Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Использование методов и систем прогнозирования мощности солнечных электростанций при планировании и управлении режимами энергосистем

П. В. Илюшин, И. Д. Георгиевский

Аннотация


Интеграция в энергосистемы солнечных электростанций (СЭС) со стохастическим и непостоянным характером выдачи мощности требует внедрения систем прогнозирования. Это необходимо для управления режимами энергосистем, планирования и корректировки диспетчерских графиков традиционных электростанций, резервирующих мощность СЭС. В статье рассмотрены основные методы прогнозирования, а также влияющие факторы, учёт которых позволяет уменьшить ошибку прогноза и снизить требуемую величину резерва мощности в энергосистеме. Кроме того, представлены результаты внедрения систем краткосрочного и оперативного прогнозирования мощности СЭС в энергосистемах других стран. Показано, что применение вероятностных прогнозов и динамического расчёта резерва мощности, учитывающих неопределённость мощности СЭС, даёт возможность снизить риски их работы на оптовом рынке электроэнергии и мощности (ОРЭМ). Особое внимание в статье уделено состоянию и перспективам внедрения систем прогнозирования мощности СЭС в России.

DOI: 10.71527/EP.EN.2025.09.004

EDN: FFSMDR


Ключевые слова


солнечная электростанция, краткосрочное прогнозирование, оперативное прогнозирование, ошибка прогнозирования, вероятностный прогноз, динамический расчёт резерва мощности.

Полный текст:

PDF

Литература


Воропай Н. И. Направления и проблемы трансформации электроэнергетических систем // Электричество. 2020. № 7. С. 12 – 21.

До 2042 года в России планируется ввод почти 90 ГВт новой генерации и модернизация более четверти существующей. — URL: https://www.so-ups.ru/ news/press-release/press-release-view/ news/26519/ (дата обращения 02.07.2025).

IRENA. Advanced forecasting of variable renewable power generation. Innovation landscape brief. 2020. — URL: http://clck.ru/3DzSmP (дата обращения 11.07.2025).

Илюшин П. В., Георгиевский И. Д. Обзор возможностей для увеличения доли ветровых и солнечных электростанций в структуре генерирующих мощностей энергосистем // Энергетик. 2023. № 5. С. 13 – 18.

IRENA. Innovation landscape brief: Flexibility in conventional power plants, International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi. 2019. — URL: https://bit.ly/42n2Nae (дата обращения 09.07.2025).

Илюшин П. В., Георгиевский И. Д. Методы повышения маневренности электростанций при увеличении доли ветровых и солнечных электростанций в составе региональных энергосистем. Обзор // Электрические станции. 2024. № 3. С. 2 – 10.

IRENA. Co-operation between transmission and distribution system operators. Innovation landscape brief. 2020. — URL: https://clck.ru/3DzUBA (дата обращения 11.07.2025).

Илюшин П. В., Георгиевский И. Д. Анализ методов и технико-экономических показателей решений по увеличению пропускной способности сечений энергосистем // Энергетик. 2024. № 8. С. 7 – 12.

IRENA. Electricity Storage Valuation Framework: Assessing system value and ensuring project viability. 2020. — URL: https://clck.ru/3DzV5E (дата обращения 03.07.2025).

IRENA. Utility-scale batteries, International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi. 2019. — URL: https://clck.ru/3DzUxz (дата обращения 03.07.2025).

Илюшин П. В., Георгиевский И. Д. Анализ опыта применения систем накопления электроэнергии для повышения гибкости электроэнергетических систем // Релейная защита и автоматизация. 2024. № 3. С. 46 – 54.

IRENA. Advanced forecasting of variable renewable power generation. Innovation landscape brief. 2020. — URL: https://clck.ru/3DzVbi (дата обращения 05.07.2025).

Илюшин П. В. Выбор управляющих воздействий противоаварийной автоматики в распределительных сетях для повышения надежности электроснабжения потребителей // Релейная защита и автоматизация. 2013. № 3 (12). С. 74 – 81.

Илюшин П. В. Требования к разгрузке при вынужденном отделении от сети электростанции с собственными нуждами и нагрузкой на напряжении 6 – 10 кВ // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2011. № 6. С. 23 – 27.

Ерошенко С. А. Краткосрочное прогнозирование и планирование режимов фотоэлектрических электростанций: дисс. … канд. техн. наук. Новосибирск, 2020. — 212 с.

