Использование накопителей электроэнергии в качестве инструментов управления спросом на электропотребление

УДК 332.1+338.4 DOI: 10.30914/2411-9687-2019-5-2-228-238

Использование накопителей электроэнергии

В КАЧЕСТВЕ ИНСТРУМЕНТОВ УПРАВЛЕНИЯ СПРОСОМ НА ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЕ

А. П. Дзюба

ООО «НИЦ «Энергетический менеджмент», г. Челябинск

Одним из современных направлений внедрения технологических инноваций в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности является развитие технологий накопителей электроэнергии, которые используются в качестве инструментов управления спросом на электропотребление. Целью настоящей работы является исследование возможностей использования промышленных накопителей электроэнергии в качестве инструментов управления спросом на промышленных предприятиях России. В статье приводится анализ отечественных и зарубежных исследований в области применения накопителей электроэнергии, а также моделей управления спросом на электропотребление. В процессе исследования были использованы методы синтеза, анализа, а также моделирования. Автором проводится анализ различных конфигураций управления спросом на электропотребление с выявлением конфигурации управления, в рамках которой наиболее целесообразно применять промышленные накопители электроэнергии. В статье приводится анализ примера подключения промышленного накопителя в систему электроснабжения промышленного предприятия, выявляются особенности и ограничения связанные с управлением спросом на основе промышленного накопителя электроэнергии. Результатами исследования является разработка алгоритма управления системой накопителей электроэнергии, разработанный на основании выявленных особенностей и ограничений, который разделен на два базовых блока: «режим зарядки накопителя» и «режим выдачи электроэнергии в сеть», выполнение которых должно производиться при определенных внешних и внутренних условиях. Под внешними условиями работы накопителей электроэнергии в статье понимаются условия закупок электроэнергии с оптового либо розничного рынка электроэнергии в различные периоды суток. Под внутренними условиями принимаются особенности изменения конфигурации графика спроса на электропотребление нагрузкой промышленного предприятия. В заключение приводятся разработанные автором формулы оценки экономического эффекта от применения промышленного накопителя электроэнергии в качестве инструмента управления спросом, выполнение расчетов на основе которых позволяют выполнить оценку экономической целесообразности использования промышленных накопителей в качестве инструмента управления спросом, как в краткосрочных, так и в долгосрочных периодах.

Ключевые слова: промышленные накопители электроэнергии, промышленные аккумуляторы, электрохимические аккумуляторы, управление спросом на электропотребление, энергоэффективность, цены на закупку электроэнергии.

Use of energy storage devices as power demand management tools

A. P. Dzyuba

LLC SIC Energy Management, Chelyabinsk

One of the modern directions of introducing technological innovations in the field of power saving and power efficiency is the development of power storage technologies, which are used as power demand management tools. The purpose of this work is to study the possibilities of using industrial power storage devices as demand management tools at industrial enterprises in Russia. The article provides an analysis of domestic and foreign research in the field of application of power storage devices, as well as models of power demand management. In the process of research methods of synthesis, analysis, and modeling were used. The author analyzes the various configurations of power demand management with the identification of management configuration, within the framework of which it is most expedient to use industrial power storage devices. The article provides an analysis of an example of industrial storage connection to power supply system of an industrial enterprise, identifies the features and limitations associated with demand management based on industrial power storage. The results of the research are the development of an algorithm for power storage system management, developed on the basis of the identified features and limitations, which is divided into two basic blocks: "accumulator charging mode" and "power supply mode", which must be carried out under certain external and internal conditions. Under the external conditions of operation of energy storage devices, the article accepts the conditions for the purchase of electricity from the wholesale or retail electricity market in different periods of the day. Under internal

© Дзюба А. П., 2019

conditions, the peculiarities of changing the configuration of electricity demand schedule by an industrial enterprise are taken. The article concludes with the formulas developed by the author for estimating the economic effect of using an industrial electric power storage device as a demand management tool, making calculations on the basis of which it is possible to assess the economic feasibility of using industrial storage devices as a demand management tool in both short-term and long-term periods.

Keywords: industrial energy storage, industrial accumulators, electrochemical accumulators, power demand management, energy efficiency, electricity purchase prices.

