Обґрунтування принципів балансування мікроенергосистем з дефіцитом потужності шляхом застосування циклічних графіків відключень
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya1(83).2026.013Ключові слова:
балансування мікроенергосистем, дефіцит потужності, пріоритетні споживачі, оптимальний потокорозподіл, графіки відключеньАнотація
Внаслідок масованих ракетно-дронових атак на енергетичну інфраструктуру в більшості регіонів України має місце дефіцит потужності, що спричиняє аварійні і стабілізаційні відключення. За таких умов важливим є ефективне використання наявного енергетичного потенціалу для підтримання живучості регіональних енергосистем з урахуванням ліміту потужності. Законодавчо-нормативна база регламентує застосування графіків погодинних і аварійних відключень та обмеження електроспоживання, визначаючи пріоритетність надійного електроживлення об’єктів критичної інфраструктури. Приєднання споживачів різної пріоритетності до спільних фідерів споживчих підстанцій 6–10 кВ у реальних розподільчих мережах істотно ускладнює диспетчерське управління та потребує обґрунтування методів оптимізації потокорозподілу потужності за змінних лімітів. Метою дослідження є обґрунтування математичної моделі балансування потокорозподілу з урахуванням критичності фідерів на основі циклічних графіків відключень шляхом використання змішано-цілочислової моделі потокорозподілу потужності у трирівневій структурі енергоострова: оператор системи передачі – оператор системи розподілу – фідери споживчих підстанцій. У моделі визначається мінімальна тривалість електроживлення фідерів залежно від навантаження споживачів критичної групи з урахуванням ліміту потужності. Числове моделювання виконане для фідерів пріоритетних споживачів з подальшою мінімізацією сумарного моменту потужності як показника ефективності потокорозподілу. Запропонований підхід забезпечує балансування розподільних мікроенергосистем з урахуванням пріоритетності споживачів, мінімізацію втрат електроенергії при реконфігурації мережі. Практична цінність підходу полягає у визначенні нераціональних перетоків електроенергії з урахування пропускної здатності мереж. Подальші дослідження пов’язані з моделюванням балансування мікроенергосистем з урахуванням стохастичних режимних даних та інтеграцією децентралізованих джерел.
Отримано 2025-12-03
Доопрацьовано 2026-01-30
Прийнято 2026-02-11
Посилання
1. Law of Ukraine No. 1882-IX “On Critical Infrastructure” (2021, November 16). Retrieved February 11, 2026, from http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1882-20#Text
2. Cabinet of Ministers of Ukraine. (2024). Resolution No. 600 of May 24, 2024 (as amended). Retrieved February 11, 2026, from http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/600-2024-п#Text
3. Ministry of Energy of Ukraine. (2006). Instruction on preparation and application of limitation and emergency disconnection schedules (Order No. 456, as amended). Retrieved February 11, 2026, from http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z1519-06#Text
4. ENTSO-E. (2023). Continental Europe synchronous area operational report 2023. Retrieved from https://www.entsoe.eu
5. ENTSO-E. (2023). Security of supply monitoring report 2022–2023. Retrieved from http://www.entsoe.eu/publications/system-operations-reports/security-of-supply-monitoring-report/
6. International Energy Agency. (2023). Electricity market report 2023. Paris, France: IEA. Retrieved from https://iea.org
7. Li, F., Chen, M., & Wang, Z. (2021). Optimization-based load shedding under severe contingencies. IEEE Transactions on Power Systems, 36(5), 4378–4388. doi:10.1109/TPWRS.2021.3058764
8. Wang, Z., Li, F., & Xu, Q. (2022). MILP load-shedding strategies for distribution networks. Applied Energy, 315, 119026. doi:10.1016/j.apenergy.2022.119026
9. Olivares, D. E., Mehrizi-Sani, A., Etemadi, A. H., Canizares, C. A., Iravani, R., Kazerani, M., & … (2020). Hierarchical microgrid control in modern power systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 124, 109797. doi:10.1016/j.rser.2020.109797
10. Hatziargyriou, N. (2021). Microgrids: Control and operation (2nd ed.). Chichester, UK: Wiley. doi:10.1002/978111971
11. Wu, X., & Shi, S. (2021). Robust scheduling for microgrid clusters under load uncertainty. Applied Energy, 283, 116321. doi:10.1016/j.apenergy.2020.116321
12. USAID Energy Security Project. (2023). Assessment of critical infrastructure loads in Ukrainian distribution grids. Retrieved from https://energysecurityua.org
13. NPC Ukrenergo. (2024). Operational security and power deficit review for 2023. Kyiv, Ukraine.
14. Zhang, Y., Liu, H., & Bao, H. (2022). Priority-based load shedding in distribution networks. Electric Power Systems Research, 211, 108687. doi:10.1016/j.epsr.2022.108687
15. Kulyk, V. V. (2024). Optimization of hourly outage schedules and monitoring of their implementation by distribution system operators. Vinnytsia, Ukraine: Vinnytsia National Technical University. doi:10.31649/mccs2024.4-04
16. Kaplun, V., Gai, O., Stetsyuk, P., & Ivlichev, A. (2023). Provision of optimal dispatching scenarios for regional power systems in the face of uncontrollable power shortages. Machinery, 14(2), 23–33. doi:10.31548/machinery/2.2023.23
17. Kaplun, V. V., Osypenko, V. V., Shtepa, V. M., & Makarevych, S. S. (2020). Energy efficiency management of local power supply systems with polygeneration. Kyiv, Ukraine: National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine.
18. Kaplun, V., Trokhaniak, V., Makarevych, S., Radko, I., & Lytvyn, V. (2024). Structuring the energy balance of territorial communities with local infrastructure assets for combined energy production. Machinery & Energetics, 15(4), 22–33. doi:10.31548/machinery/4.2024.22
19. Kaplun, V., Kruhliak, H., Makarevych, S., & Kulibaba, Y. (2023). Dynamic energy management system with real-time component control to increase the efficiency of local polygeneration microgrid. Przegląd Elektrotechniczny, 9, 128–134. doi:10.15199/48.2023.09.24
20. Kaplun, V. V., Zablodskyi, M. M., et al. (2024). Formation of technological structures of energy-independent communities. Odesa, Ukraine: Helvetyka Publishing House.
21. NEOS Solver. (n.d.). NEOS server for optimization. Retrieved from https://neos-server.org/
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Енергетика і автоматика
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Усі матеріали поширюються на умовах ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International Public License, що дозволяє іншим розповсюджувати рукопис із визнанням авторства роботи та першої публікації в цьому журналі.