Киселева С. В., Лисицкая Н. В., Фрид С. Е. Прогнозирование выработки солнечных станций и фотоэлектрических установок: основные подходы и результативность // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». 2020. № 7 – 18. С. 24 – 43.

IEA. Task 16 Solar Resource for High Penetration and Large Scale Applications. Regional solar power forecasting. 2020. — URL: https://clck.ru/3NHFRw (дата обращения 24.07.2025).

Miller S. D. Short-Term Solar Irradiance Forecasting via Satellite/Model Coupling / S. D. Miller, M. A. Rogers, J. M. Haynes, M. Sengupta, A. K. Heidinger // Solar Energy. 2018. Vol. 168. P. 102 – 117.

Pedro H. T. C., Coimbra C. F. M. Assessment of forecasting techniques for solar power production with no exogenous inputs // Solar Energy. 2017. Vol. 86. Iss. 7. P. 2017 – 2028.

Concept Consulting Group Limited. Intermittent generation forecasting arrangements — review of international jurisdictions. Prepared for the Electricity Authority. 2023. — URL: https://clck.ru/3DzeH9 (дата обращения 11.07.2025).

Yang D. A review of solar forecasting, its dependence on atmospheric sciences and implications for grid integration: Towards carbon neutrality / D. Yang, W. Wang, C. Gueymard, T. Hong, J. Kleissl, et al. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2022. Vol. 161. 112348.

Inman R., Pedro H., Coimbra C. F. M. Solar forecasting methods for renewable energy integration // Progress in Energy and Combustion Science. 2013. Vol. 39. Iss. 6. P. 535 – 576.

Tuohy A. Solar Forecasting — Methods, Challenges and Performance / A. Tuohy, J. Zack, S. E. Haupt, M. Ahlstrom, S. Dise // IEEE Power and Energy Magazine. 2015. Vol. 13. Iss. 6. P. 50 – 59.

Mayer M. J. Influence of design data availability on the accuracy of physical photovoltaic power forecasts // Solar Energy. 2021. No. 227(1). P. 532 – 540.

Antonanzas J. Review of photovoltaic power forecasting / J. Antonanzas, N. Osorio, R. Escobar, R. Urraca, F. J. Martinez-de-Pison, F. Antonanzas-Torres // Solar Energy. 2016. Vol. 136. P. 78 – 111.

Orwig K. D. Recent Trends in Variable Generation Forecasting and Its Value to the Power System / K. D. Orwig, M. L. Ahlstrom, V. Banunarayanan, J. Sharp, J. M. Wilczak, J. Freedman // IEEE Transactions on Sustainable Energy. 2015. Vol. 6. Iss. 3, P. 924 – 933.

Li B., Zhang J. A review on the integration of probabilistic solar forecasting in power systems // Solar Energy. 2020. Vol. 210. P. 68 – 86.

Zsiboracs H. The reliability of photovoltaic power generation scheduling in seventeen European countries / H. Zsiboracs, G. Pinter, A. Vincze, N. H. Baranyai, M. J. Mayer // Energy Conversion and Management. 2022. Vol. 260. 115641.

Karimi-Arpanahi S., Pourmousavi S. A., Mahdavi N. Quantifying the predictability of renewable energy data for improving power systems decision-making // Patterns. 2023. Vol. 4. Iss. 4. 100708.

Federal Ministry for Economic Cooperation and Development. Variable Renewable Energy Forecasting — Integration into Electricity Grids and Markets — A Best Practice Guide 2015. — URL: https://clck.ru/ 3DzjFZ (дата обращения 18.07.2025).

Federal Ministry for Economic Cooperation and Development. An Electricity Market for Germany’s Energy Transition Discussion Paper of the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (Green Paper). 2014. — URL: https://clck.ru/3DzjoV (дата обращения 20.07.2025).

Ho D. T., Frunt J., Myrzik J. M. A. Photovoltaic energy in power market // Proc. of the 6th International Conference on the European Energy Market, Leuven, Belgium, 2009. P. 1 – 5.

Ma Z. Constraint relaxation-based day-ahead market mechanism design to promote the renewable energy accommodation / Z. Ma, H. Zhong, Q. Xia, C. Kang, L. Jin // Energy. 2020. Vol. 198. 117204.

Борейшо А. С., Ким А. А., Коняев М. А. Современные лидарные средства дистанционного зондирования атмосферы // Фотоника. 2019. Т. 13. № 7. С. 648 – 657.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


  998 – 2025 НТФ «Энергопрогресс»

Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru, energetik@energy-journals.ru

 

Наши партнеры

          

Выставки: