Оценка целесообразности применения систем накопления электроэнергии для бытовых потребителей в системах электроснабжения городов

54

Оценка целесообразности 

применения систем накопления 

электроэнергии для бытовых 

потребителей в системах 

электроснабжения городов

По материалам

VI Всероссийской конференции

«

РАЗВИТИЕ

И

ПОВЫШЕНИЕ

НАДЕЖНОСТИ

ЭКСПЛУАТАЦИИ

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СЕТЕЙ

»

УДК 621.316:621.352

Суточное

электропотребление

бытовыми

потребителями

характеризуется

существенной

неравномерностью

, 

что

отрицательно

влияет

на

функционирование

электроэнергетиче

–

ских

систем

. 

Из

–

за

сложностей

изменения

графика

нагрузки

данной

группы

потребите

–

лей

, 

связанных

, 

в

основном

, 

с

трудностью

изменения

бытовых

привычек

населения

и

их

корреляции

с

ритмом

жизни

жителя

города

, 

приходится

искать

альтернативные

методы

для

выравнивания

графика

нагрузки

. 

В

данной

работе

анализируется

целесо

образность

применения

систем

накопления

энергии

для

выравнивания

графика

нагрузки

много

–

квартирного

жилого

дома

с

электроплитами

. 

Получено

, 

что

при

текущей

стоимости

систем

накопления

электроэнергии

и

действующих

трехзонных

тарифах

в

г

. 

Москве

установка

системы

накопления

окупается

за

 6 

лет

. 

При

регрессии

тарифа

на

электро

–

энергию

в

ночной

зоне

срок

окупаемости

системы

накопления

существенно

уменьшает

–

ся

. 

Приведен

анализ

тарифов

в

различных

субъектах

РФ

и

выполнен

расчет

, 

определяю

–

щий

оптимальные

соотношения

тарифов

пиковой

 (

Т

1) 

и

ночной

 (

Т

2) 

зон

для

достижения

срока

окупаемости

систем

накопления

в

пять

лет

.

Демидов

К

.

А

.,

магистр кафедры 
Электроэнергетических 
систем ФГБОУ 
ВО «НИУ «МЭИ»

Шведов

Г

.

В

.,

к.т.н., доцент кафедры 
Электроэнергетических 
систем ФГБОУ 
ВО «НИУ «МЭИ»

Ключевые

слова

:

график нагрузки, потре-
битель электроэнергии, 
накопление электро-
энергии, система 
электроснабжения

С

уточный график нагрузки бытовых потребителей в системах электроснаб-
жения городов характеризуется значительной неравномерностью. Ночной 
провал электропотребления современных многоэтажных многоквартирных 
жилых домов составляет 50–60% от максимума нагрузки, приходящегося 

на вечерние часы [1].

Выравнивание графика нагрузки благотворно влияет на всех участников рынка 

электроэнергии: как на генерирующие и сетевые компании, так и на потребителей. 
Генерирующие компании получат возможность не держать в резерве значительные 
мощности для покрытия пиков нагрузки, уменьшится количество пусков, остановов 
оборудования, уменьшится потребление топлива. У сетевых компаний уменьшатся 
потери  электроэнергии,  повысится  энергоэффективность  применяемого  электро-
оборудования (в первую очередь, его загрузка). Для потребителей выгодой от вы-
равнивания  графика  нагрузки  будет  являться  снижение  стоимости  потребленной 
электроэнергии.

Из-за сложностей изменения графика нагрузки бытовых потребителей в систе-

мах  электроснабжения  городов,  связанных  в  основном  с  трудностью  изменения 
бытовых  привычек  населения  и  их  корреляцией  с  ритмом  жизни  жителя  города, 
приходится искать альтернативные методы регулирования нагрузки. Наиболее пер-
спективным  является  установка  вблизи  потребителя  систем  накопления  энергии 
(СНЭ), позволяющих аккумулировать электроэнергию в ночные часы, когда она де-
шевле, и выдавать ее потребителю в часы пикового потребления, когда тариф на 
электроэнергию наиболее высокий. Если рассматривать трехзонный тариф (Т1 — 
пиковая зона, Т2 — ночная зона, Т3 — полупиковая зона), применяемый на террито-
рии Российской Федерации, то СНЭ должна накапливать электроэнергию в ночной 
зоне  (Т2)  и  выдавать  ее  в  пиковой  зоне  (Т1).  Таким  образом,  затраты  на  оплату 

НАКОПИТЕЛИ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

55

электроэнергии  для  конечного  потребителя  умень-
шатся, а график его нагрузки выровняется.

