Удосконалення стратегії використання акумуляторних систем зберігання енергії для підвищення економічної ефективності фотоелектричних станцій в умовах ринку електроенергії

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.365476

Ключові слова:

фотоелектрична станція, установка зберігання електроенергії, ринок електричної енергії, оптимізація функціонування

Анотація

Об’єктом дослідження є процес функціонування акумуляторних установок зберігання енергії (УЗЕ) у комплексі з фотоелектричнми станціями (ФЕС) в умовах конкурентного ринку електричної енергії. У роботі вирішується проблема  підвищення ефективності функціонування  електроенергетичних систем з глибоким проникненням ФЕС. Дослідження присвячене аналізу сценаріїв та оптимізації стратегії використання УЗЕ для підвищення економічної ефективності ФЕС, що працюють у комплексі. За результатами досліджень виявлено фактори, що впливають на техніко-економічні показники використання УЗЕ та запропоновано комбіновану стратегію керування ними.

Досліджено практичні сценарії керування УЗЕ з різними механізмами формування економічного ефекту, зокрема сценарій арбітражу ринку на добу наперед (РДН) та сценарій балансування ФЕС. Останній, крім мінімізації витрат на врегулювання небалансів, передбачає продаж надлишків збереженої енергії в години максимальної ціни.

Використання ансамблю методів машинного навчання (RandomForest + XGBoost + LightGBM), дало змогу досягти високої точності прогнозу генерування ФЕС. Для кожного сценарію керування УЗЕ на основі методів MILP та MPC було оптимізовано енергетичні показники та оцінено фінансові результати. Це дало змогу кількісно порівняти ефективність арбітражної та балансуючої стратегій та обґрунтувати вибіру режиму роботи УЗЕ залежно від волатильності цін РДН, рівня прогнозної невизначеності генерування та чинних правил врегулювання небалансів на ринку електроенергії.

Результати дослідження перевірялися на прикладі реальної ФЕС 9.5 МВт, що доповнена УЗЕ з енергоємністю 2 МВт*год, що дало змогу врахувати фінансову відповідальність виробника за небаланси та вплив цінової асиметрії на кінцевий результат

Біографії авторів

Володимир Володимирович Кулик, Вінницький національний технічний університет

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра електричних станцій та систем

Максим Вікторович Затхей, Вінницький національний технічний університет

Аспірант

Кафедра електричних станцій та систем

Віра Володимирів Тептя, Вінницький національний технічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електричних станцій та систем

Юрій Віталійовиич Грицюк, Луцький національний технічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електричної інженерії

Святослав Янович Вишневський, Вінницький національний технічний університет

Кандидат технічних наук

Кафедра електричних станцій та систем

Ірина Василівна Грицюк, Луцький національний технічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електричної інженерії