Введение

Одним из современных технологических трендов развития мировой экономики является интенсивное внедрение информационно-коммуникационных технологий, а также применение материалов, имеющих новые инновационные свойства. Одним из направлений применения и развития современных инновационных решений являются технологии в области энергетики, на совершенствование и развитие которых во многих странах мира ежегодно направляется значительное количество инвестиций1. Среди наиболее важных перспективных технологических решений в области энергетики особое место занимают технологии накопителей электроэнергии.

Накопители электроэнергии представляют собой устройства для аккумуляции электроэнергии для целей ее дальнейшего использования в требуемых интервалах времени и режимах потребления2. По своим функциональным свойствам накопители электроэнергии представляют собой аккумуляторные батареи, выполненные в промышленном исполнении, способные накапливать большую емкость электроэнергии, а также при помощи инверторов отдавать ее потребителям в сеть переменного тока.

Накопители электроэнергии могут быть основаны на механическом методе, реализуемом на примере гидроаккумулирующих электростанций, а также методы на основе сжатого воздуха (пневматический метод), реализуемого посредством нагнетания давления воздуха в резервуарах с последующим использованием для выработки электроэнергии [12; 16]. При этом реализация механических и пневматических методов являет-

1 Electricity storage and renewables. Costs and markets to 2030 // Repiort of International Renewable Energy Agency. 132 p. URL: https://www.irena.org/

2 Накопители в электроэнергетике. Энергетический бюллетень // Материалы Аналитического центра при Правительстве РФ. Май, 2018. 28 с. URL: http://ac.gov.rU/files/publication/a/ 16882.pdf

ся весьма затратной как на уровне капиталовложений на строительство такого рода энергоисточников, так и в период эксплуатации [8; 13]. Также существуют методы накопления электроэнергии Power-to-Gas (Р20), технологии на основе водорода, метана, биотоплива, бора, кремния, цинка и пр., однако из-за высокой стоимости массового производства данные технологии находятся на начальном этапе развития [7; 9; 10].

Одним из основных методов накопления электроэнергии является электрохимический метод, основанный на применении аккумуляторных батарей выполняющих аккумулирование и последующую выдачу электроэнергии на основе применения электрохимических элементов. Электрохимический метод накопителей электроэнергии является наиболее дешевым на уровне общей стоимости и затрат на эксплуатацию, что дает существенное преимущество для его использования. При этом применение традиционного электрохимического метода в исполнении свинцово-кислотных и никель-кадмиевых аккумуляторов ограничено установленной мощностью устройств накопителей, что связано с высокими массогаба-ритными показателями, что существенно усложняет и удорожает их эксплуатацию [2].

Развитие новых технологий и материалов приводят к постепенному усовершенствованию устройств накопителей электроэнергии что приводит к компактизации массогабаритных характеристик, возможности исполнения в любой форме, повышению показателей емкости, сокращения времени заряда, снижение затрат на эксплуатацию, сокращения удельной стоимости изготовления и пр., что существенно расширяет возможности использования устройств промышленных накопителей электроэнергии. По мнению авторов, использование технологии электрохимических накопителей электроэнергии найдет массовое использование. Применение промышленных накопителей электроэнергии имеет высокую перспективу

применения прежде всего в транспорте, что позволяет снизить затраты на менее экологичное и затратное ископаемое топливо. При этом одним из наиболее перспективных направлений для использования устройств промышленных накопителей электроэнергии является использование в качестве технологии управления спросом на электропотребление, исследованию которых посвящены работы ученых различных стран мира [6; 11; 14; 15].

Целью настоящей работы является исследование возможностей использования промышленных накопителей электроэнергии в качестве инструментов управления спросом на промышленных предприятиях России. Управление спросом на потребление электроэнергии - инициативная форма экономического взаимодействия между электроэнергетической системой и потребителями электроэнергии в части искусственного выравнивания графиков электрической нагрузки на уровне энергосистемы с целью снижения предельных издержек на покрытие пиков неравномерности спроса, и тарифов на поставку электроэнергии конечным

