Повышение надежности функционирования распределительных электрических сетей за счет эффективного применения систем накопления электроэнергии

НАКОПИТЕЛИ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

сновным трендом последне

го десятилетия является реа

лизация стратегии трансфор

мации

электроэнергетики,

основанной на принципах декарбони

зации, децентрализации и цифрови

зации энергосистем [1]. Данная стра

тегия обладает как преимуществами,

так и определенными недостатками,

которые без разработки и реализации

компенсационных мероприятий могут

приводить к нарушению функциониро

вания энергосистем и электроснабже

ния потребителей. Примеры крупных

системных аварий в ряде стран мира

это подтверждают.

Применение СНЭЭ в энергосисте

мах различных стран мира становится

все более массовым, что обусловлено

необходимостью решения широкого

круга актуальных задач. К таким зада

чам относится регулирование частоты

при возникновении аварийных дефици

тов мощности, а также создание усло-

вий для увеличения доли генерации на

основе ВИЭ в структуре генерирующих

мощностей, имеющей нестационар

ных характер выработки электроэнер

гии [2].

Крупнейшая СНЭЭ с литий-ионны

ми аккумуляторными батареями (АБ)

мощностью 250 МВт была введена

в эксплуатацию в конце 2020 года

в округе Сан-Диего, штат Калифор

ния (США). Компания McCarthy's Re-

newable Energy & Storage Gateway

Energy реализовывала данный проект

с целью повышения режимной надеж

ности и надежности электроснабжения

потребителей в условиях поэтапной

декарбонизации генерирующих мощ

ностей. Первоначально СНЭЭ была

По материалам

VII Всероссийской конференции

РАЗВИТИЕ И ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Ключевые слова:

распределительные

электрические

сети, надежность,

система накопления

электроэнергии,

технические требования,

рынок системных услуг,

механизмы окупаемости,

методические

рекомендации

Илюшин П.В.,

д.т.н., главный

научный сотрудник,

руководитель Центра

«Интеллектуальные

электроэнергетические

системы и распределенная

энергетика» ФГБУН

«Институт энергетических

исследований РАН»

Повышение надежности функционирования

распределительных электрических сетей

за счет эффективного применения систем

накопления электроэнергии

УДК 621.316.1:621.354

Системы накопления электроэнергии (СНЭЭ) находят все большее применение в энерго

системах различных стран мира для решения широкого круга актуальных задач. В регио

нах России реализуются пилотные проекты по применению СНЭЭ совместно с объектами

распределенной генерации, в том числе на основе возобновляемых источников энергии

(ВИЭ), а также для обеспечения надежности электроснабжения социально-значимых

потребителей и поддержания заданных показателей качества электроэнергии. Рассмо

трены варианты эффективного применения СНЭЭ в распределительных электрических

сетях, а также приведен перечень проблемных вопросов, подлежащих решению, для

расширения возможностей использования СНЭЭ. Обоснована необходимость разработки

и утверждения перечня перспективных способов применения СНЭЭ, а также разработка

необходимых нормативно-правовых актов для развития отрасли СНЭЭ в России. Требует

ся разработка нормативно-технических документов по СНЭЭ, содержащих технические

требования, указания по выбору, проектированию и обоснованию эффективности при

менения, а также методики проведения испытаний. Обоснована необходимость включе

ния СНЭЭ в рынок системных услуг и создание рынка сетевых услуг для обеспечения

возврата инвестиций в строительство и эксплуатацию СНЭЭ. Необходима организация

повышения квалификации персонала проектных, монтажных, наладочных организа

ций и распределительных сетевых компаний применительно к особенностям внедрения

и эксплуатации СНЭЭ. Для учета опыта эксплуатации СНЭЭ требуется обеспечить сбор,

анализ и обобщение опыта реализации пилотных проектов применения СНЭЭ в России.

рассчитана на энергоемкость в 250 МВт·ч, которая

в 2021 году была увеличена до 750 МВт·ч, а в пер

спективе составит 1 ГВт·ч [3]. Большая популярность

литий-ионных АБ в составе СНЭЭ связана с тем, что

за последнее десятилетие они подешевели почти

в 2 раза.

Для решения отдельных задач в ряде проектов

находят применение гибридные СНЭЭ, включающие

в себя, наряду с литий-ионными АБ, суперконден

саторы (ионисторы) [4]. Суперконденсаторы имеют

более высокую стоимость, но обладают рядом су

щественных преимуществ, таких как большая мощ

ность, низкое внутреннее сопротивление, длитель

ный срок хранения электроэнергии, а также большой

календарный и циклический сроки службы.

В отчете компании Bloomberg New Energy Finance

(BNEF) отмечается, что к 2030 году суммарная уста

новленная мощность СНЭЭ в мире составит около

125 ГВт с суммарной энергоемкостью 305 ГВт·ч [5].

Следует отметить, что в прогнозе BNEF не учтены

находящиеся в эксплуатации гидроаккумулирующие

электростанции суммарной установленной мощно

стью 170 ГВт.

В соответствии с утвержденными планами, до

конца 2024 года в России должно быть введено в экс

плуатацию более 5 ГВт установленных мощностей

на ветряных (ВЭС) и солнечных электростанциях

(СЭС). По программе заключения договоров о пре

доставлении мощности ВИЭ 2.0 в 2025–2035 годах

планируется построить еще около 6,7 ГВт на ВЭС

и СЭС. Важно отметить, что практически все нахо

дящиеся в работе ВЭС и СЭС функционируют в со

ставе энергосистем без СНЭЭ. Известны единичные

реализованные проекты СЭС, имеющие в своем со

ставе СНЭЭ, например, Бурзянская СЭС со СНЭЭ

мощностью 4 МВт и энергоемкостью 8 МВт·ч [6],

а также Кош-Агачская СЭС со СНЭЭ мощностью

250 кВт и энергоемкостью 580 кВт·ч [7].

Интеграция ВЭС(СЭС) в энергосистемы осу

ществляется на основании разрабатываемых схем

выдачи мощности (СВМ), в которых рассматрива

ются схемно-режимные условия на год их ввода

в эксплуатацию, а также в перспективной схеме на

пятилетний период. Оценить синергетический эф

фект для энергосистем от интеграции большого ко

личества ВЭС(СЭС) в долгосрочной перспективе на

основе СВМ невозможно. Упрощенная интеграция

ВЭС(СЭС) с целью снижения стоимости реализации

проектов на данном этапе может обернуться нега

тивными последствиями и потребовать значительно

больших затрат в будущих периодах для обеспече

ния управляемости режимами энергосистем.

В [8] отмечается, что максимальная емкость рын

ка СНЭЭ составляет около 10–15 ГВт до 2030 года,

при этом в условиях текущего уровня технологиче

ского развития данного направления и существую

щей законодательной базы есть предпосылки для

развития рынка СНЭЭ в период до 2023 года в объ

еме 1–1,5 ГВт.

Международный опыт применения СНЭЭ показы

вает, что наиболее часто они применяются для ре

гулирования частоты в энергосистемах, совместно

с генерацией на основе ВИЭ для увеличения их доли

в структуре генерирующих мощностей, в качестве

резервных источников электроснабжения (РИСЭ),

а также на стороне потребителей для снижения за

трат на электроэнергию [8–11].

