ОЦІНКА НЕРІВНОМІРНОСТІ ВІДБОРУ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ В СИСТЕМАХ РОЗПОДІЛУ  ТА ВИКОРИСТАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ З АКУМУЛЯТОРНИМИ БАТАРЕЯМИ

С.П. Денисюк; Д.Г. Дерев’янко; І.І. Богойко

doi:10.15407/techned2025.01.070

№ 1 (2025), Електроенергетичні системи та устаткування

№ 1 (2025)

Електроенергетичні системи та устаткування

ОЦІНКА НЕРІВНОМІРНОСТІ ВІДБОРУ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ В СИСТЕМАХ РОЗПОДІЛУ ТА ВИКОРИСТАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ З АКУМУЛЯТОРНИМИ БАТАРЕЯМИ

Опубліковано 2025-01-09

https://doi.org/10.15407/techned2025.01.070

С.П. Денисюк⁺⁻
Д.Г. Дерев’янко⁺⁻
І.І. Богойко⁺⁻

С.П. Денисюк

Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського”, пр. Берестейський, 37, Київ, 03056, України

https://orcid.org/0000-0002-6299-3680

Д.Г. Дерев’янко

Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського”, пр. Берестейський, 37, Київ, 03056, України

https://orcid.org/0000-0002-4877-5601

І.І. Богойко

Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського”, пр. Берестейський, 37, Київ, 03056, України

https://orcid.org/0000-0002-6816-6352

ARTICLE_10_PDF

Ключові слова

power grids
storage battery
battery capacity
Fryse reactive power
electricity distribution and use systems
load time variables
assessment of unevenness of the electricity consumption schedule електромережі
акумуляторна батарея
ємність акумулятора
реактивна потужність Фризе
системи розподілу та використання електроенергії
змінні у часі навантаження
оцінка нерівномірності графіка електроспоживання

Як цитувати

[1]

Денисюк, С., Дерев’янко, Д. і Богойко, І. 2025. ОЦІНКА НЕРІВНОМІРНОСТІ ВІДБОРУ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ В СИСТЕМАХ РОЗПОДІЛУ ТА ВИКОРИСТАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ З АКУМУЛЯТОРНИМИ БАТАРЕЯМИ. ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА. 1 (Січ 2025), 070. DOI:https://doi.org/10.15407/techned2025.01.070.

Анотація

Розглянуто особливості розрахунку енергоємності акумуляторних батарей в системах розподілу та використання електроенергії зі змінними у часі навантаженнями за різної інтенсивності їхньої розряду. Показано, що оцінку нерівномірності відбору електроенергії в системах з акумуляторними батареями можна здіснювати за рахунок застосування такого інтегрального показника як модифікована потужність Фризе, що розглядається як показник роботи конкретного елемента в системі (оцінка загальносистемної енергоефективності). Отримано залежності нерівномірності розряду акумуляторних батарей у вигляді безрозмірної функції, яка дає можливість у тривимірному просторі отримати наочне представлення оцінки рівня нерівномірності споживання електроенергії навантаженнями в залежності від тривалості інтервалів, на яких відбір потужності є постійним, так і інтенсивності розряду акумуляторної батареї на цих інтервалах. Введено інтегральну характеристику оцінки нерівномірності розряду акумуляторної батареї, яка є індикатором енергоефективності роботи цієї батареї як елемента системи. Бібл. 19, рис. 4, табл. 1.

https://doi.org/10.15407/techned2025.01.070

ARTICLE_10_PDF

Посилання

Baziuk T.M., Blinov I.V., Butkevych O.F., Goncharenko I.S., Denysiuk S.P., Zhuikov V.Ya., Kyrylenko O.V., Lukianenko L.M., Mykolaets D.A., Osypenko K.S. Intelligent electrical networks: elements and modes: Kyiv: Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2016. 400 p. (Ukr)

Say K., Schill W.-P., John M. Degrees of displacement: the impact of household PV battery prosumage on utility generation and storage. Applied Energy. 2020. Vol. 276. 115466. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.115466.

Soini M.Ch., Parra D., Patel M.K. Impact of prosumer battery operation on the cost of power supply. Journal of Energy Storage. 2020. Vol. 29. 101323. DOI: https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101323.

