29.11.2024 г.№ 2328.Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года: распоряжение Правительства Российской Федерации от 9 июня 2020 г. № 1523-р / Правительство Российской Федерации. – [М.] : [б. и.], 2020.Стратегия социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года : распоряжение Правительства Российской Федерации от 29 октября 2021 г. № 3052-р / Правительство Российской Федерации. – [М.] : [б. и.], 2021.АО «Системный оператор ЕЭС». Системный оператор и «Хевел» впервые в России испытали работу солнечной электростанции с накопителями электроэнергии [Электронный ресурс]. – URL: https://www.so-ups.ru/news/press-release/press-release-view/news/18838/ (дата обращения: 09.04.2015).Вопросы применения и развития систем накопления электроэнергии / Д. А. Россихин, Д. И. Менделеев, Л. А. Галимзянов // Развивая энергетическую повестку будущего: сборник докладов Международной научно-практической конференции для представителей сообщества молодых инженеров ТЭК, Санкт-Петербург, 10–11 декабря 2021 года. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), 2021. – С. 24–29.Опыт использования батарейных накопителей на Бурзянской СЭС Республики Башкортостан / А. А. Костригин, А. В. Ларионов // Электроэнергетика России. – 2022. – № 4. – С. 34–39.Исследование эффективности автономных гибридных установок в поселке Менза, Забайкальский край / А. В. Колосов // Вестник электроэнергетики Сибири. – 2021. – № 2. – С. 45–52.Проектирование и эксплуатация автономного гибридного комплекса в Республике Тыва / А. В. Кононов, А. А. Костров, А. В. Сидоров //Проблемы энергетики Восточной Сибири. – 2023. –№ 1. – С. 23–30.В Тыве введены в эксплуатацию солнечные электростанции с накопителями энергии [Электронный ресурс]. – URL: https://renen.ru/ (дата обращения: 10.08.2025).Neftegaz.ru. Мобильный энергокомплекс мощностью 12 МВт запустят в пос. Черский в Якутии [Электронный ресурс]. – URL: https://neftegaz ru/(дата обращения: 05.08.2025).Прогноз развития энергетики мира и России 2019 / В. В. Бриллиантова, Ю. В. Галкин, А. А. Галкина, Л. М. Григорьев, Д. А. Грушевенко, Е. В. Грушевенко, Н. В. Дунаева, С. А. Капитонов, Н. О. Капустин, В. А. Кулагин, Е. О. Козина, А. А. Макаров, В. А. Малахов, С. И. Мельникова, Ю. В. Мельников, И. Ю. Миронова, И. Н. Овчинникова, А. А. Пердеро, И. Ю. Ряпин, А. А. Хохлов, Д. Д. Яковлева. – Москва : Институт энергетических исследований РАН, 2019. – 210 с.—