Целью статьи является рассмотрение вариантов

эффективного применения СНЭЭ для повышения

надежности функционирования распределительных

электрических сетей, барьеров, препятствующих их

внедрению, а также перечня шагов, подлежащих

реализации, для широкого использования СНЭЭ

в России.

ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ ОПЫТ

ПРИМЕНЕНИЯ СНЭЭ

Опыт применения СНЭЭ в электроэнергетике России

нельзя назвать большим и по-настоящему полезным

как для субъектов электроэнергетики, так и для от

дельных потребителей. Это обусловлено нескольки

ми факторам:

– высокая стоимость СНЭЭ, поэтому количество

реализованных проектов внедрения СНЭЭ недо

статочно для обобщения опыта их проектирова

ния и эксплуатации с целью использования в но

вых проектах;

– для решения большинства задач, где эффектив

но применение СНЭЭ, отсутствуют механизмы

их окупаемости (возврата инвестиций), что не

позволяет тиражировать результаты реализации

пилотных проектов на другие объекты электро

энергетики, а также в сетях электроснабжения по

требителей;

– информация о результатах реализации проектов

внедрения СНЭЭ была и остается конфиденци

альной, никакой специализированной организа

цией не собирается, не анализируется и не обоб

щается.

Учитывая отечественный и международный опыт,

при внедрении нового оборудования в опытную,

опытно-промышленную и промышленную эксплуа

тацию крайне важно обобщать опыт его внедрения,

участвовать в расследованиях аварий, связанных

с повреждением данного оборудования (смежного

оборудования от воздействия вновь введенного),

а также разрабатывать противоаварийные и эксплу

атационные циркуляры. В этих документах должны

содержаться указания (рекомендации) проектным

и эксплуатирующим организациям по изменению

подходов к проектированию и эксплуатации нового

оборудования, а также заводам-изготовителям по

вопросам внесения изменений в конструкцию или

алгоритмы управления (регулирования).

Следует отметить, что компании, являющиеся ин

весторами/собственниками СНЭЭ, не выкладывают

в публичное пространство информацию о техниче

ских, а тем более экономических показателях реа

лизации проектов СНЭЭ. Если со СНЭЭ возникают

серьезные проблемы, то получить информацию

о результатах расследования аварий, в том числе

с повреждением отдельных элементов, невозможно.

Такой подход не позволяет учитывать ошибки проек

тирования, монтажа, наладки, эксплуатации, а также

№ 6 (75) 2022

НАКОПИТЕЛИ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

недостатки конструкции оборудования, допущенные

заводами-изготовителями или инжиниринговыми

компаниями, что сдерживает реализацию новых про

ектов СНЭЭ в России.

В настоящее время СНЭЭ в России применяются:

– в пилотных проектах для решения задач, когда

экономическая окупаемость решения не являет

ся приоритетной, но требуется отработать набор

технических решений, а также выйти на комплекс

ные типовые технические решения, позволяющие

в будущем сократить затраты на проектирование

СНЭЭ;

– в составе гибридных энергетических комплексов

(ГЭК) на базе дизель-генераторных и газопорш

невых генерирующих установок, осуществля

ющих электроснабжение особо ответственных

электроприемников, когда требуется обеспечить

надежность работы во всех возможных схемно-

режимных условиях, при этом затраты на ее обес-

печение не являются определяющими;

– в системах бесперебойного электроснабжения

потребителей, относящихся к особой группе пер

вой категории надежности, на время перехода

с основного источника питания на РИСЭ (предпу

сковые операции, пуск и набор нагрузки РИСЭ);

– в изолированных энергорайонах с промышленной

нагрузкой, когда требуется предотвратить отклю

чения генерирующих установок (ГУ) и электро

приемников потребителей действием защит в ре

зультате значительных колебаний параметров

режима (частоты, напряжения) [12–14] (необходи

мость в этом возникает из-за наличия в энерго

районе мощной циклической и резкопеременной

нагрузки [15], так как в этом случае срок окупае

мости СНЭЭ рассчитывается с учетом ущербов от

нарушений электроснабжения и убытков от недо

отпуска продукции за время, требуемое на разво

рот производственного процесса, то он является

приемлемым; если учитывать, что при наличии

СНЭЭ условия эксплуатации ГУ становятся вме

сто тяжелых благоприятными, то это содействует

сохранению заявленных межсервисных интер

валов, количеству часов планового простоя при

отсутствии вынужденных простоев из-за внепла

новых ремонтов и снижению срока окупаемости

СНЭЭ);

– в сетях внутреннего электроснабжения потреби

телей с мощностью технологического присоеди

нения более 670 кВт, для которых предусматрива

ется оплата не только фактически потребленной

электроэнергии, но и покупной мощности, а также

услуг по передаче электроэнергии (сетевой мощ

ности); доля затрат на мощность у таких потреби

телей может превышать 50% от общей стоимости

услуг электроснабжения (в настоящее время за

конодательно допускается установка СНЭЭ «за

счетчиком» на стороне потребителя).

Применение СНЭЭ небольшой мощности и энер

гоемкости в сетях внутреннего электроснабжения по

требителей не позволяет уменьшить объем потреб-

ленной электроэнергии, но дает возможность сни

зить стоимость электроэнергии за счет разницы в та

рифах на электроэнергию в дневные/ночные часы,

в этом случае СНЭЭ используется для разряда в час

максимума региона или в часы максимума Систем

ного оператора, что приводит к снижению величины

покупной мощности. Если в течение года в каждый

рабочий день разряжать СНЭЭ в час максимума

региона, то экономический эффект от применения

СНЭЭ будет максимальным, вплоть до нулевого зна

чения оплаты за мощность в отдельные месяцы. Ре

зультаты расчетов окупаемости СНЭЭ показали, что

простой период окупаемости СНЭЭ составит немно

гим более 5 лет, а с учетом инфляции (12,5%) — око

ло 8 лет. Так как 100% точности прогноза часа мак

симума региона достичь невозможно, то при оценке

окупаемости следует ориентироваться на 70–80%,

что увеличивает срок окупаемости до 8,5–10 лет.

С точки зрения инвестора/собственника СНЭЭ, же

лательный срок окупаемости не должен превышать

5 лет, что теоретически возможно, если рост тари

фа на мощность будет составлять около 25% в год

[16]. Опыт внедрения СНЭЭ «за счетчиком» показы

вает, что при текущих ценах на оборудование СНЭЭ

и действующих тарифах на электроэнергию и мощ

ность, что такой вариант использования СНЭЭ име

ет приемлемые сроки окупаемости.

Таким образом, проекты внедрения СНЭЭ, ко

торые реализуются инвесторами/конечными по

требителями за счет собственных/заемных средств

с жесткими требованиями к технико-экономическим

обоснованиям, существуют и будут развиваться по

мере необходимости. Темпы внедрения СНЭЭ в Рос

сии в этом случае будут скромными, в отличие от

тех, которые приводятся в [8], поэтому такой объем

СНЭЭ не будет иметь коммерческой привлекатель

ности для заводов-изготовителей и не может содей

ствовать развитию отрасли СНЭЭ.