Heinisch V., Odenberger M., Göransson L., Johnsson F. Prosumers in the Electricity System–Household vs. System Optimization of the Operation of Residential Photovoltaic Battery Systems. Frontiers in Energy Research. 2019. Vol. 6. Article 145. Pp. 1–16.DOI: https://doi.org/10.3389/fenrg.2018.00145.

Vishnu Menon, Yogesh Bichpuriya, Venkatesh Sarangan, Narayanan Rajagopal. A Best-effort Energy Storage as a Service Model for Supporting Renewable Generators in Day-ahead Electricity Markets. In The 14th ACM International Conference on Future Energy Systems (e-Energy ’23), Orlando, FL, USA. June 20–23, 2023. Pp. 485–496. DOI: https://doi.org/10.1145/3575813.3597355.

IEA-RETD. Residental Prosumers – Drivers and Policy Options (REProsumers). URL: http://iea-retd.org/wp-content/uploads/2014/ 09/RE-PROSUMERS_IEA-RETD_2014.pdf (accessed at 16.01.2024).

Schill W.-P., Zerrahn A., Kunz F., Kemfert C. Decentralized solar prosumage with battery storage: System orientation required. DIW Economic Bulletin. 2017. Vol. 7. Iss. 12/13. Pp. 141-151.

Baziuk T.M. Increasing the energy efficiency of local energy supply systems with active consumers and distributed generation: dissertation. ... candidate technical Sciences: 05.14.01. National Technical University of Ukraine KPI. Kyiv. 2016. 226 p. (Ukr)

Denysiuk S.P., Baziuk T.M. Assessment of additional losses and efficiency of regulation of electricity consumption in local power supply systems. Energetika: ekonomika, tekhnika, ekologiia. 2020. No 3. Pp. 7–21. (Ukr). DOI: https://doi.org/10.20535/1813-5420.3.2020.228596.

Wang S., Wu T., Xie H., Li C., Zhang J., Jiang L., Wang Q. Effects of Current and Ambient Temperature on Thermal Response of Lithium Ion Battery. Batteries. 2022. Vol. 8(11). 203. DOI: https://doi.org/10.3390/batteries8110203.

Sauer D.U. BATTERIES| charge–discharge curves. Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. 2009. Pp. 443-451. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-044452745-5.00052-6.

Yang Fangfang, Dong Wang, Yang Zhao, Kwok-Leung Tsui, Suk Joo Bae. A study of the relationship between coulombic efficiency and capacity degradation of commercial lithium-ion batteries. Energy. 2018. Vol. 145. Pp. 486–495. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.12.144.

Xiao Jie, Qiuyan Li, Yujing Bi, Mei Cai, Bruce Dunn, Tobias Glossmann, Jun Liu, Tetsuya Osaka, Ryuta Sugiura, Bingbin Wu, Jihui Yang, Ji-Guang Zhang, M. Stanley Whittingham. Understanding and applying coulombic efficiency in lithium metal batteries. Nature energy. 2020. Vol. 5. Pp. 561–568. DOI: https://doi.org/10.1038/s41560-020-0648-z.

Gevorgian V., Koralewicz P., Shah S., Mendiola E., Wallen R., Pico H.V. Photovoltaic Plant and Battery Energy Storage System Integration at NREL’s Flatirons Campus. Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory. 2022. NREL/TP-5D00-81104. URL: https://www.nrel.gov/docs/fy21osti/81104.pdf (accessed at 16.01.2024).

Zhang Q., Cui N., Shang Y., Duan B., Zhang C. An improved Peukert battery model of nonlinear capacity considering temperature effect. IFAC-PapersOnLine. 2018. Vol. 51. Pp. 665–669. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.10.154.

Power Capacity and Power Capability. URL: https://learn.adafruit.com/all-about-batteries/power-capacity-and-power-capability (accessed at 16.01.2024).

Denisyuk S.P. Analysis and optimization of energy processes in distributed power systems. Tekhnichna elektrodynamika. 2016. No 4. Pp. 62–64. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2016.04.062. (Ukr)

Denysyuk S.P., Opryshko V.P. Estimation of non-uniformity of consumption and generation of electric energy in local electric power systems. Pratsi Institutu Elektrodynamiky Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy. 2017. Vyp. 48. Pp. 43–51. (Ukr). DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2017.48.043.

Zharkin A.F., Denisyuk S.P., Popov V.A. Power supply systems with distributed generation sources. Kyiv: Naukova dumka, 2017. 230 p. (Ukr)