ПЕРЕВАГА КОМБІНОВАНОЇ СИСТЕМИ РОЗПОДІЛЬЧОЇ ГЕНЕРАЦІЇ
04.11.2025 15:41
[3. Technical sciences]
Author: Кімстач Олег Юрійович, кандидат технічних наук, доцент, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, м. Миколаїв; Матвієнко Аліна Василівна, студентка, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, м. Миколаїв
Системи розподільчої генерації (РГ) майже набули статусу обов’язкової частини систем електропостачання [1], що пояснюється праг-ненням підвищити надійність електропостачання, а також бажанням змен-шення витрат на електричну енергію [2]. Виходячи із зазначених умов та значного потенціалу для розвитку альтернативної електроенергетики на пів-нічному Причорномор’ї [3] найбільш придатним рішенням є застосування комбінованих біструмових (КБ) систем РГ [4], які відрізняються більш широ-кими можливостями генерації та мають менші втрати потужності при розпо-ділі електричної енергії [5]. Також у [6] було визначено оптимальні парамет-ри цієї системи РГ, проте вона потребує відповідного обґрунтування для її переважного застосування.
Мета роботи – обґрунтування переваги КБ системи РГ з точки зору ефективності генерації.
Доведення переваги КБ системи РГ (рис. 1) виконується на основі порі-вняння її показників з фотоелектричною (ФЕ) та вітроенергетичної (ВЕ) сис-темами, котрі є відповідними складовими частинами комбінованої системи і можуть застосовуватися окремо.
В якості критеріїв порівняння обрано відносні втрати потужності, на-ближена питома вартість пристроїв генерації, наближена усереднена ємність акумуляторів, коефіцієнт вірогідного запасу потужності та вірогідність аль-тернативної генерації. Перший критерій визначає пряму ефективність роботи системи. Другий є основою капітальних витрат на створення системи РГ. Єм-ність акумуляторів визначає їх вартість, котра являється значною частиною вартості всієї системи РГ. Коефіцієнт вірогідного запасу потужності показує співвідношення вірогідної загальної генерації з урахуванням повного заряду акумуляторів та загальної витрати електричної енергії на добу. Вірогідність альтернативної генерації показує вірогідність генерації альтернативного джерела – сонячних панелей або вітроенергетичної установки. Вона розра-ховується наближено, виходячи з двійкової логіки.
Рис. 1. Узагальнена схема типової комбінованої біструмової системи РГ
Розрахунок втрат потужності виконано за методикою, яка наведена у [6], а визначення часу генерації наближено прийнято на основі статистичних даних, які викладені у [3]. При розрахунку питомої вартості пристроїв гене-рації приймається, що вартість ВЕ обладнання приблизно у двічі більше ніж вартість сонячних панелей. Під питомою вартості розуміється ціна облад-нання генерації на один кіловат номінальної потужності. Порівняння викона-но на основі методу відносних порівняльних оцінок [6], всі результати роз-рахунків зведено у табл. 1.
За відносними втратами потужності всі системи приблизно є однакови-ми, різниці знаходиться на рівні припустимої розрахункової похибки. За пи-томою відносною вартістю прогнозовано системи РГ з ВЕ установками кош-тують дорожче, тому програють ФЕ системі генерації, з іншого боку наяв-ність вітряного генератору у складі системи РГ розширює можливості гене-рації за часом, що призводить до зменшення потрібної ємності акумуляторів. За коефіцієнтом вірогідного запасу потужності та вірогідністю альтернатив-ної генерації КБ система є беззаперечним лідером. Таким чином, на підставі розрахунку відносних порівняльних оцінок можна відмітити суттєву перева-гу КБ системи РГ.
Таблиця 1. Розрахунок відносних оцінок
Висновки. Запропонований порівняльний аналіз на основі відносних порівняльних оцінок беззаперечно демонструє перевагу КБ системи РГ.
Література
1. Thornton A., Rodríguez-Monroy C. Distributed power generation in the United States // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2011, vol. 15, issue 9, p. 4809-4817. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.07.070.
2. Adebayo Adeniyi Daavid, Chinedu James Ujam. An overview of distributed generation in power systems. International Journal of Frontline Research in Engineering and Technology, 2022, 01(01), 27–33. DOI: https://doi.org/10.56355/ijfret.2022.1.1.0001.
3. Кімстач О., Чумак М. Потенціал розвитку альтернативної електроенергетики в Миколаївській області // Електромеханічні і енергозберігаючі системи, 2025, № 1 (68). С. 60-67, doi: 10.32782/2072-2052.2025.1.68.7.
4. Kimstach O., Melihov D., Chymak M. Bi-current system of distribution generation // Actual scientific research in the modern world. Journal. - Pereiaslav, 2022. - Issue 9(89), p. 1, pp. 87-91.
5. Kimstach O.Yu. Optimisation Problem of Bi-current System of Distribution Generation // IEEE 5th International Conference on Modern Electrical and Energy System (MEES), 2023, Kremenchuk, Ukraine, 2023, pp. 1-5, doi: 10.1109/MEES61502.2023.10402508.
6. Кімстач О., Чумак М. Технічна перевага біструмової системи розподіленої генерації // Вісник Хмельницького національного університету. Серія: Технічні науки, 2024, 331(1), С. 89-96. doi: 10.31891/2307-5732-2024-331-15.