Приведем примеры пилотных проектов СНЭЭ,

которые были реализованы в России на протяжении

последних 10 лет.

СНЭЭ в качестве РИСЭ в системах оператив

ного постоянного тока и собственных нужд пере

менного тока подстанций (ПС).

При размещении

СНЭЭ на ПС имеется возможность оказания услуг

по нормированному первичному регулированию ча

стоты в энергосистеме. Однако при текущих ценах

на рынке системных услуг СНЭЭ не могут конкури

ровать с современными энергоблоками тепловых

электростанций.

СНЭЭ в качестве РИСЭ для электроснабже

ния социально-значимых объектов.

Однако в п. 47

раздела IV «Порядок введения ограничения ре

жима потребления в целях предотвращения или

ликвидации аварийных ситуаций» Правил полного

и (или) частичного ограничения режима потребле

ния электрической энергии [17] отмечается, что при

возникновении внерегламентных отключений огра

ничение режима потребления является следствием

повреждения ЛЭП и (или) оборудования, в том чис

ле в результате стихийных явлений. Для обеспече

ния минимально необходимого уровня потребления

электроэнергии в соответствии с уровнем техноло

гической или аварийной брони при невозможности

осуществить передачу электроэнергии задействуют

ся РИСЭ, предусмотренные категорией надежности

электроснабжения потребителя. При этом в п. 37

указывается, что РИСЭ устанавливаются потреби

телем и поддерживаются им в состоянии готовности

к использованию при применении полного и (или) ча

стичного ограничения режима потребления. Следо

вательно, электросетевые компании не обязаны их

устанавливать за счет собственных средств.

СНЭЭ для поддержания показателей качества

электроэнергии на шинах электроприемников

в со

ответствии с требованиями ГОСТ 32144-2013 [18].

В этом случае СНЭЭ применяются вместо вольтодо

бавочных трансформаторов (бустеров) с дискретным

регулированием напряжения за счет использования

быстродействующих тиристорных ключей.

СНЭЭ в составе автономных гибридных элек

троустановок (АГЭУ) для электроснабжения уда

ленных населенных пунктов

(например, в Забай

кальском и Красноярском крае). Создание АГЭУ

позволяет обеспечить электроснабжение потребите

лей, запитанных от протяженных фидеров среднего

напряжения с малой загрузкой. Это позволяет отклю

чить питающие ЛЭП с целью сокращения затрат на

их техническое обслуживание и ремонт и даже вы

полнить их демонтаж. Применение СНЭЭ снижает

часы работы и расход топлива на дизель-генератор

ных установках, входящих в состав АГЭУ, осущест

вляя накопление электроэнергии, вырабатываемой

объектами генерации на основе ВИЭ.

СНЭЭ совместно с сетевыми объектами гене

рации на основе ВИЭ

(например, ВЭС и СЭС), ра

ботающих параллельно с энергосистемой. Данный

подход позволяет частично компенсировать влияние

стохастического характера выработки электроэнер

гии объектами ВИЭ, участвовать ВЭС (СЭС) в нор

мированном первичном регулировании частоты на

загрузку при ее снижении в энергосистеме, а также

в течение нескольких часов (на время проведения

аварийно-восстановительных работ на ЛЭП) осу

ществлять электроснабжение потребителей бли

жайшего энергорайона. Однако механизм возврата

инвестиций в СНЭЭ для этого варианта применения

СНЭЭ отсутствует.

СНЭЭ в качестве РИСЭ на автомобильном шас

си в контейнерном исполнении

взамен дизель-ге

нераторных установок для использования при вы

полнении аварийно-восстановительных и плановых

ремонтных работ, а также работ по вводу нового

оборудования при реализации инвестиционных про

грамм для резервирования нагрузки в периоды про

ведения значимых мероприятий. Это решение при

менимо при величине энергоемкости, рассчитанной

на время проведения работ, но, как правило, оно не

превышает 2–4 часа. Серьезной проблемой литий-

ионных аккумуляторных батарей (АБ) является рез

кое уменьшение емкости при снижении температуры

ниже нуля. Известны морозостойкие АБ, продолжаю

щие работать при температурах до −40°С, однако их

емкость при этом снижается на 12%, что обусловле

но замерзанием электролита или сильным падени

ем проводимости по ионам лития. Ученые из Китая

разработали материал электролита для литий-ион

ных АБ, позволяющий работать при температурах до

−70°С, при этом энергоемкость АБ составляет около

70% от энергоемкости при комнатной температуре.

Такие АБ существенно дороже, поэтому редко при

меняются, а аварийно-восстановительные работы

часто требуется проводить на электросетевых объ

ектах при отрицательных температурах воздуха [19].

В условиях, когда отсутствуют механизмы возвра

та инвестиций в СНЭЭ через механизмы оптового

и розничного рынков электрической энергии и мощ

ности, пилотные проекты так и будут оставаться

таковыми, без их тиражирования. Развитие рынка

системных услуг с привлечением в него СНЭЭ поз-

волит содействовать их широкому применению.

С другой стороны, снятие регуляторных барьеров

для СНЭЭ и ограничений на рост тарифа на электро

энергию и мощность приведет к дальнейшему уходу

потребителей на энергоснабжение от собственных

объектов распределенной генерации.

В настоящее время структура сетевых тарифов

не учитывает возможность применения СНЭЭ, кото

рые работают как в режиме отпуска электроэнергии,

так и в режиме потребления. В нормативно-правовых

актах нужно ввести термин «хранение электроэнер

гии» и дать ему четкое определение. С точки зрения

ведения режимов энергосистем важным технологи

ческим ограничением СНЭЭ является величина их

энергоемкости, лимитирующая продолжительность

выдачи активной мощности в сеть и, следовательно,

участия в оказании системных услуг. Технически обо

сновано применение СНЭЭ для регулирования ча

стоты в условиях высокой доли генерации на основе

ВИЭ в структуре генерирующих мощностей (сниже

ние величины эквивалентной постоянной инерции),

а также в периоды с крутыми приростами нагрузки

на коротких интервалах времени и профицитами ге

нерации в дневные и ночные часы, как показано на

рисунке 1. СНЭЭ обладают необходимыми манев

ренными характеристиками.

В странах, где мощности СЭС и микрогенерации

(бытовые потребители) достаточно большие [20],

график нагрузки энергосистемы изменяется, при

обретая форму «утиного клюва». Анализ рисунка 1

показывает, что при скорости разгрузки энергосисте

мы (7 ГВт за 4 часа) в утренние часы и набора мощ

Рис. 1. График электропотребления энергосистемы

, ГВт

, ч

28
26
24
22
20
18
16
14
12
10

2012

2013

2014

2015

2016

2018

2019

2017

2020

№ 6 (75) 2022

НАКОПИТЕЛИ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

ности в вечерние часы (13 ГВт за 3 часа) управлять

электрическими режимами возможно только за счет

совместного применения СНЭЭ с энергоблоками

традиционных электростанций, имеющих недоста

точные показатели маневренности.