потребителям энергосистемы [14]. На рисунке 1 представлен пример графиков продолжительности электрических нагрузок для двух вариантов спроса. На графике «А» представлен график продолжительности электрических нагрузок со значительной долей пиковой и полупиковой нагрузкой. Для покрытия графика «А» электроэнергетической системе потребуется использование пиковых и сезонных электростанций, которые будут использованы лишь короткое время покрытия графика спроса, что существенно удорожает стоимость конечной электроэнергии отпускаемой всем потребителям электроэнергетической системы. Выравнивание пиковых параметров спроса электропотребления позволяет выравнивать график продолжительности электрических нагрузок, как это показано на графике «Б», что позволит минимизировать использование доли пиковых электростанций в энергосистеме, и следовательно, снизить затраты на поставку электроэнергии всем потребителям в действующим в рамках управляемой энергосистемы [3].

1 МВт

у. П иковая нагрузка А)

П олупи ковая нагрузка ^""""»ч«,^^

Базовая нагрузка Часы

Пиковая нагрузка Б)

Базовая нагрузка \ . Часы

Рис. 1. Пример графиков продолжительности электрических нагрузок для двух вариантов спроса / Fig. 1. Example of electrical load duration graphs for two demand cases

Материалы и методы исследования

Технологии убавления спросом на потребление электроэнергии получили реализацию после мировых энергетических кризисов 1970-х годов. В настоящее время в условиях развития информационно-коммуникационных технологий в области учета и управления электропотребления находят развитие применения во многих странах

мира. Управление спросом на электропотребление может выполняться посредством различных типов конфигурации управления пиками нагрузки, представленными на рисунке 2. Представленные варианты управления спросом определяют основу механизмов управления спросом, которые реализуются на уровне конечных потребителей электроэнергии.

Рис. 2. Типы конфигураций управления спросом на электропотребление, используемые в мировой практике [18] / Fig. 2. Types of power demand management configurations used in world practice [18]

Каждая из представленных конфигураций управления спросом на электропотребление реализуются на основе отдельных инструментов управления, направленных на изменение конфигурации графиков спроса на электропотребление. В таблице представлено описание изменений, реализуемых в рамках каждой конфигурации, а также описание инструментов реализации каждой конфигурации управления спросом. Как видно из таблицы, для конфигураций «отсечение пика» может использоваться инструмент «Покрытие графиков спроса в периоды пиковых нагрузок источниками внутренней выработки электроэнергии», который может реализовываться на основании применения устройств накопителей электроэнергии. Для конфигурации «сбережение», несмотря на возможности использования постоянных источников внутренней выработки

электроэнергии, использование устройств накопителей электроэнергии не является подходящим, т. к. в этом случае требуется постоянное замещение нагрузки, что при использовании устройств промышленных накопителей электроэнергии невозможно.

Технология управления спросом на основе использования устройств промышленных накопителей электроэнергии реализуется посредством аккумулирования электроэнергии из энергосистемы в часы с наименьшей стоимостью электроэнергии с последующей выдачей в сеть потребителя электроэнергии в часы с наибольшей стоимостью электроэнергии, тем самым замещая закупку дорогостоящей электроэнергии из электроэнергетической системы в объемах выработки электроэнергии устройством промышленного накопителя.

Описание инструментов реализации типов конфигураций управления спросом на электропотребление / Description of tools for implementing types of power demand management configurations

№ п/п / no. Тип конфигурации управления спросом / Demand management configuration type Описание изменений в рамках конфигурации / Description of changes within the configuration Инструменты реализации / Implementation tools

1 Отсечение пика Снижение пика нагрузки без перераспределения спроса на другие часы суток  Отключение работы оборудования в периоды часов формирования пика.  Перевод оборудования на альтернативные источники энергоснабжения в период покрытия спроса (газ, уголь, мазут и пр.).  Покрытие графиков спроса в периоды пиковых нагрузок источниками внутренней выработки электроэнергии

2 Сбережение Пропорциональное снижение графика спроса во все периоды  Использование энергоэффективного оборудования.  Использование постоянных источников энергоснабжения альтернативных электроэнергии.  Использование постоянных источников внутренней выработки электроэнергии

3 Строительство нагрузки Обеспечение более продолжительных пиковых периодов спроса  Изменение конфигурации графиков работы электропотребляющего оборудования

4 Заполнение доли Покрытие минимумов нагрузки для выравнивания с пиковыми периодами  Изменение конфигурации графиков работы электропотребляющего оборудования

