Вероятностная оценка краткосрочной гибкости энергосистемы с учетом ошибок прогнозов генерации и потребления
DOI:
https://doi.org/10.24160/0013-5380-2026-8-17-28Ключевые слова:
гибкость энергосистемы, вероятностный анализ, ошибки прогнозирования, ВИЭ, ветровые и солнечные электростанции, прогноз чистой нагрузки, регулирующие резервыАннотация
Статья посвящена оценке гибкости электроэнергетической системы (ЭЭС) с учётом неопределённости, обусловленной ошибками прогнозирования генерации возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и потребления активной мощности ЭЭС. Проведён анализ влияния ошибок прогнозирования генерации ветровых и солнечных электростанций, а также электропотребления на баланс мощности ЭЭС. Разработана методика определения суммарной неопределённости режима на основе статистического агрегирования ошибок прогнозов с учётом их корреляции. Предложен подход к оценке требуемого уровня гибкости ЭЭС и объёма регулирующих резервов. Разработана методика вероятностной оценки гибкости ЭЭС, учитывающая совместное влияние ошибок прогнозирования генерации ВИЭ и потребления активной мощности на основе их статистических характеристик и взаимной корреляции. Получены зависимости для определения суммарной неопределённости режима и оценены требования к гибкости ЭЭС при различных уровнях вариабельности генерации и потребления электроэнергии. Показано влияние ошибок прогнозирования на потребность в регулирующих резервах и способность ЭЭС поддерживать баланс мощности. Полученные результаты могут быть полезны при планировании режимов работы ЭЭС, определении требований к маневренности генерации и объёмам резервов мощности, при анализе условий интеграции ветровых и солнечных электростанций в ЭЭС.
Библиографические ссылки
1. Аллаев К.Р. Современная энергетика и перспективы ее развития. Ташкент: Fan va texnologiyalar nashriyot-matbaa uyi, 2021, 952 с.
2. IRENA. Power System Flexibility for the Energy Transition. Part 1: Overview for policy makers. Abu Dhabi: International Renewable Energy Agency, 2018, 48 p.
3. Hadi M.B. et al. A Comprehensive Review on Power System Flexibility: Concept, Services, and Products. – IEEE Access, 2022, vol. 10, pp. 99257–99267, DOI: 10.1109/ACCESS.2022.3206428.
4. Bertsch J. et al. Flexibility in Europe's Power Sector – An Additional Requirement or an Automatic Complement? – Energy Economics, 2016, vol. 53, pp. 118–131, DOI: 10.1016/j.eneco.2014.10.022.
5. Ela E., Milligan M., Kirby B. Operating Reserves and Variable Generation. Technical Report NREL/TP-5500-51978. Golden, CO, USA: National Renewable Energy Laboratory, 2011, 103 p.
6. Holttinen H. et al. Methodologies to Determine Operating Reserves Due to Increased Wind Power. – IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2012, vol. 3. No. 4, pp. 713–723, DOI: 10.1109/TSTE.2012.2208207.
7. Wang Y. et al. Methods for Assessing Available Wind Primary Power Reserve. – IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2015, vol. 6. No. 1, pp. 272–280, DOI: 10.1109/TSTE.2014.2369235.
8. Status of Power System Transformation: Advanced Power Plant Flexibility. Paris: International Energy Agency, 2018, 115 p.
9. Аксаева Е.С., Глазунова А.М. Разработка метода определения гибкости электроэнергетической системы с ветропарками на базе искусственных нейронных сетей. – iPolytech Journal, 2024, т. 26, № 2, с. 247–260.
10. Response to CEER Consultation. Technical Report. Brussels: European Network of Transmission System Operators for Electricity (ENTSO-E), 2017, 34 p.
11. Mandatova P., Mikhailova O. Flexibility and Aggregation: Requirements for Their Interaction in the Market. – Brussels: Eurelectric, 2014, 13 p.
12. Bouffard F., Ortega-Vazquez M. The Value of Operational Flexibility in Power Systems with Significant Wind Power Generation. – IEEE Power and Energy Society General Meeting, 2011, DOI: 10.1109/PES.2011.6039031.
13. Lyon J. et al. Market Implications and Pricing of Dynamic Reserve Policies for Systems with Renewables. – IEEE Power & Energy Society General Meeting, 2015, DOI: 10.1109/PESGM.2015.7285837.
14. Ibanez E., Krad I., Ela E. A Systematic Comparison of Operating Reserve Methodologies. – IEEE Power and Energy Society General Meeting, 2014, DOI: 10.1109/PESGM.2014.6939462.
15. Shrivastava A.B., Pandit M., Dubey H.M. Dynamic Energy and Reserve Dispatch Solutions for Electricity Market with Practical Constraints: Intelligent Computing Technique. – Fourth Int. Conf. on Communication Systems and Network Technologies, 2014, pp. 990–994, DOI: 10.1109/CSNT.2014.202.
16. Huber M., Dimkova D., Hamacher T. Integration of Wind and Solar Power in Europe: Assessment of Flexibility Requirements. – Energy, 2014, vol. 69, pp. 236–246, DOI: 10.1016/j.energy.2014.02.109.
17. Tuohy A., Lannoye E. Metrics for Quantifying Flexibility in Power System Planning. Technical Report. Palo Alto, CA, USA: Electric Power Research Institute, 2014, 13 p.
18. Allaev K.R., Makhmudov T.F., Losev D.Y. Analysis of the Flexibility of Uzbekistan’s Power System under Increasing Shares of VariableRenewable Energy Generation. – Scientific and Technical Journal of Problems of Energy and Sources Saving, 2025, No. 4, pp. 33–44, DOI: 10.5281/zenodo.18410767.
19. Heggarty T. et al. Quantifying Power System Flexibility Provision. – Applied Energy, 2020, vol. 279, DOI: 10.1016/j.apenergy.2020.115852.
#
1. Allaev K.R. Sovremennaya energetika i perspektivy ee razvitiya (Modern Energy and Its Development Prospects). Tashkent: Fan va texnologiyalar nashriyot-matbaa uyi, 2021, 952 p.
2. IRENA. Power System Flexibility for the Energy Transition. Part 1: Overview for policy makers. Abu Dhabi: International Renewable Energy Agency, 2018, 48 p.
3. Hadi M.B. et al. A Comprehensive Review on Power System Flexibility: Concept, Services, and Products. – IEEE Access, 2022, vol. 10, pp. 99257–99267, DOI: 10.1109/ACCESS.2022.3206428.
4. Bertsch J. et al. Flexibility in Europe's Power Sector – An Additional Requirement or an Automatic Complement? – Energy Economics, 2016, vol. 53, pp. 118–131, DOI: 10.1016/j.eneco.2014.10.022.
5. Ela E., Milligan M., Kirby B. Operating Reserves and Variable Generation. Technical Report NREL/TP-5500-51978. Golden, CO, USA: National Renewable Energy Laboratory, 2011, 103 p.
6. Holttinen H. et al. Methodologies to Determine Operating Reserves Due to Increased Wind Power. – IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2012, vol. 3. No. 4, pp. 713–723, DOI: 10.1109/TSTE.2012.2208207.
7. Wang Y. et al. Methods for Assessing Available Wind Primary Power Reserve. – IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2015, vol. 6. No. 1, pp. 272–280, DOI: 10.1109/TSTE.2014.2369235.
8. Status of Power System Transformation: Advanced Power Plant Flexibility. Paris: International Energy Agency, 2018, 115 p.
9. Aksaeva E.S., Glazunova A.M. iPolytech Journal, 2024, vol. 26, No. 2, pp. 247–260.
10. Response to CEER Consultation. Technical Report. Brussels: European Network of Transmission System Operators for Electricity (ENTSO-E), 2017, 34 p.
11. Mandatova P., Mikhailova O. Flexibility and Aggregation: Requirements for Their Interaction in the Market. – Brussels: Eurelectric, 2014, 13 p.
12. Bouffard F., Ortega-Vazquez M. The Value of Operational Flexibility in Power Systems with Significant Wind Power Generation. – IEEE Power and Energy Society General Meeting, 2011, DOI: 10.1109/PES.2011.6039031.
13. Lyon J. et al. Market Implications and Pricing of Dynamic Reserve Policies for Systems with Renewables. – IEEE Power & Energy Society General Meeting, 2015, DOI: 10.1109/PESGM.2015.7285837.
14. Ibanez E., Krad I., Ela E. A Systematic Comparison of Operating Reserve Methodologies. – IEEE Power and Energy Society General Meeting, 2014, DOI: 10.1109/PESGM.2014.6939462.
15. Shrivastava A.B., Pandit M., Dubey H.M. Dynamic Energy and Reserve Dispatch Solutions for Electricity Market with Practical Constraints: Intelligent Computing Technique. – Fourth Int. Conf. on Communication Systems and Network Technologies, 2014, pp. 990–994, DOI: 10.1109/CSNT.2014.202.
16. Huber M., Dimkova D., Hamacher T. Integration of Wind and Solar Power in Europe: Assessment of Flexibility Requirements. – Energy, 2014, vol. 69, pp. 236–246, DOI: 10.1016/j.energy.2014.02.109.
17. Tuohy A., Lannoye E. Metrics for Quantifying Flexibility in Power System Planning. Technical Report. Palo Alto, CA, USA: Electric Power Research Institute, 2014, 13 p.
18. Allaev K.R., Makhmudov T.F., Losev D.Y. Analysis of the Flexibility of Uzbekistan’s Power System under Increasing Shares of Variable Renewable Energy Generation. – Scientific and Technical Journal of Problems of Energy and Sources Saving, 2025, No. 4, pp. 33–44, DOI: 10.5281/zenodo.18410767.
19. Heggarty T. et al. Quantifying Power System Flexibility Provision. – Applied Energy, 2020, vol. 279, DOI: 10.1016/j.apenergy.2020.115852
