Об’єктом дослідження є підвищення стабільності та економічної ефективності спільної роботи сонячної електростанції та системи акумулювання електроенергії в енергосистемі. Предметом дослідження є методи та моделі визначення оптимальних параметрів ячної електростанції та системи акумулювання електроенергії, спільне економічно ефективне функціонування яких в енергосистемі забезпечуватиме підтримку стабільності відпуску електроенергії на заявленому рівні.
Метою дослідження є визначення оптимальних параметрів та режимів спільної роботи сонячної електростанції та системи акумулювання електроенергії, спільне економічно ефективне функціонування яких забезпечуватиме підтримку потужності відпуску електричної енергії в енергосистему на заявленому рівні.
У роботі було використано наступні наукові методи досліджень: системного аналізу; нелінійного програмування; статистичний; розрахунковий; техніко-економічної оцінки.
Теоретичне та практичне значення одержаних результатів. Розроблений метод визначення технічних параметрів обладнання сонячної електростанції доцільно використовувати для оцінки конкурентоспроможності їх функціонування в сучасних ринкових умовах впровадження нових генеруючих потужностей в енергосистемах. Розроблений метод визначення номінальних технічних параметрів системи акумулювання електроенергії, яка входить у структуру сонячної електростанції, доцільно використовувати для визначення номінальної ємності та потужності системи акумулювання електроенергії, необхідних для підтримки потужності відпуску електричної енергії в енергосистему на заявленому рівні, у тому числі відповідно до потреб навантаження, з метою зниження обсягів маневрених резервів, які застосовуються в енергосистемі для компенсації добового збільшення/зменшення потужності сонячної електростанції, що виникає при зміни інтенсивності сонячного випромінювання. Результати розвинутого методу техніко-економічної оцінки доцільно використовувати для визначення рентабельності впровадження гібридних сонячних електростанцій, у структуру яких входить система акумулювання електроенергії, із урахуванням поточних та перспективних умов на ринку електричної енергії.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше розроблено нелінійну оптимізаційну математичну модель визначення технічних параметрів обладнання сонячної електростанції, яка враховує залежність добової середньозваженої собівартості виробництва електричної енергії від проєктних техніко-економічних показників та добової зміни інтенсивності сонячного випромінювання, що дозволяє знаходити оптимальне співвідношення встановленої потужності інверторів і фотоелектричних модулів.
Вперше розроблено метод визначення технічних параметрів обладнання сонячної електростанції, який складається із систематизованої сукупності кроків використання нелінійної математичної моделі визначення технічних параметрів її обладнання при заданій інтенсивності сонячного випромінювання протягом року та визначення найбільш економічно ефективного співвідношення встановленої потужності інверторів і фотоелектричних модулів, що забезпечує мінімальну собівартість виробництва електроенергії та підвищення конкурентоздатності таких інвестиційних проєктів.
Вперше розроблено розрахункову математичну модель визначення технічних параметрів системи акумулювання електроенергії, яка входить у структуру сонячної електростанції, використання якої, на відміну від існуючих моделей, дозволяє знаходити номінальну ємність та потужність системи акумулювання електроенергії, що забезпечує збереження надлишкової електричної енергії фотоелектричних модулів у час пікової інтенсивності сонячного випромінювання, підтримку потужності відпуску електричної енергії в енергосистему на заявленому рівні протягом одного повного циклу заряджання/розряджання акумуляторних батарей та відповідно до потреб споживання електричної енергії.
Вперше розроблено метод визначення технічних параметрів і режимів спільної роботи системи акумулювання електроенергії, яка входить у структуру сонячної електростанції, із застосуванням розрахункової математичної моделі визначення номінальної ємності та потужності системи акумулювання електроенергії, що відповідно до розроблених режимів, забезпечує стабілізацію потужності відпуску електроенергії в енергосистему на заявленому рівні та виключає використання маневрених резервів, які застосовуються для компенсації добового збільшення/зменшення потужності сонячних електростанцій.
Отримав подальший розвиток метод проведення техніко-економічної оцінки впровадження інвестиційних проєктів гібридних електростанцій, у якому враховано розроблені режими спільної роботи сонячної електростанції та системи акумулювання електроенергії для підвищення економічної ефективності використання доступної ємності акумуляторних батарей за рахунок закупівлі додаткової електричної енергії на конкурентному ринку.