5 Гибкая форма загрузки Гибкое изменение конфигурации графика спроса  Непрерывное управление конфигурацией графиков работы электропотребляющего оборудования

6 Сдвиг нагрузки Управление номером часа пика графика электрических нагрузок  Управление графиком работы электропотребляющего оборудования в периоды формирования часов собственного максимума энергосистемы

На рисунке 3 на примере схемы электроснабжения промышленного предприятия представлен пример подключения промышленного накопителя электроэнергии в структуру системы внешнего электроснабжения потребителя. Как видно из схемы, промышленный накопитель электроэнергии включается в параллельную работу в систему внешнего электроснабжения предприятия. Зарядка накопителя производится из сети электроснабжения в часы суток с наименьшей стоимостью потребления электроэнергии, с последующей выдачей электроэнергии в периоды электропотребления предприятия в часы с наибольшей стоимостью закупок электроэнергии из энергосистемы.

При этом для эффективной работы накопителя электроэнергии в системе электроснабжения требуется выполнять комплексный анализ сценариев изменений различных параметров элек-

тропотребления, среди которых можно выделить следующие:

^ Периоды времени, в которое производится формирование пиков электрической нагрузки потребителей.

^ Продолжительность пиков электрических нагрузок потребителей [4].

^ Стоимость закупок электроэнергии потребителями в период формирования пиков электрических нагрузок [1].

^ Технологические возможности покрытия спроса на электропотребление со стороны накопителей электроэнергии.

^ Время заряда накопителей электроэнергии.

^ Стоимость закупок электроэнергии потребителями в период заряда накопителей электроэнергии из сети.

Рис. 3. Пример подключения накопителя электроэнергии в структуру системы внешнего электроснабжения потребителя электроэнергии / Fig. 3. Example of connecting the electric power storage to the structure of external power supply system of electricity consumer

Алгоритм управления работой промышленного накопителя

Учитывая наличие выявленных особенностей работы накопителей электроэнергии в качестве инструментов управления спросом, а также существующие ограничения, которые вытекают из особенностей работы накопителей, работа накопите-

лей электроэнергии параллельно с сетью внешнего электроснабжения должна выполняться на основе алгоритма управления. Разработанный алгоритм управления работой промышленного накопителя электроэнергии на промышленном предприятии в качестве инструмента управления спросом на электропотребление представлен на рисунке 4.

Рис. 4. Алгоритм управления работой промышленного накопителя электроэнергии на промышленном предприятии в качестве инструмента управления спросом на электропотребление / Fig. 4. Algorithm for managing the operation of industrial electric power storage at industrial enterprise as power demamd management tool

Vestnik of the Mari State University

Chapter "Agriculture. Economics ". 2019, vol. 5, no. 2

235

Алгоритм управления состоит из двух базовых блоков: «Заряд накопителя электроэнергии при оптимальных параметрах стоимости поставки электроэнергии из внешней электрической сети» и «Выдача электроэнергии накопителем в сеть предприятия в периоды высокой стоимости поставки электроэнергии из внешней электрической сети». В блоке заряда накопителя электроэнергии производится анализ системы накопителя на наличие запаса заряда, в случае если запас заряда отсутствует, накопитель электроэнергии переводится в режим ожидания, в процессе которого производится анализ контроль ценовых параметров на закупку электроэнергии из энергосистемы. В случае если ценовые параметры на закупку электроэнергии из энергосистемы являются минимальными (как правило это ночной период суток), накопитель переводится в режим заряда. После того как накопитель формирует запас заряда электроэнергии, он переходит в режим готовности к выработке электроэнергии в сеть.

В режиме готовности к выработке электроэнергии накопителя производится анализ суточных цен на закупку электроэнергии предприятием, и в период роста параметров цен выше средних производится выдача электроэнергии накопителя в сеть предприятия. В процессе выдачи электроэнергии производится с контролем и регулированием режима работы накопителя в части синхронизации объемов спроса предприятия и объемов выдачи электроэнергии накопителем. После того как заряд накопителя полностью выдается в сеть предприятия, производится следующий цикл перезарядки накопителя в условиях низких цен поставки электроэнергии и перевод в режим ожидания возрастания цен для последующей выдачи электроэнергии.

