Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50517| Назва: | Застосування накопичувачів енергії для стабілізації роботи автономних енергетичних систем |
| Інші назви: | Application of energy storage systems for stabilizing the operation of autonomous power systems |
| Автори: | Вітайло, Роман Євгенович Vitailo, Roman |
| Бібліографічний опис: | Вітайло Р. Є. Застосування накопичувачів енергії для стабілізації роботи автономних енергетичних систем: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня магістр за спеціальністю „141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка“ / Р. Є. Вітайло. — Тернопіль: ТНТУ, 2025. — 82 с. |
| Дата публікації: | тра-2025 |
| Дата внесення: | 21-гру-2025 |
| Видавництво: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Країна (код): | UA |
| Місце видання, проведення: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Науковий керівник: | Костик, Любов Миколаївна Kostyk, Liubov |
| УДК: | 621.3 |
| Теми: | 141 електроенергетика, електротехніка та електромеханіка автономні енергосистеми накопичувачі енергії відновлювальні джерела енергії літій-іонні акумулятори енергоефективність вітрові установки сонячні панелі autonomous energy systems еnergy storage systems кenewable energy sources lithium-ion batteries energy efficiency wind turbines solar panels |
| Кількість сторінок: | 82 |
| Короткий огляд (реферат): | Магістерська кваліфікаційна робота присвячена дослідженню застосування накопичувачів енергії для стабілізації роботи автономних енергетичних систем. У роботі проведено порівняння різних технологій накопичення енергії та їх вплив на загальну ефективність автономних енергосистем, зокрема в умовах використання відновлювальних джерел енергії, таких як сонячні та вітрові установки. Актуальність теми полягає в необхідності забезпечення стабільності енергетичних мереж за допомогою інтеграції систем накопичення енергії в автономні мережі, що дозволяє зменшити залежність від традиційних енергетичних ресурсів. Використання накопичувачів енергії дозволяє підвищити енергоефективність, покращити екологічну стійкість і забезпечити стабільне енергопостачання для віддалених і сільських територій, де немає централізованого енергопостачання. Особливо важливим є удосконалення методів управління накопичувачами для оптимізації витрат на енергетичні ресурси і забезпечення стабільності енергосистем за різних умов. У роботі також розглянуто порівняння різних типів накопичувачів енергії, їх технічні характеристики та економічні показники. Особливу увагу приділено системам на основі літій-іонних акумуляторних батарей, які є найбільш перспективними для автономних енергетичних систем завдяки високій ефективності, довговічності та можливості швидкого реагування на зміни навантаження. Це дослідження сприяє розвитку технологій енергетичної незалежності і забезпечення стабільності енергосистем, а також дає практичні рекомендації щодо впровадження накопичувачів енергії в різні типи автономних мереж. The Master's thesis is dedicated to the study of energy storage applications for stabilizing the operation of autonomous energy systems. The work compares various energy storage technologies and their impact on the overall efficiency of autonomous energy systems, particularly in the context of renewable energy sources such as solar and wind installations. The relevance of the topic lies in the need to ensure the stability of energy networks through the integration of energy storage systems into autonomous grids, which helps reduce dependence on traditional energy resources. The use of energy storage allows for increased energy efficiency, improved ecological sustainability, and ensures stable energy supply to remote and rural areas where centralized energy supply is absent. Especially important is the improvement