На целом ряде объектов и при реализации пилот

ных проектов в России применялись СНЭЭ зарубеж

ных заводов-изготовителей, что обусловлено:

– предоставлением заводами-изготовителями до

статочно полной информации о СНЭЭ (техниче

ские характеристики, режимы работы, инструкции

по эксплуатации, гарантийные и постгарантийные

обязательства и др.);

– блочным исполнением СНЭЭ, что позволяет про

водить замену неисправных блоков силами экс

плуатационного персонала, при этом не требуется

проведение повторной наладки системы автома

тического управления (САУ), а ремонт осущест

вляется на заводе-изготовителе или в сервисном

центре;

– наличием круглосуточной технической поддержки

(24/7);

– наличием в России сервисных центров с гаранти

ей доставки основных блоков в течение 1–3 дней

(до одной недели) на площадку размещения

СНЭЭ в связи с наличием складских запасов на

территории России;

– закреплением в договоре сроков поставки круп

ных блоков СНЭЭ при их повреждении с завода-

изготовителя на площадку размещения СНЭЭ;

– наличием информации об опыте эксплуатации

и отзывов организаций, эксплуатирующих СНЭЭ

на протяжении нескольких лет;

– организацией качественного обучения персона

ла заказчика особенностям эксплуатации СНЭЭ

в собственных сервисных центрах.

Важно отметить, что отечественные заводы-из

готовители СНЭЭ за редким исключением не раз

мещают подробную техническую информацию ни на

своих официальных сайтах, ни в распространяемых

брошюрах (содержат информацию рекламного харак

тера). Для принятия решений о применении СНЭЭ

указанной информации недостаточно. При реализа

ции политики полной (частичной) закрытости от по

тенциальных заказчиков рассчитывать на увеличение

сбыта продукции достаточно сложно. Кроме того, ин

формации, содержащейся в технической документа

ции, поставляемой совместно со СНЭЭ, недостаточно

для составления инструкций по эксплуатации СНЭЭ.

Для применения СНЭЭ в электросетевом ком

плексе России требуется разработка современных

взрыво- и пожаробезопасных АБ с улучшенными

удельными массогабаритными и энергетическими

характеристиками, а также стоимостными показа

телями (требуется снижение стоимости СНЭЭ на

40–50%). Опыт показывает, что эффект масштаба

производства литий-ионных АБ за счет развития

электротранспорта позволил разработать АБ с суще

ственно меньшими показателями материалоемкости

и улучшенными удельными характеристиками.

Для выполнения расчетов электрических режи

мов (включая расчеты электромеханических пере

ходных процессов) с участием СНЭЭ от отечествен

ных заводов-изготовителей необходимо получать

верифицированные математические модели СНЭЭ

[21]. Эти модели должны учитывать как особенности

применяемых в составе СНЭЭ АБ, так и инвертор

ных преобразователей (время отклика, алгоритмы

управления, уставки защит и др.).

Для подготовки корректных технико-экономиче

ских обоснований в проектах внедрения СНЭЭ от

заводов-изготовителей требуются подтвержденные

данные по календарному и циклическому срокам

службы АБ, информация по надежности всех эле

ментов СНЭЭ. В противном случае развитие отрас

ли СНЭЭ будет продвигаться медленно, только под

административным давлением.

ВАРИАНТЫ ЭФФЕКТИВНОГО

ПРИМЕНЕНИЯ СНЭЭ

В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

Рассмотрим варианты применения СНЭЭ в распре

делительных электрических сетях с целью повыше

ния надежности их функционирования.

1. Ликвидация перегрузок ЛЭП для сдвига вправо

сроков строительства новых ЛЭП или проведе

ния реконструкции действующих ЛЭП.

Пробле

ма закрытых центров питания (ЦП) существует

в большинстве крупных городов России и мега

полисах. Под закрытым ЦП подразумевается ПС,

на которой при увеличении присоединенной мощ

ности энергопринимающих устройств (объектов

электроэнергетики) невозможно обеспечить вы

полнение установленных требований по эксплуа

тации и параметров надежности и качества элек

троэнергии с учетом ранее взятых обязательств

по технологическому присоединению и договорам

об оказании услуг по передаче электроэнергии.

Ограничение возможностей по технологическому

присоединению новых потребителей или увеличения

мощности действующих связано, в том числе, с не

достаточной пропускной способностью ЛЭП. Прове

дение их реконструкции, в том числе с их переводом

в кабельное исполнение, связано со сложностями

выполнения работ в условиях плотной городской за

стройки, а также с ограничением на рост тарифа на

электроэнергию для конечных потребителей. Пере

вод воздушных линий в кабельные обусловлен не

обходимостью высвобождения земельных участков

под развитие дорожной инфраструктуры (метропо

литен, транспортные развязки, транспортно-переса

дочные узлы) или строительство жилья, в том числе

по программе реновации.

Применение СНЭЭ на закрытых ЦП для разгрузки

питающих ЛЭП в часы утреннего и вечернего макси

мумов нагрузки может позволить осуществить присо

единение новых потребителей либо увеличить мощ

ность присоединения существующих. Таким образом

СНЭЭ выравнивают график нагрузки ЦП, что позво

ляет повысить аппаратную надежность и долговеч

ность оборудования.

Ликвидация перегрузок силовых трансформато

ров (СТ) для сдвига вправо сроков реконструкции

ПС с увеличением мощности СТ.

В ряде случаев

на закрытых ЦП оборудованием, ограничиваю

щим возможности технологического присоедине

ния, являются СТ. Известны технические решения

по увеличению мощности СТ (например, с 25 до

30 МВА) за счет реконструкции системы охлаж

дения, что не требует проведения комплексной

реконструкции ПС с заменой маслоприемников

и маслосборников.

С учетом суточных графиков нагрузки, темпера

туры охлаждающей среды и недогрузки в летнее

время допускаются систематические перегрузки СТ

в отдельные часы за счет недогрузки в другие часы,

которые не должны превышать 50% номинальной

мощности. Нагрузка СТ должна быть такой, чтобы

износ изоляции за рассматриваемый период не пре

вышал номинальный износ, соответствующий тем

пературе обмоток 98°С, а температура верхних сло

ев масла была не более 95°С. Температура обмоток

может лимитировать систематическую перегрузку

при наличии резко выраженных пиков нагрузки.

Допустимость аварийных (кратковременных,

длительных) перегрузок лимитируется не износом

изоляции, а предельно допустимой температурой

обмоток, которая не должна превышать 140°С. Уве

личение температуры наиболее нагретой точки в СТ

на каждые 6°С (в диапазоне от 80°С до 140°С) снижа

ет срок службы изоляции обмоток примерно в 2 раза.

Экономически обосновать допустимость аварий

ных или систематических перегрузок, но с превы

шением лимита по износу изоляции, невозможно,

так как это приводит к сокращению полного срока

службы СТ.

В соответствии с п. 41 раздела IV [17] при воз

никновении (угрозе возникновения) отклонений тех

нологических режимов работы электросетевого обо

рудования (например, СТ) от допустимых значений

и при отсутствии диспетчерских команд субъекта

оперативно-диспетчерского управления в электро

энергетике о введении графиков временного отклю

чения потребления электросетевая компания впра

ве ввести указанные графики самостоятельно. При

недопустимой перегрузке СТ может быть отключена

часть потребителей [22], но при этом уменьшится по

лезный отпуск в сеть, что нежелательно.