Оценка экономического эффекта применения накопителей электроэнергии

Основной целью применения промышленного накопителя электроэнергии является получение экономического эффекта в виде снижения затрат на закупку электроэнергии из сети внешнего электроснабжения. Оценка экономического эффекта выполняется посредством сравнения стоимости электроэнергии фактически поставленной системой накопителей электроэнергии и альтернативной поставки электроэнергии из сети внешнего электроснабжения. Эффект от применения промышленного накопителя электроэнер-

гии в качестве инструмента управления спросом рассчитывается на основании (1).

\ энэ _

лт

_ ^ т,.~А_Закуп ^ ^„Выработка НЭ

— — ЛЛТ ,

где Елт Эн? - эффект от применения промышленного накопителя электроэнергии за период А Т (руб.);

А_Закуп

¿лт - стоимость альтернативной за-

купки электроэнергии из электроэнергетической системы за период ЛТ (руб.) (2);

Выработка НЭ

¿лт - стоимость выработки элек-

троэнергии системой накопителя электроэнергии за период ЛТ (руб.) (3).

В качестве периода А Т могут приниматься различные интервалы времени, используемые для оценки экономического эффекта. Для оценки операционной эффективности применения накопителей электроэнергии применяются интервалы суточные либо месячные, для оценки инвестиционной эффективности применения накопителей применяются более длинные периоды, рассчитывающиеся в квартальных либо годовых интервалах1.

АЗакуп _

ГС —

А_Закуп Выработка НЭ

А_Закуп

где Уг: - почасовые тарифы на поставку

электроэнергии из электроэнергетической системы (руб. /кВтч);

Выработка НЭ

- почасовые объемы выработки электроэнергии системой накопителей электроэнергии (кВтч);

г

А_Закуп

формируется посредством механизмов

рыночного ценообразования и состоит из четырех основных компонент: цены на закупку электрической энергии, цены на закупку электрической мощности, цены на оплату услуг по передаче электроэнергии и сбытовых надбавок региональных поставщиков. Принцип рыночного ценообразования на поставку электроэнергии из оптового и розничного рынков электроэнергии описан автором в работах [3-5].

Также параметры Г(

А_Закуп

и Ж

Выработка НЭ

со-

ответствуют одинаковым временным интервалам

1 Гительман Л.Д., Ратников Б.Е. Энергетический бизнес : учеб. пособие. М. : Дело 1. 2006. 600 с.

236

Вестник Марийского государственного университета Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2019. Т. 5. № 2

(, в которые производится закупка электроэнергии из энергосистемы и выработка электроэнергии накопителем электроэнергии.

Выработка НЭ _

Выработ НЭ

Выработ НЭ

X ж

Выработка НЭ

Г1-

где п - почасовые затраты на поставку

электроэнергии из системы накопителей электроэнергии (руб./кВтч).

Выработ НЭ

Поскольку параметр ^ формируется

из комплекса затрат на поставку электроэнергии, состоящих как из стоимости электроэнергии, закупаемой в процессе зарядки накопителей из сети внешнего электроснабжения, так и инвестиционных затрат на закупку системы накопителей, и операционных затрат на эксплуатацию и обслуживание систем накопителей. Следова-

Выработ НЭ

тельно, составляющая ^ рассчитывает-

ся на основании формулы (4).

тВыработ НЭ

Тг

^л -г!.~заряд . ^ у/^Инвест I V ТГ

2,лт + 2,лт + 2,лт

-.Заряд

Экспл

Выработка НЭ

где Елт^и^^ - затраты на закупку электроэнергии из электроэнергетической системы в процессе заряда системы накопителей электроэнергии за период ^ (руб.);

ЕлтГСИнвест - величина инвестиционных затрат, привлеченных на приобретение и монтаж системы накопителей электроэнергии (руб.);

Елт ГСЭкспл - величина эксплуатационных затрат, направляемых на поддержание системы накопителей электроэнергии в работоспособном состоянии за период ^ (руб.);

Выработка НЭ

¿лт - объемы выработки элек-

троэнергии системой накопителей электроэнергии за период (кВтч).