of energy storage management methods to optimize energy resource costs and ensure the stability of energy systems under different conditions. The thesis also discusses the comparison of various types of energy storage systems, their technical characteristics, and economic indicators. Particular attention is given to lithium-ion battery-based systems, which are considered the most promising for autonomous energy systems due to their high efficiency, longevity, and ability to respond quickly to load changes. This research contributes to the development of energy independence technologies and the stability of energy systems, providing practical recommendations for the implementation of energy storage in various types of autonomous grids.. |
| Опис: | У роботі проведено удосконалення методів управління накопичувачами енергії, що дозволить оптимізувати витрати на енергетичні ресурси та забезпечити стабільність енергосистем у будь-який час доби, при різних погодних умовах і за будь-яких режимів навантаження. Важливим аспектом є також екологічний вплив цих технологій, оскільки ефективне використання накопичувачів зменшує потребу у викопних енергоресурсах. |
| Зміст: | ВСТУП 6 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 8 1.1 Порівняльний аналіз типів підсистем накопичення та областей застосування систем накопичення електричної енергії 8 1.2 Аналіз областей застосування систем накопичення електричної енергії 13 1.3 Аналіз даних про застосування різних типів підсистем накопичення в розподільних електричних мережах 16 1.4 Аналіз підходів до вибору систем накопичення електричної енергії та місць їх розміщення в розподільних електричних мережах 19 1.5 Висновки до розділу 1 24 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 26 2.1 Опис об'єкта дослідження 26 2.2 Визначення енергоємкості та місця розміщення системи накопичення електричної енергії 29 2.2.1 Визначення оптимального місця розміщення СНЕЕ 30 2.2.2 Визначення енергоємності СНЕЕ 38 2.3 Вихідні дані для побудови СНЕЕ 41 2.4 Будова СНЕЕ 44 2.5 Висновки до розділу 2 51 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 52 3.1 Застосування систем накопичення електричної енергії 52 3.2 Оптимізація напруги на шинах 0,4 кВ за допомогою накопичувачів енергії та ВДЕ 56 3.3 Дослідження ефективності застосування систем накопичення електричної енергії для підвищення пропускної здатності розподільних електричних мереж 60 3.3.1 Визначення найкращих умов для застосування СНЕЕ, на підставі розрахунку капітальних витрат 61 3.3.2 Порівняння ефективності застосування СНЕЕ 65 3.4 Висновки до розділу 3 69 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 70 4.1 Загальні вимоги безпеки до накопичувачів енергії 70 4.2 Правила техніки безпеки при встановленні, експлуатації та обслуговуванні накопичувачів енергії 71 4.2.1 Правила безпеки при встановленні накопичувачів енергії 71 4.2.2 Правила безпеки при експлуатації та обслуговуванні накопичувачів енергії 72 4.3 Фактори, що впливають на протипожежну стійкість об’єктів з накопичувачами енергії в надзвичайних ситуаціях 74 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 77 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 78 |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50517 |
| Власник авторського права: | © Вітайло Р.Є., 2025 |