Применение СНЭЭ с целью разгрузки СТ при

возникновении систематических перегрузок в часы

утреннего и вечернего максимумов нагрузки может

позволить осуществить присоединение новых потре

бителей либо увеличить мощность присоединения

существующих. Таким образом СНЭЭ будут содей

ствовать сохранению отпуска в сеть при возникно

вении перегрузок по суточному графику, не приводя

к ускоренному износу изоляции обмоток СТ.

3. Организация второго независимого взаимно

резервируемого источника электроснабжения

для потребителей I и II категории надежности.

В п. 1.2.10 ПУЭ [23] отмечается, что независимым

источником питания называется такой источник,

на котором сохраняется напряжение в регламен

тированных пределах в послеаварийном режиме

при исчезновении его на другом (других) источни

ках. К числу независимых источников питания от

носятся две секции или системы шин одной или

двух электростанций и ПС при одновременном

соблюдении двух условий:

– каждая из секций или систем шин в свою очередь

имеет питание от независимого источника пита

ния;

– секции (системы) шин не связаны между собой

или имеют связь, автоматически отключающуюся

при нарушении нормальной работы одной из сек

ций (систем) шин.

Теоретически СНЭЭ способны выполнять функ

ции независимого источника питания электропри

емников потребителей на расчетное время. Так как

в [23] СНЭЭ не включены в перечень независимых

источников, то их нельзя применять для обеспече

ния электроснабжения потребителей первой и вто

рой категории надежности. Следует решить данную

проблему посредством внесения соответствующих

изменений в [23]. Это позволит присоединять к рас

пределительным сетям потребителей I и II категории

надежности, эффективно используя для этого СНЭЭ.

Энергоемкость СНЭЭ может обеспечивать питание

нагрузки в полном объеме в течение 4–6 ч, что позво

лит потребителям либо завершить технологический

процесс без ущербов и убытков, либо восстановить

работоспособное состояние основного источника пи

тания.

4. Участие в оказании услуг по обеспечению сис-

темной надежности (рынок системных ус

луг) на оптовом рынке электрической энергии

и мощности.

Теоретически СНЭЭ могут оказы

вать услуги по нормированному первичному ре

гулированию частоты (НПРЧ), автоматическому

вторичному регулированию частоты и мощности

(АВРЧМ) и регулированию реактивной мощности.

В настоящее время действуют документы, регла

ментирующие вопросы оказания услуг по обеспе

чению системной надежности:

– Постановление Правительства Российской Феде

рации от 3 марта 2010 года № 117 [24];

– Технические требования к генерирующему обору

дованию участников оптового рынка [25];

– СТО 59012820.27.100.001–2016 «Нормы участия

генерирующего оборудования тепловых электро

станций с поперечными связями в нормирован

ном первичном регулировании частоты и авто

матическом вторичном регулировании частоты

и перетоков активной мощности», утвержденный

и введенный в действие приказом АО «СО ЕЭС»

от 08.02.2016 № 21;

– СТО 59012820.27.100.002–2013 «Нормы участия

энергоблоков тепловых электростанций в нор

мированном первичном регулировании часто

ты и автоматическом вторичном регулировании

частоты и перетоков активной мощности», ут

вержденный и введенный в действие приказом

ОАО «СО ЕЭС» от 25.04.2013 № 208;

– СТО 59012820.27.100.004–2016 «Нормы участия

парогазовых и газотурбинных установок в норми

рованном первичном регулировании частоты и ав

томатическом вторичном регулировании частоты

№ 6 (75) 2022

НАКОПИТЕЛИ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

и перетоков активной мощности», утвержденный

и введенный в действие приказом АО «СО ЕЭС»

от 13.09.2016 № 242.

Таким образом энергоблоки тепловых электро

станций могут оказывать услуги по обеспечению

системной надежности, если они соответствуют

предъявляемым техническим требованиям и нор

мам. Требуется разработать аналогичные техни

ческие требования и нормы для СНЭЭ, в которых

определить процедуры допуска СНЭЭ к оказанию

услуг по обеспечению системной надежности,

участия СНЭЭ в конкурентном отборе мощности,

скорректировать процедуры аттестации и квали

фикации генерирующих объектов, включая ВИЭ,

с учетом применения СНЭЭ в пределах границы ба

лансовой принадлежности электростанций. Следу

ет устранить правовую неопределенность, связан

ную с отнесением СНЭЭ к тем или иным субъектам

электроэнергетики. Вопросы выбора оптимальных

мест присоединения СНЭЭ остаются актуальными

[26, 27].

Кроме того, целесообразно разработать экономи

ческие механизмы стимулирования собственников

электромобилей для привлечения их АБ к управле

нию режимами распределительных электрических

сетей.

Независимо от выбранного режима работы

СНЭЭ важным является вопрос поддержания опти

мального уровня заряда АБ СНЭЭ в заданном диа

пазоне в зависимости от прогноза режима работы

СНЭЭ [28].

Для эффективного использования СНЭЭ требу

ется внести изменения в нормативные документы

с целью снятия регуляторных ограничений и опре

деления механизмов окупаемости инвестиций

в СНЭЭ.

ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ

ПРИМЕНЕНИЯ СНЭЭ

И ШАГИ ПО ИХ РЕШЕНИЮ

Выделим основные проблемные вопросы, связан

ные с применением СНЭЭ в отечественных распре

делительных электрических сетях:

– отсутствие утвержденного перечня задач, под

лежащих решению за счет применения СНЭЭ

при перспективном развитии;

– отсутствие утвержденных технических и функ

циональных требований к СНЭЭ при их работе

в составе ЕЭС России, а также изолированных

энергосистемах (энергорайонах);

– отсутствие технического регламента по СНЭЭ

и полного комплекта национальных стандартов

по СНЭЭ;

– ограниченный срок службы АБ в составе СНЭЭ,

что связано с допустимой скоростью нарастания

тока разряда, глубиной разряда, величиной тока

заряда, температурой, календарным и цикличе

ским сроком службы и др.;

– отсутствие методических указаний и рекомен

даций по проектированию, технико-экономиче

скому обоснованию применения СНЭЭ и оценке

эффективности их внедрения;

– отсутствие набора типовых технических реше

ний (типовых проектов) по СНЭЭ на базе отече

ственных наилучших доступных технологий;

– отсутствие требований к объемам приемочных

и периодических испытаний СНЭЭ, а также ут

вержденных методик проведения испытаний;

– недостаточное количество проектных организа

ций, имеющих опыт проектирования СНЭЭ для

решения широкого круга задач;

– высокая величина параметра потока отказов от

дельных элементов СНЭЭ в большей степени

инверторных преобразователей;

– высокая стоимость СНЭЭ при относительно низ

кой стоимости электроэнергии в России (стои

мость СНЭЭ в значительной мере зависит от

вида АБ, реализованного функционала и типа

исполнения);

– недостаточное внимание государства вопро

сам развития отрасли СНЭЭ (полный комплект

отечественного оборудования, испытательные

лаборатории для проведения всего комплекса

сертификационных испытаний и др.).

