Розробка моделі формування оптимальних графіків роботи установок зберігання енергії на ринку «на добу наперед» з урахуванням ринкових стратегій та технічних обмежень
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.355330Ключові слова:
установки зберігання енергії, ціновий арбітраж, економічна диспетчеризація, ринок «на добу наперед»Анотація
Об’єкт дослідження – процес оптимального планування графіків роботи установок зберігання енергії на ринку «на добу наперед». Робота вирішує проблему запобігання нерентабельній експлуатації установок зберігання енергії. Розроблено комплексну математичну модель добового планування режимів роботи установок зберігання енергії, в якій враховані технологічна ефективність, процеси апаратного зношення та асиметрію ринкових платежів. Це формує адаптивний фільтр з відсіканням циклів економічно неефективного арбітражу. В основі підходу – розділення вектору керуючих змінних на два незалежні потоки заряджання та розряджання. Це дозволило диференційовано врахувати несиметрію тарифів та структуру втрат. Дослідження чутливості моделі дозволило виявити існування областей адаптивного регулювання та параметричної нечутливості до флуктуацій цінових сигналів. В області параметричної нечутливості модель формує стійкий рентабельний розв’язок незалежно від флуктуацій цін. В області адаптивного регулювання модель змінює обсяги окремого операційного циклу в залежності від зміни спреду ринкових цін. Встановлено, що ігнорування супутніх платежів для області адаптивного регулювання призводить до завищення доходу на 35,6 відсотка та формування нерентабельних операцій. В умовах низького спреду ринкових цін відхилення фінансового результату досягає 91,6 відсотка, проте параметрична нечутливість моделі гарантує рентабельну експлуатацію. Сферою практичного використання моделі є системи підтримки прийняття рішень для операторів установок зберігання енергії. Умови використання передбачають наявність детермінованих прогнозів цінових сигналів ринку на розрахункову операційну добу. Впровадження моделі сприяє подовженню життєвого циклу та підвищенню рентабельності експлуатації установок зберігання енергії
Посилання
- Kyrylenko, O., Denysiuk, S., Bielokha, H., Dyczko, A., Stecuła, B., Pazynich, Y. (2025). Smart Monitoring and Management of Local Electricity Systems with Renewable Energy Sources. Energies, 18 (16), 4434. https://doi.org/10.3390/en18164434
- Faia, R., Lezama, F., Soares, J., Pinto, T., Vale, Z. (2024). Local electricity markets: A review on benefits, barriers, current trends and future perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 190, 114006. https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.114006
- Parus, E., Blinov, I., Rybina, O., Olefir, D., Sala, D., Tora, B., Dychkovskyi, R. (2025). Improving the Electricity Market Participation Management of Hydropower Plants in Ukraine. Inżynieria Mineralna, 1 (1). https://doi.org/10.29227/im-2025-01-26
- Blinov, I., Zaitsev, I., Bajaj, M., Miroshnyk, V., Sychova, V., Shymaniuk, P., Blazek, V., Prokop, L. (2025). Advanced long short-term memory-based forecasting of electricity imbalances in the Ukrainian power system: Enhancing accuracy and stability with comparative model analysis. Energy Exploration & Exploitation. https://doi.org/10.1177/01445987251360272
- Hannan, M. A., Faisal, M., Ker, P. J., Mun, L. H., Parvin, K., Mahlia, T. M. I., Blaabjerg, F. (2018). A Review of Internet of Energy Based Building Energy Management Systems: Issues and Recommendations. IEEE Access, 6, 38997–39014. https://doi.org/10.1109/access.2018.2852811
- Krishnamurthy, D., Uckun, C., Zhou, Z., Thimmapuram, P. R., Botterud, A. (2018). Energy Storage Arbitrage Under Day-Ahead and Real-Time Price Uncertainty. IEEE Transactions on Power Systems, 33 (1), 84–93. https://doi.org/10.1109/tpwrs.2017.2685347
- Zachmann, G., Meissner, F., Riepin, I. (2025). Mitigating Ukraine’s looming electricity crisis. Energy Strategy Reviews, 59, 101724. https://doi.org/10.1016/j.esr.2025.101724
- Metz, D., Saraiva, J. T. (2018). Use of battery storage systems for price arbitrage operations in the 15- and 60-min German intraday markets. Electric Power Systems Research, 160, 27–36. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2018.01.020
- Xu, B., Zhao, J., Zheng, T., Litvinov, E., Kirschen, D. S. (2018). Factoring the Cycle Aging Cost of Batteries Participating in Electricity Markets. IEEE Transactions on Power Systems, 33 (2), 2248–2259. https://doi.org/10.1109/tpwrs.2017.2733339
- Blinov, I. V., Parus, Ye. V., Shymaniuk, P. V., Vorushylo, A. O. (2024). Optimization model of microgrid functioning with solar power plant and energy storage system. Tekhnichna Elektrodynamika, 5, 69–78. https://doi.org/10.15407/techned2024.05.069
- He, G., Chen, Q., Kang, C., Pinson, P., Xia, Q. (2016). Optimal Bidding Strategy of Battery Storage in Power Markets Considering Performance-Based Regulation and Battery Cycle Life. IEEE Transactions on Smart Grid, 7 (5), 2359–2367. https://doi.org/10.1109/tsg.2015.2424314
- Vetter, J., Novák, P., Wagner, M. R., Veit, C., Möller, K.-C., Besenhard, J. O. et al. (2005). Ageing mechanisms in lithium-ion batteries. Journal of Power Sources, 147 (1-2), 269–281. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2005.01.006
- Preto, M., Lucas, A., Benedicto, P. (2024). Hybrid Energy Storage System Dispatch Optimization for Cost and Environmental Impact Analysis. Energies, 17 (12), 2987. https://doi.org/10.3390/en17122987
- Christen, T. (2018). Efficiency and Power in Energy Conversion and Storage. CRC Press. https://doi.org/10.1201/9780429454288
- Chazarra, M., García-González, J., Pérez-Díaz, J. I., Arteseros, M. (2016). Stochastic optimization model for the weekly scheduling of a hydropower system in day-ahead and secondary regulation reserve markets. Electric Power Systems Research, 130, 67–77. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2015.08.014
- Blinov, I., Radziukynas, V., Shymaniuk, P., Dyczko, A., Stecuła, K., Sychova, V. et al. (2025). Smart Management of Energy Losses in Distribution Networks Using Deep Neural Networks. Energies, 18 (12), 3156. https://doi.org/10.3390/en18123156
- Bradbury, K., Pratson, L., Patiño-Echeverri, D. (2014). Economic viability of energy storage systems based on price arbitrage potential in real-time U.S. electricity markets. Applied Energy, 114, 512–519. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.10.010
- Migliari, L., Cocco, D., Petrollese, M. (2025). Levelized Cost of Storage (LCOS) of Battery Energy Storage Systems (BESS) Deployed for Photovoltaic Curtailment Mitigation. Energies, 18 (14), 3602. https://doi.org/10.3390/en18143602
- Boyd, S., Vandenberghe, L. (2004). Convex Optimization. Cambridge: Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/cbo9780511804441
- Parus, Ye. V., Blinov, I. V. (2025). Optimization of the use of available energy resources of the microgrid under the condition of supporting readiness for isolated mode. Tekhnichna Elektrodynamika, 5, 56–69. https://doi.org/10.15407/techned2025.05.056
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Oleksandr Havva, Yevgene Parus, Ihor Blinov, Volodymyr Evdokimov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