В случае если параметр ЕлтЭй^ <0, то выработка электроэнергии системой накопителей электроэнергии является экономически невыгодной, потребителю электроэнергии следует рассмотреть целесообразность потребления электроэнергии из централизованной сети электроснабжения.

Заключение

Выполненное исследование позволило получить ряд ключевых выводов:

1. Одним из направлений развития современных технологических трендов в области электроэнергетики являются технологии промышленных накопителей электроэнергии. Развитие современных материалов позволяет снижать себестоимость производства накопителей электроэнергии, получать более компактные массогабаритные размеры устройств накопителей, что существенно расширяет возможности их использования в различных сферах деятельности.

2. Одним из перспективных направлений применения систем накопителей электроэнергии является использование в качестве инструментов управления спросом на электропотребление. Накопители электроэнергии позволяют замещать электроэнергию, потребляемую из электроэнергетической системы в период максимальной стоимости электроэнергии, и выполнять обратную зарядку в периоды минимальных ценовых параметров, что позволяет получать экономию в виде разницы стоимости электропотребления в разные интервалы суток.

3. Анализ типов конфигураций управления спросом на электропотребление используемых в мировой практике, а также исследование возможных инструментов реализации конфигураций, позволил выявить, что использование систем накопителей электроэнергии наиболее целесообразно использовать в конфигурации «отсечение пика», т. к. накопитель электроэнергии позволяет замещать нагрузку из электроэнергетической системы в пределах краткосрочных периодов времени.

4. На основе анализа примера подключения накопителя электроэнергии в структуру системы внешнего электроснабжения потребителя электроэнергии было выявлено, что на основании того, что управление накопителем электроэнергии выполняется на основе параметров внешней и внутренней среды предприятия, управление работой накопителя должно выполняться на основе алгоритма управления, учитывающего изменение всех влияющих параметров.

5. Разработанный автором алгоритм управления работой накопителя электроэнергии на промышленном предприятии в качестве инструмента управления спросом на электропотребление позволил выявить два ключевых режима работы накопителя: «Заряд накопителя электроэнергии при оптимальных параметрах стоимости поставки электроэнергии из внешней электрической сети» и «Выдача электроэнергии накопителем в сеть предприятия в периоды высокой стоимости постав-

ки электроэнергии из внешней электрической сети», выполнение которых должно производиться при определенных внешних и внутренних условиях.

6. Разработанные автором формулы оценки экономического эффекта. Эффект от применения промышленного накопителя электроэнергии в качестве

Литература

инструмента управления спросом. Выполнение расчетов на основе разработанных формул позволяют выполнить оценку экономической целесообразности использования промышленных накопителей в качестве инструмента управления спросом, как в краткосрочных, так и в долгосрочных периодах.

1. Баев И.А., Соловьева И.А., Дзюба А.П. Прогнозирование промышленного электропотребления в условиях волатиль-ности ценовых сигналов // Экономика региона. 2012. № 4. С. 109-116.

2. Скундин А.М., Брылев О.А. Наноматериалы в современных химических источниках тока. М. : МГУ им. М.В. Ломоносова. 2011. 56 с.

3. Соловьева И.А., Дзюба А.П. Управление затратами на электропотребление по показателям волатильности спроса // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2017. № 1 (33) С. 36-43.

4. Соловьева И.А., Дзюба А.П. Управление затратами на электропотребление промышленных предприятий на базе модели оптимизации графиков электрических нагрузок // Известия Тульского государственного университета. Экономические и юридические науки. 2017. № 1-1 С. 165-174.

5. Соловьева И.А., Дзюба А.П. Управление спросом на электропотребление на мезоуровне по показателям волатильности // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2017. № 1. С. 76-86.