При разработке нового оборудования заводы-

изготовители СНЭЭ проводят комплекс испытаний

образцов оборудования в независимых испыта

тельных лабораториях (центрах) на соответствие

нормативно-техническим требованиям. Эти требо

вания изложены в технических регламентах (обес-

печение безопасности продукции и связанных с ее

применением процессов проектирования, произ

водства, эксплуатации), являющихся обязатель

ными, а также национальных стандартах (ГОСТ Р),

являющихся добровольными.

На текущий момент только аккумуляторы и ак

кумуляторные батареи никель-металлогидридной

и литиевой систем, а не СНЭЭ в целом, входят

в единый перечень продукции, подлежащей обяза

тельной сертификации.

При использовании в приказе Минэнерго России

ссылок на ГОСТ Р, в которых изложены требования

к СНЭЭ, они будут обязательными для всех заво

дов-изготовителей, поставляющих СНЭЭ на объек

ты электроэнергетики.

Корректные технические требования к СНЭЭ

возможно сформировать только на основании пе

речня задач, для решения которых они используют

ся. После чего можно определить виды АБ, которые

будут применяться в составе СНЭЭ (стоимость АБ

составляет около 35–40 % от стоимости СНЭЭ).

В электроэнергетике России имеется как ми

нимум 14 задач, в решении которых СНЭЭ мож

но эффективно использовать. В данных услови

ях (стоимость электроэнергии, стоимость СНЭЭ,

требования нормативно-правовых актов) только

при решении двух задач можно обеспечить окупа

емость СНЭЭ за 5–8 лет. Первая — обеспечение

надежного функционирования ГУ-объектов распре

деленной генерации и электроприемников потре

бителей в изолированных энергорайонах с мощ

ной циклической и резкопеременной нагрузкой,

а вторая — снижение величины оплаты за электро

энергию и мощность для потребителей мощностью

более 670 кВт. Для решения остальных задач не

создано механизмов окупаемости проектов СНЭЭ.

В настоящее время в Техническом комитете по

стандартизации ТК 016 «Электроэнергетика» Рос

стандарта имеются планы по разработке техниче

ских требований к СНЭЭ в виде ГОСТ Р «Единая

энергетическая система и изолированно рабо

тающие энергосистемы. Технические и функцио

нальные требования к работе систем накопления

электрической энергии в ЕЭС России». В сентя

бре 2022 года утвержден и введен в действие

в ПАО «Россети» стандарт организации «Системы

накопления электрической энергии. Типовые тех

нические требования» [29]. Техническим комитетом

по стандартизации ТК 044 «Аккумуляторы и бата

реи» Росстандарта в 2018–2020 годах предприняты

усилия по разработке и вводу в действие четырех

национальных стандартов серии ГОСТ Р 58092 (на

основе стандартов МЭК — IEC TS 62933).

Программа стандартизации по СНЭЭ, утверж

денная 30.03.2022, предполагает разработку переч

ня ГОСТ Р на базе стандартов МЭК по СНЭЭ для

разных отраслей экономики. При этом программа

не отвечает на вопросы, как приведенные в ней до

кументы взаимосвязаны, в рамках каких пилотных

проектов предполагается их использовать, в какие

сроки и в каких объемах.

Технический регламент на СНЭЭ до настояще

го момента не разработан, при этом имеется более

пятидесяти технических регламентов ЕАЭС, среди

которых к электроэнергетике относятся всего лишь

несколько.

Требуется сформировать полный перечень до

кументов, подлежащих разработке, включить их

в программу национальной стандартизации, а так

же организовать разработку и последующее ут

верждение. Эти шаги необходимы для докумен

тального обеспечения процедуры сертификации

СНЭЭ.

Методическая база для сертификации СНЭЭ

находится в стадии формирования. Набор необхо

димого испытательного оборудования для серти

фикации СНЭЭ в аккредитованных испытательных

лабораториях (центрах) определяется под пере

чень испытаний на основании технических требо

ваний к СНЭЭ, технического регламента и комплек

та национальных стандартов. Высока вероятность

того, что часть необходимого оборудования для

сертификации СНЭЭ имеется в наличии и при ут

верждении вышеуказанных документов СНЭЭ мо

гут быть включены в перечень сертифицируемого

оборудования.

На данном этапе процесс сертификации СНЭЭ

не представлен в виде единого взаимосвязанного

процесса. В соответствии с действующими норма

тивно-правовыми актами осуществляется сертифи

кация определенных видов продукции, но не слож

ных сис тем в сборе, к которым относятся СНЭЭ.

В состав СНЭЭ, помимо АБ, входят инверторные

преобразователи, САУ с функциями контроля, сило

вой трансформатор, высоковольтная ячейка с ком

плектом устройств релейной защиты и автоматики,

контейнер с системами климат-контроля, пожарной

сигнализации и пожаротушения. Для обеспечения

надежного функционирования СНЭЭ требуется

обеспечить совместимость различных устройств

и систем, выпускаемых разными заводами-

изготовителями.

Поэтому проверка на соответствие техниче

ским требованиям к сложным системам, таким как

СНЭЭ, должна регулироваться отдельным прика

зом Минэнерго России. Возможно создание систе

мы добровольной сертификации (СДС) для СНЭЭ

(процедура предусмотрена Росстандартом). При

мер создания СДС в электроэнергетике имеется

(СДС АО «СО ЕЭС» для автоматических регулято

ров возбуждения сильного действия синхронных ге

нераторов).

Вопрос создания испытательной базы для про

ведения предсертификационных испытаний и до

водочных работ при разработке новых СНЭЭ явля

ется актуальным. У всех производителей СНЭЭ, как

правило, имеется производственная база для про

ведения полного комплекса заводских испытаний

для экспериментального определения качествен

ных и количественных характеристик СНЭЭ. Транс

портировать СНЭЭ в сторонние центры для много

этапной доводки экономически неэффективно.

Конструкторское бюро, опытное производство и ис

пытательная база для проведения предсертифи

кационных испытаний и доводочных работ должны

находиться на одной производственной площадке.

Поэтому создавать сторонние испытательные базы

для этих целей нецелесообразно. Было бы полез

но оказать поддержку выбранным 2–3 производи

телям СНЭЭ в России для создания полноценной

испытательной базы на их производственных пло

щадках.