Посилання

  1. Pro zatverdzhennia Pravyl rynku. Postanova 14.03.2018 No. 307. Natsionalna komisiya, shcho zdiysniuie derzhavne rehuliuvannia u sferakh enerhetyky ta komunalnykh posluh. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/v0307874-18#Text
  2. Pedro, H. T. C., Coimbra, C. F. M. (2012). Assessment of forecasting techniques for solar power production with no exogenous inputs. Solar Energy, 86 (7), 2017–2028. https://doi.org/10.1016/j.solener.2012.04.004
  3. Voyant, C., Notton, G., Kalogirou, S., Nivet, M.-L., Paoli, C., Motte, F., Fouilloy, A. (2017). Machine learning methods for solar radiation forecasting: A review. Renewable Energy, 105, 569–582. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.12.095
  4. Yang, D., Kleissl, J., Gueymard, C. A., Pedro, H. T. C., Coimbra, C. F. M. (2018). History and trends in solar irradiance and PV power forecasting: A preliminary assessment and review using text mining. Solar Energy, 168, 60–101. https://doi.org/10.1016/j.solener.2017.11.023
  5. Fountoulakis, I., Kosmopoulos, P., Papachristopoulou, K., Raptis, I.-P., Mamouri, R.-E., Nisantzi, A. et al. (2021). Effects of Aerosols and Clouds on the Levels of Surface Solar Radiation and Solar Energy in Cyprus. Remote Sensing, 13 (12), 2319. https://doi.org/10.3390/rs13122319
  6. Poliukhov, A., Gvozdeva, A., Piskunova, D. (2026). The influence of CAMS aerosol climatology on shortwave irradiance and temperature forecasts in the ICON NWP model verified against observational data. Atmospheric Research, 338, 109025. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2026.109025
  7. Skoplaki, E., Palyvos, J. A. (2009). Operating temperature of photovoltaic modules: A survey of pertinent correlations. Renewable Energy, 34 (1), 23–29. https://doi.org/10.1016/j.renene.2008.04.009
  8. Jordan, D. C., Kurtz, S. R. (2012). Photovoltaic Degradation Rates – An Analytical Review. National Renewable Energy Laboratory. Available at: https://www.nrel.gov/docs/fy13osti/51664.pdf
  9. Cole, W., Frazier, A., Augustine, C. (2021). Cost Projections for Utility-Scale Battery Storage: 2021. National Renewable Energy Laboratory. https://doi.org/10.2172/1786976
  10. Akrami, E., Ameri, M., Rocco, M. V., Sanvito, F. D., Colombo, E. (2020). Thermodynamic and exergo-economic analyses of an innovative semi self-feeding energy system synchronized with waste-to-energy technology. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 40, 100759. https://doi.org/10.1016/j.seta.2020.100759
  11. Batteries and Secure Energy Transitions (2024). IEA. Available at: https://www.iea.org/reports/batteries-and-secure-energy-transitions
  12. Baumgarte, F., Glenk, G., Rieger, A. (2020). Business Models and Profitability of Energy Storage. iScience, 23 (10), 101554. https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.101554
  13. Inman, R. H., Pedro, H. T. C., Coimbra, C. F. M. (2013). Solar forecasting methods for renewable energy integration. Progress in Energy and Combustion Science, 39 (6), 535–576. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2013.06.002
  14. Diagne, M., David, M., Lauret, P., Boland, J., Schmutz, N. (2013). Review of solar irradiance forecasting methods and a proposition for small-scale insular grids. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 27, 65–76. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.06.042
  15. Antonanzas, J., Osorio, N., Escobar, R., Urraca, R., Martinez-de-Pison, F. J., Antonanzas-Torres, F. (2016). Review of photovoltaic power forecasting. Solar Energy, 136, 78–111. https://doi.org/10.1016/j.solener.2016.06.069
  16. Denholm, P., Jorgenson, J., Hummon, M., Jenkin, T., Palchak, D., Kirby, B. et al. (2013). The Value of Energy Storage for Grid Applications. National Renewable Energy Laboratory. https://doi.org/10.2172/1220050
  17. Staffell, I., Rustomji, M. (2016). Maximising the value of electricity storage. Journal of Energy Storage, 8, 212–225. https://doi.org/10.1016/j.est.2016.08.010
  18. Hesse, H., Schimpe, M., Kucevic, D., Jossen, A. (2017). Lithium-Ion Battery Storage for the Grid – A Review of Stationary Battery Storage System Design Tailored for Applications in Modern Power Grids. Energies, 10 (12), 2107. https://doi.org/10.3390/en10122107
  19. Parra, D., Gillott, M., Norman, S. A., Walker, G. S. (2015). Optimum community energy storage system for PV energy time-shift. Applied Energy, 137, 576–587. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.08.060
  20. Zhang, Y., Wang, J., Wang, X. (2014). Review on probabilistic forecasting of wind power generation. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 32, 255–270. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.01.033
  21. Burger, S., Chaves-Ávila, J. P., Batlle, C., Pérez-Arriaga, I. J. (2017). A review of the value of aggregators in electricity systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 77, 395–405. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.04.014
  22. Kulyk, V. V., Zatkhei, M. V. (2024). Improving the Accuracy of the Forecast of Electricity Production by Photovoltaic Power Station Based on the Random Forest Method. Visnyk of Vinnytsia Politechnical Institute, 177 (6), 52–61. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-177-6-52-61
Удосконалення стратегії використання акумуляторних систем зберігання енергії для підвищення економічної ефективності фотоелектричних станцій в умовах ринку електроенергії

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-06-30

Як цитувати

Кулик, В. В., Затхей, М. В., Тептя, В. В., Грицюк, Ю. В., Вишневський, С. Я., & Грицюк, І. В. (2026). Удосконалення стратегії використання акумуляторних систем зберігання енергії для підвищення економічної ефективності фотоелектричних станцій в умовах ринку електроенергії. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(8 (141), 15–27. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.365476

Номер

Том 3 № 8 (141) (2026): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Volodymyr Kulyk, Maksym Zatkhei, Vira Teptia, Yurii Hrytsiuk, Sviatoslav Vishnevskyi, Iryna Hrytsiuk

Creative Commons License

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.