6. Changliang L., Yanqun W., Kang B., Weiliang L. et al. Energy management strategy research for residential microgrid considering virtual energy storage system at demand side // 2017 13 th IEEE International Conference on Electronic Measurement & Instruments (ICEMI). 2017. pp. 219-222. DOI: 10.1109/ICEMI.2017.8265790

7. Antenucci A., Sansavini G. Extensive recycling in power systems via Power-to-Gas and network storage // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2019. Pp. 33-43. DOI: 10.1016/j.rser.2018.10.020

8. Chai W., Cai X., Li Z. A multi-objective optimal control scheme of the hybrid energy storage system for accurate response in the demand side // 2017 4th International Conference on Systems and Informatics (ICSAI). 2017. Pp. 300-305. DOI: 10.1109/ICSAI.2017.8248308

9. Chen Y., Li H., Lin F., Lv F., Zhang M. Study on Self-Healing and Lifetime Characteristics of Metallized-Film Capacitor Under High Electric Field // IEEE Transactions on Plasma Science. 2012. DOI: 10.1109/TPS.2012.2200699

10. Gondal I.A. Hydrogen integration in power-to-gas networks // International Journal of Hydrogen Energy. 2019. Pp. 1803-1815. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2018.11.164

11. Khalid M., Savkin A.V., Agelidis V.G. Optimization of a power system consisting of wind and solar power plants and battery energy storage for optimal matching of supply and demand // 2015 IEEE Conference on Control Applications (CCA). 2015. Pp. 739-743. DOI: 10.1109/CCA.2015.7320705

12. Litjens G., Sark W.V., Worrell E. On the influence of electricity demand patterns, battery storage and PV system design on PV self-consumption and grid interaction // 2017 IEEE 44th Photovoltaic Specialist Conference (PVSC). 2017. Pp. 2021-2024. DOI: 10.1109/PVSC.2016.7749983

13. Naiimani M.R., Asghari B., Sharma R. Energy storage control methods for demand charge reduction and PV utilization improvement // 2017 IEEE PES Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC). 2017. Pp. 1-5. DOI: 10.1109/APPEEC.2017.8308929

14. Pazouki S., Haghifam M.R. Comparison between demand response programs in multiple carrier energy infrastructures in presence of wind and energy storage technologies // 2014 Smart Grid Conference (SGC). 2014. Pp. 267-272. DOI: 10.1109/SGC.2014.7090862

15. Son J., Hara R., Kita H., Tanaka E. Energy management considering demand response resource in commercial building with chiller system and energy storage systems // The 2nd IEEE Conference on Power Engineering and Renewable Energy (ICPERE). 2014. Pp. 96-101. DOI: 10.1109/ICPERE.2014.7067239

16. Tong Y., Liang J., Kun Liu H., Xue Dou S. Energy storage in Oceania // Energy Storage Materials. 2019. Pp. 127-136. DOI: 10.1016/j.ensm.2019.04.031

17. Torriti J. Peak energy demand and demand side response // Book. 2015. 188 p. DOI: 10.4324/9781315781099

References

1. Baev I.A., Solovyeva I.A., Dzyuba A.P. Prognozirovanie promyshlennogo elektropotrebleniya v usloviyakh volatil'nosti tseno-vykh signalov [Forecasting of the industrial power consumption in the conditions of volatility price signals]. Ekonomika regiona = Economy of Region, 2012, no. 4, pp. 109-116. (In Russ.).

2. Skundin A.M., Brylev O.A. Nanomaterialy v sovremennykh khimicheskikh istochnikakh toka [Nanomaterials in modern chemical power sources]. Moscow: Lomonosov Moscow State University, 2011, 56 p. (In Russ.).

3. Solovyeva I.A., Dzyuba A.P. Upravlenie zatratami na elektropotreblenie po pokazatelyam volatil'nosti sprosa [Power consumption cost management in terms of demand volatility]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta = Vestnik KSPEU, 2017, no. 1 (33), pp. 36-43. (In Russ.).

4. Solovyeva I.A., Dzyuba A.P. Upravlenie zatratami na elektropotreblenie promyshlennykh predpriyatii na baze modeli optimi-zatsii grafikov elektricheskikh nagruzok [Cost control of electricity consumption at industrial enterprises on the basis of the model of management of electrical loads in the production process]. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Ekonomicheskie iyuridicheskie nauki = News of the Tula State University. Economic and legal sciences, 2017, no. 1-1, pp. 165-174. (In Russ.).

5. Solovyeva I.A., Dzyuba A.P. Upravlenie sprosom na elektropotreblenie na mezourovne po pokazatelyam volatil'nosti [Elecricity demand management at the meso-level by volatility parameters]. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta = Vestnik of Ivanovo State Power Engineering University, 2017, no. 1, pp. 76-86. (In Russ.).