Перечень шагов, подлежащих решению для при

менения СНЭЭ в распределительных электриче

ских сетях:

– необходимо разработать и утвердить перечень

перспективных способов применения СНЭЭ, что

позволит определить потребность в СНЭЭ, с це

лью формирования отечественными заводами-

изготовителями СНЭЭ перспективных планов

своего развития;

– требуется разработка нормативно-технических

документов по СНЭЭ (включая технический ре

гламент и национальные стандарты), содержа

щих технические требования к СНЭЭ, указания

по выбору, проектированию и обоснованию эф

фективности их применения, а также методики

проведения всех видов испытаний (разработку

указанных документов следует выполнять на

основании международного опыта, но с учетом

специфических особенностей ЕЭС России и оте-

чественных распределительных электрических

сетей; эффективность работы СНЭЭ определя

ется алгоритмами управления, реализуемыми

в САУ СНЭЭ на основании указанных докумен

тов);

– требуется включение СНЭЭ в рынок систем

ных услуг и создание рынка сетевых услуг для

№ 6 (75) 2022

НАКОПИТЕЛИ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

формирования механизма возврата инвестиций

в строительство и эксплуатацию СНЭЭ, одно

временно следует разработать и ввести в дей

ствие механизм подтверждения оказания услуг

со стороны СНЭЭ для энергосистемы (распре

делительных электрических сетей) или конкрет

ных потребителей для их последующей оплаты;

– требуется разработка набора типовых техни

ческих решений по применению СНЭЭ с целью

снижения стоимости реализации проектов вне

дрения СНЭЭ и эффективного использования

инвестиционных ресурсов, при разработке про

ектов следует рассмотреть варианты приме

нения СНЭЭ для решения нескольких смежных

задач, что повысит эффективность их исполь

зования и снизит сроки окупаемости (например,

ликвидация перегрузок ЛЭП и СТ, а также уча

стие в регулировании частоты в энергосистеме);

– необходима организация курсов повышения

квалификации для персонала проектных, мон

тажных и наладочных организаций, а также

распределительных сетевых компаний с целью

получения необходимых знаний и навыков по

вопросам выбора, внедрения и эксплуатации

СНЭЭ;

– требуется организовать сбор, анализ и обобще

ние опыта реализации пилотных проектов при

менения СНЭЭ в России для его последующего

учета в новых проектах (это позволит избежать

тиражирования ошибочных решений и получить

максимальный общесистемный эффект от вне

дрения СНЭЭ);

– целесообразно создание Центра компетенций

по СНЭЭ для решения текущих проблемных во

просов интеграции и функционирования СНЭЭ,

а также вывода из эксплуатации и утилизации.

ВЫВОДЫ

Имеется значительный международный опыт при

менения СНЭЭ в составе энергосистем, который

следует учитывать при разработке отечественных

нормативно-правовых актов, нормативно-техниче

ских документов, а также методических рекомен

даций, с учетом особенности ЕЭС России и отече

ственных распределительных электрических сетей.

Приемлемые сроки окупаемости проектов СНЭЭ

в данное время возможно получить при примене

нии СНЭЭ для обеспечения надежного функциони

рования ГУ-объектов распределенной генерации

и электроприемников потребителей в изолирован

ных энергорайонах с мощной циклической и резко

переменной нагрузкой, а также при использовании

СНЭЭ для снижения величины оплаты за электро

энергию и мощность для потребителей мощностью

более 670 кВт.

Реализованные и планируемые пилотные проек

ты внедрения СНЭЭ в распределительных электри

ческих сетях при отсутствии механизмов возврата

инвестиций через оптовый или розничный рынки

электрической энергии и мощности будут оставать

ся таковыми, не получив тиражирования.

Для развития отрасли СНЭЭ в России требует

ся разработка новых нормативно-технических до

кументов и нормативно-правовых актов, а также

внесение изменений в действующие, которые рас

смотрены в статье.

От отечественных заводов-изготовителей тре

буется проведение НИОКР для дальнейшего сни

жения стоимости СНЭЭ, а также предоставление

необходимой технической и экономической инфор

мации для ее последующего использования при

проектировании и эксплуатации вновь вводимых

СНЭЭ.

ЛИТЕРАТУРА
1. Есяков С.Я., Лунин К.А., Стен-

ников В.А., Воропай Н.И., Редь-

ко И.Я., Баринов В.А. Трансфор

мация электроэнергетических сис-

тем // ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Пере

дача и распределение, 2019, № 4.

С. 134–141.

2. Папков Б.В., Илюшин П.В., Кули-

ков А.Л. Надежность и эффектив

ность современного электроснаб

жения. Нижний Новгород: Научно-

издательский центр «XXI век»,

2021. 160 с.

3. McCarthy Completes Construction

of 250 MW Gateway Energy Stor

age Project, the Largest Battery

Storage Project in the World. URL:

https://www.acppubs.com/articles/

mccarthy-completes-construction-

of-250mw-gateway-energy-storage-

project-the-largest-battery-storage-

project-in-the-world.

4. Зырянов В.М., Нестеренко Г.Б.,

Пранкевич Г.А., Потапенко А.М.,

Кирьянова Н.Г. Энергетические ха

рактеристики гибридной системы

накопления электрической энер

гии // Энергия единой сети, 2018,

№ 6(42). С. 34–43.

5. Global Storage Market to Double

Six Times by 2030. URL: https://

about.bnef.com/blog/global-storage-

market-double-six-times-2030/.

6. Бурзянская солнечная электростан

ция. URL: https://www.hevelsolar.com/

projects/burzyanskaya-solnechnaya-

elektrostanciya/.

7. Успешный опыт внедрения ГК «Сис-

темотехника» АСУ для СНЭЭ

Кош-Агачской солнечной элек

тростанции. URL: https://isup.ru/

news/16885/.

8. Применение систем накопления

энергии в России: возможности

и барьеры. Экспертно-аналити

ческий отчет. Инфраструктурный

центр EnergyNet, 2019. 158 c.

9. Зырянов В.М., Кирьянова Н.Г.,

Коротков И.Ю., Нестеренко Г.Б.,

Пранкевич Г.А. Системы накопле

ния энергии: российский и зару

бежный опыт // Энергетическая по

литика, 2020, № 6(148). С. 76–87.

10. Илюшин П.В., Березовский П.К.

Анализ международного опы

та формирования условий для

эффективного применения сис-

тем накопления электроэнергии

в управлении режимами // Энерге

тик, 2019, № 11. С. 3–8.

11. Калимуллин Л.В., Левченко Д.К.,

Смирнова Ю.Б., Тузикова Е.С. При

оритетные направления, ключевые

технологии и сценарии развития

систем накопления энергии // Вест

ник ИГЭУ, 2019, № 1. С. 42–54.

12. Бачурин П.А., Гладков Д.С., Зыря

нов В.М., Кучак С.В., Лебедев Д.Е.,

Нестеренко Г.Б., Пранкевич Г.А.,

Решетников А.Н., Савицкий А.М.

Испытания промышленного образ

ца системы накопления энергии

СНЭ-10-1200-400 при совместной

работе с ГПУ в составе экспе

риментальной энергосистемы //

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ.

Передача

и распределение, 2020, № 2(59).

С. 18–24.

13. Илюшин П.В., Куликов А.Л., Бере

зовский П.К. Эффективное исполь

зование накопителей электриче

ской энергии для предотвращения

отключений объектов распреде

ленной генерации при кратковре

менных отклонениях частоты // Ре

лейная защита и автоматизация,

2019, № 4(37). С. 26–33.

14. Илюшин П.В., Шавловский С.В.

Принципы построения систем

управления гибридными СНЭЭ на

основе детерминированного под

хода в изолированных промыш

ленных энергорайонах // Релейная

защита и автоматизация, 2022,

№ 3(48). С. 32–42.

15. Илюшин П.В. Анализ обоснован

ности уставок устройств РЗА ге

нерирующих установок с двига

телями внутреннего сгорания на

объектах распределенной генера

ции // Релейная защита и автома

тизация, 2015, № 3(20). С. 24–29.