| Перелік літератури: | 1. Тарасенко М. Г. Аналіз ефективності застосування накопичувачів енергії в електричних мережах / М. Г. Тарасенко, В. І. Гетманюк, Р. Є. Вітайло // Матеріали МНТК „Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій“, 28-29 травня 2025 року. — Т. : ФОП Паляниця В. А., 2025. — С. 61–62. 2. Коваль В.П. Методичні вказівки до виконання кваліфікаційної роботи магістра для здобувачів другого рівня вищої освіти за ОПП Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка/ В.П. Коваль, М.Г. Тарасенко, О.А. Буняк, Л.Т. Мовчан – Тернопіль: ТНТУ. – 2024. – 51 с. 3. Коваль В. П. Енергетична ефективність систем позиціонування плоских сонячних панелей / В. П. Коваль, Р. Р. Івасечко, К. М. Козак // Енергозбереження. Енергетика. Енергоаудит. – 2015. – № 3. – С. 2-10. 4. Коваль В. П. Автоматизована вимірювальна установка для дослідження електричних характеристик фотоелектричних модулів/ В. П. Коваль, Б.Я. Оробчук, Л.М. Костик, Я.М. Осадца// Вісник Хмельницького національного університету. – 2022. – № 5. – С. 168-173. 5. Стручок В.С. Безпека в надзвичайних ситуаціях. Методичний посібник для здобувачів освітнього ступеня «магістр» всіх спеціальностей денної та заочної (дистанційної) форм навчання / В.С. Стручок. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А. – 2022. – 156 с. 6. Тарасенко М. Dependences of relative and absolute glazed area from configuration and common areas of window embrasure / М. Тарасенко, В. Бурмака, К. Козак // Вісник Тернопільського національного технічного університету. – 2018. – №1 (89). – С. 122-131. 7. Тарасенко М. Економічна ефективність багатотарифного обліку електроенергії в Україні / М. Тарасенко, К. Козак // Світлотехніка та електроенергетика. – 2017. – №1. – С. 23-33. 8. Тарасенко М. Ways to save fuel and energy resources in daily graft / М. Тарасенко, К. Козак // Вісник Тернопільського національного технічного університету. – 2017. – №1 (85). – С. 101-108. 9. Особливості побудови та використання систем накопичення енергії у розподільних мережах / А. Ф. Жаркін, В. А. Попов, О. С. Ярмолюк, В. О. Наталич // Енергетика: економіка, технології, екологія : науковий журнал. – 2022. – № 3. – С. 44-52. 10. Системи накопичення електричної енергії. Підручник / І.О. Сінчук, С.М. Бойко; під ред. доктора технічних наук, професора О.М. Сінчука. – Кривий Ріг, 2020. – 219 с. 11. Стан і перспективи розвитку технологій «інтелектуальних» електромереж, управління попитом та систем режимного управління в умовах розвитку поновлюваних джерел енергії у зарубіжній енергетичній сфері [Електронний ресурс] // НЕК "Укренерго". – 2018. – Режим доступу до ресурсу: https://ua.energy/wp-content/uploads/2018/04/1.-Stan-rozvytku-smartgrid.pdf/ 12. Перхун О. Л. «Накопичувачі електроенергії в енергосистемах» [Електронний ресурс] / О. Л. Перхун – Режим доступу до ресурсу: http://eprints.kname.edu.ua/52580/1/%D1%872-30-31.pdf. 13. Денисюк С. П. «Аналіз можливостей оптимізації добового графіку споживання електричної енергії» [Електронний ресурс] / С. П. Денисюк, В. В. Опришко // ВІСНИК КНУТД №6 (128), 2018. – 2018. – Режим доступу до ресурсу: http://vistnuk.knutd.edu.ua/wp-content/uploads/sites/2/2019/03/10-28.pdf. 14. Кулік М. М. Можливості використання акумуляторних батарей для стабілізації частоти в об’єднаних енергосистемах з потужними сонячними електростанціями [Електронний ресурс] / М. М. Кулік // Інститут загальної енергетики НАН України. – 2018. – Режим доступу до ресурсу: http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgibin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/vien_2018_3_3.pdf. 15. Лежнюк П.Д. Електроощадні технології в електричних мережах енергосистем / Добровольська Л. Н., Кулик В. В., Лежнюк П. Д. // Під редакцією Лежнюка П.Д. − Луцьк: ІВВ Луцького НТУ. – 2018. − 328 с. 16. Фіалко Н.М., Тимченко М.П. Технології накопичення енергії у складі інтелектуальних систем енергозабезпечення. Промислова теплотехніка. – 2017. Т. 39. № 4. – С. 44-54. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/142376/07-Fialko.pdf?sequence=1. 17. Дерій В. Накопичувачі електричної енергії. Системні дослідження в енергетиці. – 2023. – № 1(72). – С. 12-24. https://doi.org/10.15407/srenergy2023.01.012. 