Определение оптимальной доли возобновляемых источников электроэнергии по критериям надёжности, уязвимости и живучести энергосистем

Проблемы управления ЭЭС с большой долей или преобладанием ВИЭ хорошо известны и связаны с суточной и годовой неравномерностью генерации, а также её неопределенностью. Ответом на эти трудности становится увеличение поддерживаемых резервов генерации на случай снижения выработки ВИЭ; развитие систем накопления электроэнергии для выравнивания графика; задействование маневренной тепловой генерации и ГЭС для покрытия графиков нагрузки с высокой неравномерностью. Даже при небольшой доле ВИЭ в ЕЭС России, зафиксированы случаи, когда выдачу мощности с объектов ВИЭ приходится ограничивать из-за сетевых ограничений. Сегодня все энергосистемы встали на путь перехода к "зелёной энергетике" и где-то на этом пути есть точка, в которой недостатки ВИЭ начинают перевешивать преимущества, в которой управление системой усложняется настолько, что грозит надёжности потребителей, в которой перед дальнейшим перепрофилированием генерации требуются дополнительные мероприятия по повышению режимной управляемости. Сложность в том, чтобы для каждой конкретной системы в зависимости от её характеристик, заранее определить эту точку по различным критериям и оптимальным образом скорректировать стратегию развития. На решение этой проблемы направлен данный проект. Актуальность обозначенной проблемы связана с постепенным распространением ВИЭ в ЕЭС России, которое в последние годы начало ускоряться. Сегодня доля ВИЭ в общей выработке электроэнергии невелика: до 10% в отдельных регионах. Программа ДМП ВИЭ, а также инициативы, прозвучавшие в этом году в правительстве и СО по покрытию дефицита мощности в Сибири и на Дальнем Востоке именно за счёт ВИЭ, создают условия для роста доли таких источников электроэнергии. Сегодня уже есть хорошо известные примеры ЭЭС, в которых бездумное развитие ВИЭ привело к снижению надёжности, ущербу потребителям и убыткам энергокомпаниям и экономике. К таким системам относятся, например, ЭЭС Калифорнии и Гавайев, в которых кривые графика выработки электроэнергии наглядно демонстрируют причины роста стоимости электроэнергии в этих штатах и тяжелейшие условия работы для традиционной, но дорогой маневренной генерации, связанные с быстрыми наборами/сбросами мощности, а также пусками и остановами агрегатов. Проблемы, в данных ЭЭС показывают, что при развитии отечественных ЭЭС есть риск того, что погоня за "зеленой энергетикой" и дешевой энергией без соответствующей предиктивной аналитики приведет к снижению надёжности и ущербу энергетическому сектору, экономике и потребителям. Главным результатом к концу реализации проекта должна стать методика, с помощью которой для некоторой системы с учётом её топологии, расположения центров потребления, а также существующего профиля генерации можно будет определить оптимальные состав ВИЭ, оптимальный объём вводимых мощностей, а также их территориальное распределение.