Накопители  электроэнергии  последнее  десяти-

летие  все  активнее  внедряются  в  российской  и  за-
рубежной энергетике. В публикациях по результатам 
проведенных  исследований  в  этой  области  [2–11] 
подчеркивается эффективность применения накопи-
телей для крупных потребителей (совместно с возоб-
новляемыми источниками энергии), для повышения 
надежности  электроснабжения  и  качества  электро-
энергии,  для  решения  системных  задач  на  высших 
иерархических  уровнях  энергосистем.  Применение 
СНЭ для выравнивания графиков нагрузки бытовых 
потребителей  до  последнего  считалось  экономиче-
ски неэффективным. Предлагаемым решением для 
бытовых  потребителей  была  дифференцированная 
система  тарифов  на  электроэнергию,  изменяюща-
яся  в  режиме  реального  времени  [4,  12].  Однако 
в  последние  несколько  лет  устраняются  или  мини-
мизируются недостатки СНЭ, резко снижается их сто-
имость. Эти предпосылки позволяют вновь вернуть-
ся к задаче оценке эффективности применения СНЭ 
для выравнивания графика нагрузки бытовых потре-
бителей в системах электроснабжения городов, что 
и представлено в настоящей статье.

АНАЛИЗ

СУЩЕСТВУЮЩИХ

СИСТЕМ

НАКОПЛЕНИЯ

ЭНЕРГИИ

В  настоящее  время  существует  множество  систем 
накопления энергии. Их все можно разделить по виду 
аккумулирования энергии: накопители механической 
энергии, электрические накопители, электрохимиче-
ские накопители, накопители тепловой энергии и т.д. 
Кратко рассмотрим некоторые из них.

К  механическим  СНЭ  относят  такие  накопители, 

которые  аккумулируют  механическую  энергию:  ма-
ховичные,  пневматические  и  гидроаккумуляторные 
системы.

Маховичные СНЭ обладают долгим сроком служ-

бы, высоким КПД, высокой удельной энергией и ма-
лым  временем  «зарядки».  Однако  такие  системы 
не  подходят  для  долговременной  выдачи  энергии, 
и у них периоду выдачи электроэнергии должен не-
посредственно предшествовать период накопления. 
Таким образом, накопление электроэнергии в ночной 
зоне с последующей выдачей электроэнергии в часы 
вечернего пика данным типом СНЭ невозможно.

Пневматические и гидроаккумуляторные системы 

имеют  значительные  ограничения  для  использова-
ния  в  условиях  городской  застройки  ввиду  необхо-

димости установки емкостей значительных объемов, 
дополнительной шумо- и виб ро изоляции.

Наиболее  распространенной  СНЭ,  аккумулиру-

ющей электрическую энергию, являются ионисторы 
(суперконденсаторы). 

Такие системы накопления энергии имеют высо-

кий КПД (не менее 95%), высокие показатели удель-
ной мощности (2–15 Вт/г) и большое количество цик-
лов перезарядки без ущерба для емкости системы. 
В то же время такие системы обладают очень низкой 
удельной энергией, что затрудняет их использование 
для аккумулирования большого количества энергии, 
так  как  для  этого  потребуется  большое  количество 
элементов, а ввиду их высокой стоимости их приме-
нение  для  рассматриваемых  целей  становится  не-
рентабельным [11].

Электрохимические  накопители  являются  наи-

более предпочтительными для накопления электро-
энергии  в  непосредственной  близости  от  потре-
бителя  электроэнергии.  В  настоящее  время  идет 
активная  разработка  технологий,  улучшающих  раз-
личные  эксплуатационные  характеристики  батарей. 
Наиболее  перспективными  являются  литий-ионные 
аккумуляторы и относительно новые проточные ба-
тареи (редокс-батареи).

Литий-ионные аккумуляторы [13, 14] — наиболее 

распространенный  на  данный  момент  тип  электро-
химических  СНЭ.  Их  преимущества  перед  другими 
СНЭ: высокая удельная энергия, высокая токоотда-
ча, не требуют обслуживания. Общими проблемами 
литий-ионных аккумуляторов являются: взрывоопас-
ность,  снижение  емкости  при  низких  температурах, 
эффект  памяти,  чувствительность  к  режимам  заря-
да-разряда,  деградация  ячеек.  Для  СНЭ  на  основе 
литий-ионных  аккумуляторов  необходимо  увеличи-
вать емкость накопителей на 20% относительно ожи-
даемой потребляемой энергии. В противном случае 
при  каждом  цикле  разрядки  будет  происходить  глу-
бокий разряд ячеек.

Ожидается, что в ближайшем будущем стоимость 

литий-ионных батарей будет существенно снижаться. 
Это  напрямую  связано  с  общемировой  тенденцией 
отказа от двигателей внутреннего сгорания. Введение 
новых экологических норм (в том числе, Евро 7) в зна-
чительной степени ограничивает автопроизводителей 
в  разработке  новых  двигателей  внутреннего  сгора-
ния, тем самым вынуждая последних переходить на 
гибридные или полностью электрические схемы сило-
вых установок [15, 16]. Это напрямую будет влиять на 
стоимость  литий-ионных  батарей,  использующихся 
в электромобилях [11]. На данный момент агентство 
BloombergNEF  прогнозирует  снижение  стоимости 
1  кВт∙ч  литий-ионной  ячейки  до  100  долларов  США 
к 2023 году [17]. График изменения стоимости литий-
ионных батарей представлен на рисунке 1.

Рис

. 1. 

График

изменения

стоимости

литий

–

ионных

ячеек

по

данным

 BloombergNEF

Cell

Pack

2020

137

35

102

2019

157

47

110

2018

181

50

130

2017

221

65

155

2016

295

80

215

2015

384

127

257

2014

592

190

403

2013

668

210

458

№

 5 (68) 2021

56

Таким образом литий-ионные аккумуляторы могут 

выйти на следующий уровень своего развития благо-
даря  значительным  инвестициям,  в  том  числе  и  со 
стороны автопроизводителей.

Наиболее  распространенным  решением  среди 

проточных  батарей  являются  ванадиевые  проточ-
ные  батареи  [18,  19].  Ванадиевые  батареи  на  дан-
ный момент имеют меньшую удельную энергию, чем 
литий-ионные  аккумуляторы  (до  35  Вт∙ч/кг),  но  при 
этом имеют перед ними ряд преимуществ, которые 
делают проточные ванадиевые батареи конкуренто-
способным решением. Основными преимуществами 
ванадиевых  батарей  являются:  возможность  глубо-
кого  разряда  батареи  без  потери  емкости,  пожаро-
безопасность,  малые  токи  саморазряда,  больший 
срок  службы  (около  20  лет),  чем  у  других  электро-
химических аккумуляторов.

Именно большой срок службы батарей без потери 

их емкости со временем отмечается производителя-
ми в качестве главного конкурентного фактора отно-
сительно литий-ионных батарей. 

Стоимость  ванадиевых  батарей  приблизительно 

равна стоимости литий-ионных батарей аналогичной 
емкости [18, 20]. Поэтому в данной работе предлага-
ется к установке данный тип СНЭ. 

ТЕХНИКО

–

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ

МОДЕЛЬ

В качестве потребителя рассматривался жилой мно-
гоквартирный дом с электрическими плитами в г. Мо-
скве,  фактический  усредненный  график  нагрузки 
которого  представлен  на  рисунке  2  [1].  Трехзонный 
тариф на электроэнергию (на 01.01.2021) составля-
ет: Т1 — 5,84 руб./кВт∙ч, Т2 — 1,63 руб./кВт∙ч, Т3 — 
4,87 руб./кВт∙ч.

Использоваться система накопления энергии бу-

дет в ночной (зарядка СНЭ) и пиковой (выдача элек-
троэнергии потребителю) зонах. В полупиковой зоне 
использование СНЭ не предполагается.

Затраты  на  систему  электроснабжения  жило-

го  дома  в  случае  установки  СНЭ  З

с  СНЭ

  во  вводном 

распределительном устройстве будут определяться 
следующим выражением:

З

с СНЭ

 = К

СНЭ

 + И

пост

 + И

пер

 + С

с СНЭ

, 

(1)

где  К

СНЭ

  —  единовременные  капиталовложения 

в СНЭ, руб.; И

пост

 — ежегодные условно-постоянные 

издержки на эксплуатацию СНЭ, руб.; И

пер

 — ежегод-

ные  условно-переменные  издержки,  определяемые 
КПД  СНЭ,  руб.;  С

с  СНЭ

  —  стоимость  потребленной 

электроэнергии потребителем с учетом использова-
ния СНЭ за год, руб.

Поскольку в данном исследовании предполагает-

ся  установка  СНЭ  во  вводном  распределительном 
устройстве жилого здания (или в подвальных поме-
щениях рядом с ним), то дополнительные затраты на 
сооружение помещения, в котором будет размещена 
СНЭ,  и  затраты  на  отопление  этого  помещения  от-
сутствуют.

Затраты  на  систему  электроснабжения  без  СНЭ 

З

без СНЭ

 будут состоять только из стоимости потреб-

ленной электроэнергии потребителем за год в соот-
ветствии с графиком нагрузки (рисунок 2).

Установка СНЭ будет экономически целесообраз-

на, если разность суммарных дисконтированных за-
трат  за  расчетный  период 

T

  (который  может  быть 

принят равным 20 лет — сроку службы ванадиевых 
батарей)  на  систему  электроснабжения  без  СНЭ 
и с СНЭ будет не отрицательной:





T

t 

= 1

 З

без СНЭ

 – 



T

t 

= 1

 З

с СНЭ

 ≥ 0.  

(2)

В условиях некоторой неопределенности инфор-

мации  большой  срок  окупаемости  таких  проектов 
(больше  5–7  лет),  как  правило,  свидетельствует  об 
экономической  непривлекательности  проекта  для 
потенциального  инвестора.  Поэтому,  заменяя  в  вы-
ражении (2) неравенство на равенство, можно опре-
делить  период 

T

,  за  который  установка  СНЭ  будет 

окупаться (срок окупаемости СНЭ):





T

t 

= 1

 З

без СНЭ

 – 



T

t 

= 1

 З

с СНЭ

 =0. 

(3)

В выражении (1) капиталовложения в СНЭ, еже-

годные  издержки  и  стоимость  потребленной  элек-
троэнергии  зависят  от  емкости  устанавливаемой 
СНЭ WСНЭ. Следовательно, в выражение (3) входят 
две переменные — емкость СНЭ и срок окупаемо-
сти СНЭ. Предварительно необходимо определить 
в  каких  пределах  может  варьироваться  емкость 
СНЭ, так как данный параметр является ключевым 

для  определения  всех  слагаемых  затрат. 
В  качестве  возможного  интервала  емко-
сти СНЭ взяты значения от 0 до 1800 кВт∙ч. 
Максимальное значение емкости СНЭ вы-
брано  из  условия  заполняемости  графика 
нагрузки потребителя (рисунок 2) в ночные 
часы  до  значений  вечернего  максимума 
нагрузки 

P

нб

  (рисунок  3),  превышение  ко-

торого  в  общем  случае  недопустимо  по 
причине  возможной  перегрузки  питающих 
жилой дом линий и трансформаторов рас-
пределительной сети.

Исходя  из  вышеприведенных  данных, 

стоимость 1 кВт∙ч ванадиевых СНЭ состав-
ляет  порядка  100  $  (курс  доллара  к  рублю 
в данном расчете принят 76 рублей). 

В  результате  расчетов  модели  (3)  в  ПО 

PTC Mathcad Prime    была  сформирована 

Рис

. 2. 

Суточный

график

нагрузки

Время

P

, кВ

т

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

00:00

01:00

02:00

03:00

04:00

05:00

06:00

07:00

08:00

09:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

НАКОПИТЕЛИ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

57

диаграмма окупаемости СНЭ, представлен-
ная на рисунке 4. Цветом выделена область, 
в  которой  выполняется  выражение  (2)  — 
установка  СНЭ  окупается.  Минимальный 
период 

T

 для каждой емкости соответствует 

сроку окупаемости по выражению (3).

При  больших  значениях  емкости  СНЭ 

окупается за 6 лет, при этом системы емко-
стью менее 500 кВт∙ч не окупаются за рас-
четный период. СНЭ большей емкости ока-
зываются более эффективны: на двадцатый 
год  СНЭ  емкостью  1800  кВт∙ч  приносит 
суммарный  дисконтированный  доход  (эко-
номию на оплате за электроэнергию) боль-
ше,  чем  система  емкостью  500  кВт∙ч  почти 
в 8 раз, в то время как емкость (и стоимость) 
этих батарей отличается в 3,6 раз.

ВЛИЯНИЕ

ИЗМЕНЕНИЯ

ТАРИФОВ

В

ТЕЧЕНИЕ

РАСЧЕТНОГО

ПЕРИОДА

НА

ОКУПАЕМОСТЬ

СНЭ

Изменение  тарифов  на  электроэнергию 
сильно влияет на целесообразность приме-
нения  СНЭ.  Правильная  ценовая  политика 
в данной сфере позволяет увеличить доход-
ность  проекта  для  конечного  потребителя, 
что,  в  свою  очередь,  будет  стимулировать 
широкое распространение СНЭ. В таблице 1 
представлены результаты анализа тарифов 
за  последние  несколько  лет  для  бытовых 
потребителей в г. Москве (по данным сайта 
АО «Мосэнергосбыт»).

В  последние  несколько  лет  стабильно 

рост  тарифа  на  электроэнергию  в  ночной 
тарифной  зоне  Т2  опережает  увеличение 
тарифа  в  пиковой  тарифной  зоне  Т1.  Та-
кая  динамика  в  будущем  может  оказаться 
сдерживающим  фактором  для  управления 
суточным графиком нагрузки. Если разница 
между  Т1  и  Т2  будет  мала,  то  потребитель 
не будет заинтересован в установке СНЭ.

Были рассмотрены три варианта динами-

ки изменения тарифа в ночной зоне Т2 (при 
сохранении текущей тенденции роста тари-
фа в пиковой зоне Т1):
а)  сохранение текущей тенденции роста Т2;
б)  фиксация текущего значения Т2;
в)  регрессия Т2 (на 6% ежегодно).

Результаты  расчета  окупаемости  СНЭ 

представлены  на  рисунке  5.  Сопоставляя 
рисунки  4  и  5,  можно  сделать  вывод  о  воз-

Время

P

, кВ

т

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

00:00

01:00

02:00

03:00

04:00

05:00

06:00

07:00

08:00

09:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

P

нб

W

СНЭ

Рис

. 3. 

График

нагрузки

с

учетом

зарядки

СНЭ

W

СНЭ

,

кВт∙ч

T

, 

лет

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

0

100
200
300
400
500
600
700
800
900

1000

1100

1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800

W

СНЭ

,

кВт∙ч

T

, 

лет

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

0

100
200
300
400
500
600
700
800
900

1000

1100

1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800

Рис

. 4. 

Окупаемость

СНЭ

в

г

. 

Москве

Рис

. 5. 

Окупаемость

СНЭ

для

трех

вариантов

динамики

тарифа

в

ночной

зоне

Т

2 

—  сохранение 

текущей 

тенденции

—  фиксация 

ночного 

тарифа

—  регрессия 

ночного 

тарифа

Табл. 1. Динамика тарифов T1 и Т2 для

квартир с электрическими плитами в г. Москве 

Год

2016 2017 2018 2019 2020 2021

T1, руб.

4,49 4,85 5,16 5,58 5,84 6,18

рост Т1, %

12,92 7,42 7,62 5,91 4,45 5,82

T2, руб.

1,15 1,26 1,35

1,5

1,63 1,74

рост Т2, %

13,04 8,73 8,03 8,67 7,98 6,75

№

 5 (68) 2021

58

можности  применения  установок  меньшей 
емкости  при  благоприятной  динамике  стои-
мости  электроэнергии  по  тарифным  зонам. 
К примеру, для варианта с регрессией тари-
фа в ночной зоне Т2 на пятый год окупаются 
установки емкостью от 800 до 1800 кВт∙ч, что 
позволяет подобрать установку под финансо-
вые возможности потребителя.

ОЦЕНКА

ОКУПАЕМОСТИ

СНЭ

ПРИ

ИЗМЕНЕНИИ

СООТНОШЕНИЯ

МЕЖДУ

ТАРИФАМИ

Т

1 

И

Т

2

Основным  показателем  целесообразности 
применения СНЭ является соотношение та-
рифов  на  электроэнергию  в  зонах  Т1  и  Т2. 
В различных субъектах Российской Федера-
ции  соотношения  Т1  к  Т2  различаются  как 
в абсолютных, так и относительных значени-
ях (таблица 2).

В  данной  части  исследования  определя-

лись соотношения тарифов в зонах Т1 и Т2, 
при которых срок окупаемости СНЭ состав-
ляет  4–5  лет  при  установке  СНЭ  одной  ем-
кости — 1800 кВт·ч (так как выше было полу-
чено,  что  СНЭ  большой  емкости  окупаются 
быстрее).  Результаты  приведе-
ны на рисунке 6.

Получаем,  что  в  Москве  при 

существующих тарифах на элек-
троэнергию  СНЭ  окупается  за 
5–6 лет, в то время как в других 
субъектах  РФ  срок  окупаемости 
СНЭ  пока  существенно  превы-
шает 5 лет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

И

ВЫВОДЫ

За последние несколько лет бла-
годаря  развитию  электротранс-
порта  наблюдается  устойчивый 
тренд  в  снижении  стоимости 
электрохимических 

накопите-

лей  электроэнергии.  Проведен-
ное  исследование  показывает, 
что при существующих тарифах 
на  электроэнергию  для  быто-
вых  потребителей  в  г.  Москве 
установка  СНЭ  в  жилом  много-
этажном  многоквартирном  доме 
окупается  за  5–6  лет.  В  других 
регионах  России  срок  окупае-
мости  существенно  превосхо-
дит  максимально  приемлемый 
для  инвестора  период  в  5  лет, 
но  при  этом  срок  окупаемости 
не превосходит срок службы на-
копителей  электроэнергии,  как 
это  было  несколько  лет  назад. 
Учитывая  дальнейшее  прогно-
зируемое  снижение  стоимости 
накопителей 

электроэнергии, 

в ближайшие 3–5 лет установка 

Табл. 2. Тарифы на электроэнергию

для городских бытовых потребителей с электрическими

плитами в различных субъектах РФ

Город

Т1, руб. Т2, руб.

Т1/Т2

(отношение 

Т1 к Т2)

Т1 – Т2

(разность

Т1 и Т2), руб.

Краснодар

3,77

2,03

1,86

1,74

Приморский край

5,16

1,71

3,02

3,45

Салехард

2,14

1,04

2,06

1,10

Иркутск

1,52

0,78

1,96

0,74

Санкт-Петербург

4,11

2,34

1,76

1,77

Москва

5,84

1,63

3,58

4,21

Татарстан

3,35

1,92

1,74

1,43

Новосибирск

3,46

2,22

1,56

1,24

Якутск

5,02

2,96

1,70

2,06

Магадан

4,75

2,92

1,63

1,83

Грозный

2,35

1,18

1,99

1,17

Сочи

3,77

2,03

1,86

1,74



,

руб.

Т1 / Т2

1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5 2,75 3 3,25 3,5 3,75 4 4,25 4,5 4,75 5 5,25 5,5

1

1,25

1,5

1,75

2

2,25

2,5

2,75

3

3,25

3,5

3,75

4

4,25

4,5

4,75

5

5,25

5,5

5,75

6

6,25

6,5

Рис

. 6. 

Окупаемость

СНЭ

при

различных

комбинациях

тарифов

в

зонах

Т

1 

и

Т

2

—  срок окупаемости более 5 лет

—  срок окупаемости 5 лет

—  срок окупаемости 4 года

—  Москва

—  Санкт-Петербург

—  Приморский край

—  Казань

—  Иркутск

—  Новосибирск

НАКОПИТЕЛИ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

59

СНЭ в жилых домах в крупных городах будет эконо-
мически эффективным решением для выравнивания 
графика  нагрузки.  При  локализации  полного  произ-
водственного  цикла  накопителей  электроэнергии 
в России можно ожидать еще большее снижение их 
стоимости. 

Вместе с тем в последние пять лет наметилась 

отрицательная  тенденция  в  тарифах  на  электро-
энергию:  ежегодный  рост  тарифа  в  ночной  зоне 

Т2 значительно превышает рост тарифа в пиковой 
зоне  Т1,  что  будет  приводить  к  увеличению  срока 
окупаемости  СНЭ  и  не  стимулирует  потребителей 
к  переносу  электропотребления  из  пиковой  зоны 
в  ночную.  Для  решения  системной  задачи  вырав-
нивания  суточного  графика  нагрузки  бытовых  по-
требителей необходимо провести исследования по 
определению  оптимального  соотношения  между 
тарифами в пиковой и ночных зонах.  

ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1.  Demidenko A.S., Kudelina S.A. and 

Shvedov  G.V.  Analysis  of  the  elec-
tric  loads  of  residential  and  public 
buildings  in  urban  power  supply 
systems. Journal of Physics: Confer-
ence  Series,  2020,  vol.  1683.  URL: 
https://iopscience.iop.org/article/10. 
1088/1742-6596/1683/5/052016.

2.  Воропай  Н.И.,  Стычински  З.А., 

Козлова Е.В., Степанов В.С., Сус-
лов  К.В.  Оптимизация  суточных 
графиков  нагрузки  активных  по-
требителей  //  Известия  Россий-
ской  академии  наук.  Энергетика, 
2014, № 1. С. 84–90. 

Voropay N.I., Stychinski Z.A., Kozlo-
va E.V., Stepanov V.S., Suslov K.V. 
Optimization of daily demand curves 
of active consumers // Izvestiya ros-
siyskoy  akademii  nauk.  Energetika 
[News  of  the  Russian  Academy  of 
Sciences.  Power  industry],  2014, 
no. 1, pp. 84–90. (In Russian)

3.  Mbungu  N.T.,  Bansal  R.C.,  Nai-

doo  R.M.,  Bettayeb  M.,  Siti  M.W., 
Bipath  M.  A  dynamic  energy  man-
agement system using smart meter-
ing. Applied Energy, 2020, vol. 280, 
p. 115990.

4.  Clarke  W.C.,  Brear  M.J.,  Manzie  C. 

Control  of  an  isolated  microgrid  us-
ing  hierarchical  economic  model 
predictive  control.  Applied  Energy, 
2020, vol. 280, p. 115960.

5.  Sheha  M.,  Mohammadi  K.,  Pow-

ell  K.M.  Techno-economic  analysis 
of  the  impact  of  dynamic  electricity 
prices on solar penetration in a smart 
grid environment with distributed en-
ergy storage. Applied Energy, 2020, 
vol. 282, p. 116168.

6.  Javed M.S., Ma T., Jurasz J., Cana-

les F.A., Lin Sh., Ahmed S., Zhang Y. 
Economic  analysis  and  optimiza-
tion  of  a  renewable  energy  based 
power  supply  system  with  diff erent 
energy storages for a remote island. 
Renewable  Energy,  2021,  vol.  164, 
pp. 1376-1394.

7.  Mohammed  Al  Essa.  Power  Qual-

ity of Electrical Distribution Systems 
Considering  PVs,  EVs  and  DSM. 

Journal  of  Control,  Automation  and 
Electrical  Systems,  2020,  vol.  31, 
no.  6.  URL:  https://www.research-
gate.net/publication/344105766.

8.  Сальникова  Е.А.  Формирование 

концепции  активного  потребителя
в энергетике: автореферат дис. …
канд.  эконом.  наук.  С-Пб,  2014. 
URL:  https://search.rsl.ru/ru/record/
01005548185.