18. Бєлоусова К. Названо ТОП-5 найбільших проєктів зі зберігання енергії у 2022 році. Сайт Екополітика. URL: https://ecopolitic.com.ua/ua/news/nazvano-top-5-najbilshih-proiektiv-zi-zberigannya-energii-u-2022-roci. 19. Стисло Б.О. Особливості застосування накопичувачів електричної енергії в системах електропостачання залізниці. Вісник НТУ «ХПІ». 2018. № 9. С. 76-82. URL:http://repository.kpi.kharkov.ua/bitstream/KhPIPress/36288/1/vestnik_KhPI _2018_9_Styslo_Osoblyvosti_zastosuvannia.pdf. 20 Хоменко О.В., Наконечний В.О. Застосування накопичувачів електроенергії для регулювання напруги в електричній мережі. Сучасні проблеми електроенерготехніки та автоматики. 2020. С. 67-71. http://jour.fea.kpi.ua/article/view/231125. 21. Muruganantham B., Gnanadass R., Padhy N. Challenges with renewable energy sources and storage in practical distribution systems. Renew Sustain Energy Rev. 2017. Vol. 73. Pp. 125–134. DOI: 10.1016/j.rser.2017.01.089. 22. Choton K. Das, Octavian Bassa, Ganesh Kothapallia, Thair S. Mahmoudb, Daryoush Habibi Overview of energy storage systems in distribution networks: Placement, sizing, operation, and power quality. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. Vol. 91. Pр. 1205–1230. DOI: 10.1016/j.rser.2018.03.068. 23. Luo X., Wang J., Wojcik J.D., Wang J., Li D., Draganescu M., Li Y., Miao S. Review of Voltage and Frequency Grid Code Specifications for Electrical Energy Storage Applications. Energies. 2018. Vol. 11, no. 5. Pр. 1070. DOI: 10.3390/en11051070. 24. Галько С. В., Мірошник О. О., Сивенко М. М., Qawaqzeh M. Z., Al_Issa Huthaifa. Визначення оптимальних параметрів накопичуючих та генеруючих джерел електричної енергії в автономних локальних електричних системах. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету : наукове фахове видання. Запоріжжя : ТДАТУ, 2023. Вип. 23, т. 2. С. 134-151. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2023-23-2-134-151. 25. Фесенко А. П., Єршов Р. Д., Степенко С. А. Огляд та обґрунтування вибору акумуляторних батарей для автономної системи електроживлення на основі фотоелектричних перетворювачів. Технічні науки та технології. 2017. № 1(7). С. 177-186. 26. Захарченко Д., Степенко С. Дослідження елементів накопичення електроенергії у складі автономних електроенергетичних систем на основі фотоелектричних перетворювачів. Технічні науки та технології. 2025. № 2 (40). С. 420-431. https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-2(40)-420-431. 27. Касаткіна І. В. , Левченко Р. О. Сучасні системи накопичення електричної енергії. «Наукова весна» 2023 : матеріали XIІI Міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених, Дніпро, 1-3 березня 2023 року / Національний технічний університет «Дніпровська політехніка» – Дніпро : НТУ «ДП», 2023. – С. 145-146. 28. Мирутенко П.П., Лістовщик Л.К. Накопичувачі енергії. Основні типи та перспективи використання. Енергетика: економіка, технології, екологія. 2022. No 4. С. 107-116. 29. Системи накопичення енергії: чи є майбутнє в Україні? –2022. -Режим доступу: https://ecopolitic.com.ua/ua/news/sistemi-nakopichennya-energii-chi-ie-majbutnie-v-ukraini/. 30. Омеляненко, Г. В., Черкашина В. В., Макаров А. О. Дослідження доцільності застосування накопичувачів електричної енергії в електричних мережах України. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність, вип. 1(10), Липень 2025. – С. 101-106. https://doi.org/10.20998/EREE.2025.1(10).332984. 31. Малогулко Ю.В. Дослідження сучасних технологій систем накопичення енергії / Малогулко Ю.В., Ластівка В.Б. // Znanstvena misel journal. №65/2022, рр. 65-68. ISSN 3124-1123. |
| Тип вмісту: | Master Thesis |
| Розташовується у зібраннях: | 141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Кваліфікаційна робота_Вітайло Р.Є..pdf | Кваліфікаційна робота магістра_Вітайло Р.Є. | 5,11 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.
Інструменти адміністратора