Кіянчук В. М. Режими споживання електроенергії побутовими накопичувальними водонагрівачами для підвищення енергоефективності та балансування енергосистеми

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0826U000912

Облікова картка дисертації

0826U000912.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 141 - Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

04-06-2026

Спеціалізована вчена рада

PhD 12589

Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"

Анотація

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі підвищення ефективності управління споживанням електричної енергії через реагування на попит, зосереджуючись на розробці методів та засобів оптимізації обсягів і графіків споживання для зниження пікових навантажень та збільшення ресурсів для балансування енергетичної системи. Об’єкт дослідження – процеси споживання електричної енергії в енергетичній системі. Предмет досліджень – параметри режимів споживання електричної енергії побутовими водонагрівачами для балансування потужності в енергетичній системі. Мета роботи – розробка комплексного підходу до вибору параметрів режимів споживання електричної енергії побутовими водонагрівачами та їх агрегованих груп для балансування енергетичної системи. За результатами дослідження отримано наступні наукові результати: 1. Отримали подальший розвиток науково-методологічні положення управління споживанням електричної енергії побутовими водонагрівачами з урахуванням техніко-економічних критеріїв їх роботи для формування графіку надання послуг на балансуючому ринку електричної енергії України агрегатором, що дозволяє підвищити ефективність балансування ОЕС України. 2. Вперше теоретично обґрунтовані комплексні параметри режимів роботи ЕНВ та параметри складу портфелю агрегатора, що відрізняються врахуванням енергоефективності та комфорту користування, які дозволяють визначати можливість залучення ЕНВ до різновиду управління споживанням електричної енергії «реагування на попит». 3. Вперше запропоновано метод визначення парето-оптимальних температурних уставок ЕНВ, що відрізняється врахуванням стратифікації температури води у баку ЕНВ, який дозволяє підтримувати енергоефективність роботи ЕНВ та комфорт споживача. 4. Отримала подальший розвиток імітаційна модель управління електроспоживанням ЕНВ шляхом врахування просторово-часової динаміки теплових процесів в ЕНВ та поведінкових особливостей їх використання, що дозволило підвищити ефективність формування заявок агрегатором на балансуючому ринку електричної енергії. Практичне значення отриманих результатів для електроенергетичної галузі полягає в наступному: 1. Визначено вплив сезонних та кліматичних факторів на роботу ЕНВ як ресурсу реагування на попит та встановлено, що величина потенціалу гнучкості споживання електричної енергії може змінюватися в межах до ±70 % від середнього рівня. 2. Виконано оцінку структури парку побутових ЕНВ в Україні та визначено їх агрегований потенціал, що становить близько 3 ГВт регульованого навантаження, придатного для участі в програмах реагування на попит. 3. Розроблено та реалізовано дослідну установку на основі технологій Інтернету речей, яка забезпечила збирання високочастотних експериментальних даних роботи ЕНВ протягом понад двох років, а результати експерименту оприлюднено у відкритому доступі для подальших досліджень та практичного застосування. 4. Отримала подальший розвиток архітектура організаційно-технічної інфраструктури агрегатора, що відрізняється деталізованим врахуванням особливостей взаємодії зі всіма учасниками ринку електричної енергії, яка дозволяє широке залучення побутових споживачів з водонагрівачами до управління споживання електричної енергії. За результатами дослідження підтверджено теоретичну та практичну цінність розроблених методик, що підтверджено актами впровадження.

Читати повністю

Публікації

1. Кіянчук В. М. Інтеграція побутових водонагрівачів у системи реагування на попит в енергетичній системі. / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Технічна електродинаміка. Київ: ІЕД НАН України, 2026. №2. С. 70-79 (Scopus, Україна, А)

2. Кіянчук В. М. Участь побутових споживачів на енергетичних ринках через керування попитом / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Енергозбереження. Енергетика. Енергоаудит. Харків: НТУ «ХПІ», 2023. № 9–10 (187–188). С. 6–35. (Б)

3. Кіянчук В. М. Оцінка особливостей ресурсу водонагрівачів для реагування на попит в енергосистемі / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Вісник Вінницького політехнічного інституту. Вінниця: ВНТУ, 2025. № 2 (179). С. 71–80. (Б)

4. Кіянчук В. М. Організація роботи агрегатора для інтеграції побутових споживачів у програми реагування на попит / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Енергозбереження. Енергетика. Енергоаудит. Харків: НТУ «ХПІ», 2025. № 3 (206). С. 31–48. (Б)

5. Кіянчук В. М. Аналіз допоміжної послуги оператору енергосистеми «demand response» / Кіянчук В. М., Лазуренко О. П., Махотіло К. В. // Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я : тези доповідей XXX Міжнародної науково-практичної конференції MicroCAD-2022 (м. Харків, 19-21 жовтня 2022 р.). – Харків : Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», 2022. – С. 76.

6. Кіянчук В. М. Оцінка переносу навантаження енергомережі за допомогою послуги demand response / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Теоретичні та практичні дослідження молодих вчених : матеріали XVІ Міжнародної науково-практичної конференції магістрантів та аспірантів (м. Харків, 14-16 грудня 2022 р.). – Харків: Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», 2022. – С. 157-158.

7. Кіянчук В. М. Аналіз шляхів використання систем накопичення енергії в програмах керування попитом / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Енергоефективність та енергетична безпека електроенергетичних систем (EEES-2022) : матеріали VІ Міжнародної науково-технічної конференції (м. Харків, 20-23 листопада 2022 р.). – Харків: Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», 2022. – С. 49-50.

8. Кіянчук В. М. Проблеми залучення малопотужних споживачів до керування попитом на енергоринках / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Електроенергетика, електромеханіка та технології в АПК: наукові пошуки молоді : матеріали науково-практичної конференції (м. Харків, 11 квітня 2023 р.). – Харків: Державний біотехнологічний університет, 2023. – С. 14.

9. Kiianchuk V. M. Analysing household consumers' demand response through behavioural load profiles / Kiianchuk V. M. // Conferinţa tehnico-ştiinţifică a studenţilor, masteranzilor şi doctoranzilor : Proceedings of the International Scientific Conference (Chișinău, Republica Moldova, 5-7 April 2023). – Chisinau: Universitatea Tehnică a Moldovei, 2023. Vol. 1.– P. 80-83.

10. Кіянчук В. М. Використання систем безперебійного живлення для управління попитом / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я : тези доповідей XXXІ Міжнародної науково-практичної конференції MicroCAD-2023 (м. Харків, 17-20 травня 2023 р.). – Харків : Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», 2023 р. – С. 109.

11. Kiianchuk V. M. Managing demand in the modern energy system: the role of consumers and the potential of demand response programs / Kiianchuk V. M. // An Innovative Model of Research Projects Aimed at the Integration of Ukraine into the European Scientific Space : book of abstracts an Annual International PhD Conference (Kharkiv, 27 April 2023). – Kharkiv: National Technical University «Kharkov Polytechnic Institute», 2023. – P. 43-47.

12. Кіянчук В. М. Участь агрегаторів у керуванні попитом / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Електроенергетика, електромеханіка та технології в АПК: наукові пошуки молоді : матеріали науково-практичної конференції (м. Харків, 9 листопада 2023 р.). – Харків: Державний біотехнологічний університет, 2023. – С. 15-16.

13. Кіянчук В. М. Експериментальне дослідження участі побутового споживача на балансуючому ринку за допомогою бойлера / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Теоретичні та практичні дослідження молодих вчених: матеріали XVІІ Міжнародної науково-практичної конференції магістрантів та аспірантів (м. Харків, 28-30 листопада 2023 р.). – Харків: Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», 2023. – С. 195-196.

14. Кіянчук В. М. Моделювання реагування попитом водонагрівача в OpenModelica / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я : тези доповідей XXXІІ Міжнародної науково-практичної конференції MicroCAD-2024 (м. Харків, 22-25 травня 2024 р.). – Харків : Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», 2024 р. – С. 116.

15. Кіянчук В. М. Залучення побутових споживачів з водонагрівачами до реагування на попит / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Теоретичні та практичні дослідження молодих вчених : матеріали XVІІІ Міжнародної науково-практичної конференції магістрантів та аспірантів (м. Харків, 19-22 листопада 2024 р.). – Харків: Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», 2024. – С. 293.

16. Кіянчук В. М. Використання водонагрівачів для реагування на попит в енергосистемі / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Аспірантські читання імені професора Артура Веніаміновича Праховника : матеріали наукової конференції (м. Київ, 25-26 березня 2025 р.). – Київ: Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», 2025. – С. 33-39.

17. Кіянчук В. М. Водонагрівачі як ресурс гнучкості в рамках реагування на попит в енергосистемі / Кіянчук В. М., Махотіло К. В. // Теоретичні та практичні дослідження молодих вчених : матеріали ХІХ Міжнародної науково-практичної конференції магістрантів та аспірантів (м. Харків, 19-21 листопада 2025 р.). – Харків: Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», 2025. – С. 269.

18. Kiianchuk V. M. Modeling of Domestic Electric Water Heaters for Demand Response / Kiianchuk V. M., Makhotilo K. V. // IEEE 5th KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek) : Сonference paper (м. Харків, 7-11 жовтня 2024 р.). Kharkiv: National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», 2024. – P. 1-6 (Scopus, Україна).

19. Kiianchuk V. M. Modeling Load Profile of Aggregated Electric Water Heaters for Energy Market Integration / Kiianchuk V. M., Makhotilo K. V. // IEEE 6th KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek) : Сonference paper (м. Харків, 6-10 жовтня 2025 р.). Kharkiv: National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», 2025. – P. 1-4 (Scopus, Україна).

Читати повністю

Файли

autoreferat-tytul_dysertatsiia_2026_Kiianchuk_Modes.pdf

dysertatsiia_2026_Kiianchuk_Modes.pdf

Схожі дисертації

0826U000891

Чернещук Ігор Сергійович

Неінтрузивний SMART-моніторинг ефективності роботи активних споживачів в локальних електроенергетичних системах

0826U000871

Буряк Анна Романівна

Резистивне заземлення нейтралі розподільної мережі 20 кВ

0826U000602

Мельник Олександр Анатолійович

Оптимальне інтегрування відновлюваних джерел енергії в локальну енергосистему

0826U000601

Бережнюк Микола Миколайович

Термоелектрична установка на основі двигуна Стірлінга

0826U000075

Котякова Марина Геннадіївна

Оперативне керування напругою живлення споживачів електричних мереж підземних рудників