Sal’nikova E.A. Formation of the con-
cept of an active consumer in the pow-
er industry: author’s abstract of a the-
sis for Ph.D. Saint-Petersburg, 2014. 
URL:  https://search.rsl.ru/ru/record/
01005548185.

9.  Бураков  Г.Е.  Применение  систем 

накопления  электроэнергии  для 
повышения  надежности  электро-
снабжения  потребителей  в  сетях 
6–20  кВ.  Обеспечение  категорий-
ности.  URL:  http://eepir.ru/images/
news/prezent2019/2/3.pdf.

Burakov  G.E.  Application  of  energy 
storage systems to improve reliability 
of consumer power supply in 6-20 kV 
networks. Provision of categorization. 
URL:  http://eepir.ru/images/news/
prezent2019/2/3.pdf.

10. Елпидифоров  В.Ю.  Накопители 

электроэнергии. Основные направ-
ления использования в электросе-
тевом комплексе // ЭЛЕКТРОЭНЕР-
ГИЯ.  Передача  и  распределение, 
2021, № 1(64). С. 44–48.

Elpidiforov  V.Yu.  Energy  storage 
units.  Main  trends  of  application  in 
power  grids  //  ELECTRIC  POWER. 
Transmission  &  Distribution,  2021, 
no. 1(64), pp. 44–48. (In Russian)

11. Посыпанко  Н.,  Баранов  М.,  Кос-

тюк  Р.  Накопители  энергии  в  Рос-
сии:  инъекция  устойчивого  разви-
тия.  Исследование  VYGON  Con –
salting.  URL:  https://vygon.consul-
ting/pro ducts/issue-1752.

12. Mohsenian-Rad A-H., Leon-Garcia A. 

Optimal  Residential  Load  Control 
with  Price  Prediction  in  Real-Time 
Electricity  Pricing  Environments.
IEEE  Transactions  on  Smart  Grid,
2010,  vol.  1,  no.  2,  pp.  120-133. 

URL:  https://ieeexplore.ieee.org/do-
cu ment/5540263.

13. How  to  Prolong  Lithium-based  Bat-

teries / BU-808: сайт Battery Univer-
sity.  URL:  https://batteryuniversity.
com/article/bu-808-how-to-prolong-
lithium-based-batteries.

14. Литий-ионные аккумуляторы. URL: 

https://www.liotech.ru/products/
akkumulyatory.

Lithium-ion  batteries.  URL:  https://
www.liotech.ru/products/ak ku mu lya-
to ry.

15. Euro-7-Norm:  Audi  entwickelt  ke-

ine  neuen  Verbrenner  mehr.  URL: 
https://www.automobilwoche.de/arti-
cle/20210316/AGENTURMELDUN-
GEN/303159940/1276/. 

16. Volvo  назвала  срок  отказа  от 

двигателей  внутреннего  сгорания. 
URL: https://motor.ru/news/volvo-evs-
02-03-2021.htm.

Volvo  announced  the  term  of  aban-
donment  of  internal  combustion  en-
gines.  URL:  https://motor.ru/news/
volvo-evs-02-03-2021.htm.

17. Battery  Pack  Prices  Cited  Below 

$100/kWh for the First Time in 2020, 
While  Market Average  Sits  at  $137/
kWh.  URL:  https://about.bnef.com/
blog/battery-pack-prices-cited-
below-100-kwh-for-the-first-time-
in-2020-while-market-average-sits-
at-137-kwh/.

18. Vanadium  fl ow  batteries:  сайт  IN-

VINITY  Energy  Systems.  URL: 
https://invinity.com/solutions/vanadi-
um-fl ow-batteries. 

19. Electric Program Investment Charge 

Programm.  California  Energy  Com-
mission.  URL:  https://www.energy.
ca.gov/programs-and-topics/pro-
grams/electric-program-investment-
charge-epic-program. 

20. Почему  ванадиевые  проточные 

батареи  могут  стать  будущим  на-
копителей  энергии  для  комму-
нальных предприятий. URL: https://
energosmi.ru/archives/46149.

Why  vanadium  fl ow  batteries  might 
become the future of energy storage 
units for public utilities. URL: https://
energosmi.ru/archives/46149.

№

 5 (68) 2021