6. Changliang L., Yanqun W., Kang B., Weiliang L. and all. Energy management strategy research for residential microgrid considering virtual energy storage system at demand side. 2017 13th IEEE International Conference on Electronic Measurement & Instruments (ICEMI). 2017, pp. 219-222. DOI: 10.1109/ICEMI.2017.8265790

7. Antenucci A., Sansavini G. Extensive recycling in power systems via Power-to-Gas and network storage. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2019, pp. 33-43. DOI: 10.1016/j.rser.2018.10.020

8. Chai W., Cai X., Li Z. A multi-objective optimal control scheme of the hybrid energy storage system for accurate response in the demand side. 2017 4th International Conference on Systems and Informatics (ICSAI). 2017. pp. 300-305. DOI: 10.1109/ICSAI.2017.8248308

9. Chen Y., Li H., Lin F., Lv F., Zhang M. Study on Self-Healing and Lifetime Characteristics of Metallized-Film Capacitor Under High Electric Field. IEEE Transactions on Plasma Science, 2012, DOI: 10.1109/TPS.2012.2200699

10. Gondal I.A. Hydrogen integration in power-to-gas networks. International Journal of Hydrogen Energy, 2019, pp. 18031815. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2018.11.164

11. Khalid M., Savkin A.V., Agelidis V.G. Optimization of a power system consisting of wind and solar power plants and battery en-ergy storage for optimal matching of supply and demand. 2015 IEEE Conference on Control Applications (CCA), 2015, pp. 739-743. DOI: 10.1109/CCA.2015.7320705

12. Litjens G., Sark W.V., Worrell E. On the influence of electricity demand patterns, battery storage and PV system design on PV self-consumption and grid interaction. 2017 IEEE 44th Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), 2017, pp. 2021-2024. DOI: 10.1109/PVSC.2016.7749983

13. Naiimani M.R., Asghaii B., Sharma R. Energy storage control methods for demand charge reduction and PV utilization improvement. 2017 IEEE PES Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC), 2017, pp. 1-5. DOI: 10.1109/APPEEC.2017.8308929

14. Pazouki S., Haghifam M.R. Comparison between demand response programs in multiple carrier energy infrastructures in presence of wind and energy storage technologies. 2014 Smart Grid Conference (SGC), 2014, pp. 267-272. DOI: 10.1109/SGC.2014.7090862

15. Son J., Hara R., Kita H., Tanaka E. Energy management considering demand response resource in commercial building with chiller system and energy storage systems. The 2nd IEEE Conference on Power Engineering and Renewable Energy (ICPERE), 2014, pp. 96-101. DOI: 10.1109/ICPERE.2014.7067239

16. Tong Y., Liang J., Kun Liu H., Xue Dou S. Energy storage in Oceania. Energy Storage Materials, 2019, pp. 127-136. DOI: 10.1016/j.ensm.2019.04.031

17. Torriti J. Peak energy demand and demand side response. 2015. 188 p. DOI: 10.4324/9781315781099

Статья поступила в редакцию 3.04.2019 г.; принята к публикации 5.05.2019 г.

Submitted3.04.2019; revised5.05.2019.

Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи.

The author has read and approved the final manuscript.

Для цитирования:

Citation for an article:

Дзюба А.П. Использование накопителей электроэнергии в качестве инструментов управления спросом на электропотребление // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2019. Т. 5. № 2. С. 228-238. DOI: 10.30914/2411-9687-2019-5-2-228-238

Dzyuba A.P. Use of energy storage devices as power demand management tools. Vestnik of the Mari State University. Chapter "Agriculture. Economics". 2019. vol. 5, no. 2, pp. 228-238. DOI: 10.30914/2411-96872019-5-2-228-238 (In Russ.).

Об авторе

Дзюба Анатолий Петрович

About the author Anatoly P. Dzyuba

Ph. D. (Economics), General Director, Energy Management Research Center LLC, South Ural State University (NRU), Chelyabinsk, dzyuba-a@yandex.ru

кандидат экономических наук, генеральный директор, Научно-исследовательский центр «Энергетический менеджмент», Южно-Уральский государственный университет (НИУ), г. Челябинск,

dzyuba-a@yandex.ru