Оптимальне керування гібридною системою електрозабезпечення з резервним забезпеченням

Автор(и)

  • Іван Притискач Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0002-1892-0054
  • Юрій Веремійчук Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0003-0258-0478
  • Олена Ярмолюк Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0002-0709-9344

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-3944.2026.1.13

Ключові слова:

гібридна система енергозабезпечення, мікромережа, установки зберігання електроенергії, оптимальне керування, сонячна електростанція

Анотація

У статті розроблено модель оптимального керування гібридною системою електрозабезпечення, призначену для добового планування режимів роботи за умов тарифної диференціації та стохастичної невизначеності генерації та навантаження. Запропоновано узгоджений опис потоків активної потужності, енергетичного балансу та динаміки стану заряду установки зберігання електроенергії з урахуванням коефіцієнтів корисної дії, технологічних обмежень і вимог до резервування енергії для критичного навантаження. Особливу увагу приділено інтеграції моделі деградації установки зберігання електроенергії, яка враховує циклічне та календарне старіння і дає можливість оцінювати вартість втрати ресурсу без істотного ускладнення оптимізаційної задачі. Сформульовано цільову функцію, що поєднує витрати на купівлю електроенергії, доходи від продажу, штрафи за недовідпуск електроенергії й обмеження генерації, а також витрати, пов’язані з деградацією накопичувача. На основі чисельного моделювання для характерних сезонних режимів показано, що базова стратегія керування є ефективною за умов точного прогнозування, проте демонструє високу чутливість до похибок прогнозу генерації сонячної електростанції. Запропонована у роботі стратегія керування забезпечує зменшення обсягів недовідпуску електроенергії, формування енергетичного резерву та зниження сумарних і питомих витрат на електропостачання, особливо в зимовий період і за несприятливих погодних умов. Отримані результати підтверджують доцільність урахування деградації та ризиків невизначеності під час оптимального керування гібридними системами електрозабезпечення.

Посилання

  1. Eyimaya S., Necmi A. Review of Energy Management Systems in Microgrids. Applied Sciences. 2024. Vol. 14 (3), P. 1249. https://doi.org/10.3390/app14031249
  2. Saad A., Md S., Chokri A., Maad A. A Review of Microgrid Energy Management and Control Strategies. IEEE Access. 2023. Vol. 11. Pp. 21729–21757. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3248511
  3. Mpho N., Ali H., Thokozani S. A review of intelligent control strategies for energy management systems in microgrids. Energy Conversion and Management: X. 2025. Vol. 28. No. 101323. https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2025.101323
  4. Veremiichuk Y., Yarmoliuk O., Pustovyi A., Mahnitko A., Zicmane I., Lomane T. Features of Electricity Distribution Using Energy Storage in Solar Photovoltaic Structure. Latvian Journal of Physics and Technical Sciences. 2020. Vol. 57 (5). Pp. 18–29. https://doi.org/10.2478/lpts-2020-0024
  5. Aiman A., Younes B., Azeroual M., Lahcen E.I., Hossam K., Ay-man A., Hend A., Samih M., Asifa T., Pupkov A. Microgrid Energy Management and Monitoring Systems: A Comprehensive Review. Frontiers in Energy Research. 2022. Vol. 10. https://doi.org/10.3389/fenrg.2022.1097858
  6. Veremiichuk Y., Yarmoliuk O., Prytyskach I., Opryshko V. Energy Sources Selection for Industrial Enterprise Combined Power Supply System. Proc. IEEE 6th International Conference on Energy Smart Systems (ESS2019). Kyiv, Ukraine, 17–19 Apr. 2019. 2019. Pp. 283–288. https://doi.org/10.1109/ESS.2019.8764188
  7. Collath N., Tepe B., Englberger S., Jossen A., Hesse H. Aging aware operation of lithium-ion battery energy storage systems: A review. Journal of Energy Storage. 2022. Vol. 55. P. C. No. 105634. https://doi.org/10.1016/j.est.2022.105634
  8. Shuoqi W., Dongxu G., Xuebing H., Languang L., Kai S., Wei-han L., Dirk Uwe S., Minggao O. Impact of battery degradation models on energy management of a grid-connected DC microgrid. Energy. 2020. Vol. 207. No. 118228. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118228
  9. Luis P., Jesús L.-L., Oscar G.C. A Mixed-Integer Linear Program-ming Model for Simultaneous Optimal Reconfiguration and Opti-mal Placement of Capacitor Banks in Distribution Networks. IEEE Access. 2020. Vol. 10. Pp. 52655–526731. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3175189
  10. Amini M., Hassan N.M., Seyed Hossein H. Optimal energy man-agement of battery with high wind energy penetration: A compre-hensive linear battery degradation cost model. Sustainable Cities and Society. 2023. Vol. 93. No. 104492. https://doi.org/10.1016/j.scs.2023.104492
  11. Safavi V., Vaniar A.M., Bazmohammadi N., Vasquez J.C., Keysan O., Guerrero J.M. A battery degradation-aware energy man-agement system for agricultural microgrids. Journal of Energy Storage. 2025. Vol. 108. No. 115059. https://doi.org/10.1016/j.est.2024.115059
  12. Nguyen M., Nguyen L., Nguyen K. A mixed-integer linear pro-gramming model for microgrid optimal scheduling considering BESS degradation and RES uncertainty. Journal of Energy Stor-age. 2024. Vol. 104. No. 114663. https://doi.org/10.1016/j.est.2024.114663
  13. Saeid J., Ryan A., Saeid H., Reza H., Siyuan X. Battery State of Charge and State of Health Estimation Using a New Hybrid Deep Neural Network Approach. IEEE Access. 2024. Vol. 13. Pp. 12566–12580. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3488596
  14. Tengpeng C., Yuhao C., Xuebing C., Yuhao S. Robust Energy Management Approach for a Microgrid Considering Uncertainties. Proc. 40th Chinese Control Conference (CCC). 2021. Pp. 6749-6754. https://doi.org/10.23919/CCC52363.2021.9549722
  15. Junjie S., Xinwei L., Tiankai Y., Wansong L. Distributionally robust chance-constrained operation of distribution grids considering voltage constraints. Frontiers in Energy Research. 2024. Vol. 12. https://doi.org/10.3389/fenrg.2024.1440192
  16. Yixin L., Haoqi S., Li G., Tao X. Bo Z., Chengshan W. Towards long-period operational reliability of independent microgrid: A risk-aware energy scheduling and stochastic optimization method. Energy. 2022. Vol. 254. P. B. No. 124291. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.124291
  17. Ábelová T., Wadinger M., Kvasnica M. Predictive risk-aware con-trol for microgrids: Operation of a revenue-generating energy man-agement system. Sustainable Energy, Grids and Networks. 2025. Vol. 44. No. 102028. https://doi.org/10.1016/j.segan.2025.102028

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-04-30

Як цитувати

Притискач , І. ., Веремійчук , Ю. ., & Ярмолюк , О. . (2026). Оптимальне керування гібридною системою електрозабезпечення з резервним забезпеченням. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин I апаратiв. Теорiя I практика, (1 (15), 79–85. https://doi.org/10.20998/2079-3944.2026.1.13

Номер

№ 1 (15) (2026): Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин і апаратів. Теорія і практика

Розділ

Електричні станції і мережі

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Притискач І.В., Веремійчук Ю.А., Ярмолюк О.С.

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.