16. Илюшин П.В., Шавловский С.В.

Механизмы окупаемости инвести

ций в системы накопления элек

трической энергии при их исполь

зовании для снижения пиковых

нагрузок и затрат на мощность //

Релейная защита и автоматиза

ция, 2021, № 1(42). С. 12–20.

17. Постановление Правительства

РФ от 04.05.2012 № 442 «О функ

ционировании розничных рынков

электрической энергии, полном

и (или) частичном ограничении ре

жима потребления электрической

энергии». URL: https://docs.cntd.ru/

document/902349816.

18. ГОСТ 32144-2013. Электриче

ская энергия. Совместимость

технических средств электромаг

нитная. Нормы качества элек

трической энергии в системах

электроснабжения общего назна

чения. URL: https://docs.cntd.ru/

document/1200104301.

19. Дубов А. Литий-ионные аккумуля

торы научили работать при –70

градусах. URL: https://nplus1.ru/

news/2018/03/01/low-temperature-

li-ion.

20. Демидов К.А., Шведов Г.В. Оценка

целесообразности применения сис-

тем накопления электроэнергии

для бытовых потребителей в систе

мах электроснабжения городов //

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ.

Передача

и распределение, 2021, № 5(68).

С. 54–59.

21. Гужавина В.В., Нестеренко Г.Б.,

Пранкевич Г.А., Бачурин П.А.,

Гладков Д.С., Зырянов В.М. Оцен

ка точности математической моде

ли системы накопления энергии

по результатам натурного экспери

мента на газопоршневой электро

станции // ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ.

Передача и распределение, 2020,

№ 5(62). С. 58–63.

22. Илюшин П.В. Выбор управляющих

воздействий

противоаварийной

автоматики в распределительных

сетях для повышения надежности

электроснабжения потребителей //

Релейная защита и автоматиза

ция, 2013, № 3(12). С. 74–81.

23. Правила устройства электроуста

новок (ПУЭ). Издание 7. Утверж

дено Министерством энергетики

Российской Федерации, приказ от

8 июля 2002 г. № 204. Дата введе

ния 01 января 2003 г.

24. Технические требования к генери

рующему оборудованию участни

ков оптового рынка. Утверждены

Первым заместителем Предсе

дателя Правления АО «СО ЕЭС»

29 апреля 2022 г., вступили в силу

с 01 мая 2022 г. М., 2022. 205 с.

25. Постановление

Правительства

Российской Федерации от 3 мар

та 2010 г. № 117 «О порядке от

бора субъектов электроэнергети

ки и потребителей электрической

энергии, оказывающих услуги по

обеспечению системной надежно

сти, и оказания таких услуг, а так

же об утверждении изменений,

которые вносятся в акты Прави

тельства Российской Федерации

по вопросам оказания услуг по

обеспечению системной надеж

ности». URL: https://docs.cntd.ru/

document/902203543.

26. Шклярский Я.Э., Васильков О.С.

Разработка алгоритма определе

ния мест подключения систем на

копления электроэнергии // Изве

стия Тульского государственного

университета. Технические науки,

2021, № 4. С. 165–173.

27. Гусев Ю.П., Субботин П.В. Разра

ботка усовершенствованной ме

тодики выбора параметров и мест

размещения систем накопления

электроэнергии в распредели

тельных электрических сетях //

Вестник Южно-Уральского госу

дарственного университета. Се

рия: Энергетика, 2019, т. 19, № 2.

С. 48–61.

28. Илюшин П.В., Шавловский С.В.

Использование сегментированной

статической характеристики по

частоте для поддержания уровня

заряда системы накопления элек

троэнергии // ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ.

Передача и распределение, 2021,

№ 5(68). С. 44–53.

29. СТО 34.01-3.2-018-2022. Систе

мы накопления электрической

энергии. Типовые технические

требования. Утвержден и вве

ден в действие распоряжением

ПАО «Россети» от 12.09.2022

№ 184р. М.: ПАО «Россети», 2022.

73 с.

REFERENCES
1. Yesyakov S.Ya., Lunin K.A., Sten

nikov V.A., Voropay N.I., Red'ko

I.Ya., Barinov V.A. Transforma

tion of electric power systems //

ELEKTROENERGIYA. Peredacha

i raspredeleniye

[ELECTRIC POW

ER. Transmission and distribution],

2019, no. 4, pp. 134-141. (In Rus

sian)

2. Papkov B.V., Ilyushin P.V., Kulikov

A.L. Reliability and efficiency of the

present-day power supply. Nizhni

Novgorod,

Nauchno-izdatel'skiy

tsentr "XXI vek"

[Scientific publish

ing centre "XXIst Century"], 2021.

160 p. (In Russian)

3. McCarthy Completes Construction

of 250 MW Gateway Energy Stor

age Project, the Largest Battery

Storage Project in the World. URL:

https://www.acppubs.com/articles/

mccarthy-completes-construction-

of-250mw-gateway-energy-storage-
project-the-largest-battery-storage-
project-in-the-world.

4. Zyryanov V.M., Nesterenko G.B.,

Prankevich G.A., Potapenko A.M.,
Kir'yanova N.G. Energy performance
of a hybrid energy storage system //

Energiya yedinoy seti

[Unified Grid

Energy], 2018, no. 6(42), pp. 34-43.
(In Russian)

№ 6 (75) 2022

НАКОПИТЕЛИ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

5. Global Storage Market to Double

Six Times by 2030. URL: https://

about.bnef.com/blog/global-storage-

market-double-six-times-2030/.

6. Burzyanskaya solar power plant.

URL: https://www.hevelsolar.com/

projects/burzyanskaya-solnechnaya-

elektrostanciya/.

7. Successful experience of System

technik group of companies intro

duction of the automated control

system for ESS of Kosh-Agachskaya

solar power plant. URL: https://isup.

ru/news/16885/.

8. Application of energy storage sys

tems in Russia: opportunities and

obstacles. Expert-analytical report.

Infrastrukturny tsentr EnergyNet

[Infrastructure centre EnergyNet],

2019. 158 p. (In Russian)

9. Zyryanov V.M., Kir'yanova N.G.,

Korotkov I.Yu., Nesterenko G.B.,

Prankevich G.A. Energy storage sys

tems: domestic and foreign practice //

Energeticheskaya politika

[Energy

Policy], 2020, no. 6(148), pp. 76-87.

(In Russian)

10. Ilyushin P.V., Berezovskiy P.K. Study

of international practice of arranging

conditions for efficient use of energy

storage systems in operating mode

control //

Energetik

[Power Engi

neer], 2019, no. 11, pp. 3-8. (In Rus

sian)

11. Kalimullin L.V., Levchenko D.K.,

Smirnova Yu.B., Tuzikova E.S. Fo

cus areas, key technologies and

scenarios of energy storage system

development //

Vestnik IGEU

[Bulle

tin of ISPU], 2019, no. 1, pp. 42-54.

(In Russian)

12. Bachurin P.A., Gladkov D.S., Zyry

anov V.M., Kuchak S.V., Lebe-

dev D.Ye., Nesterenko G.B., Pran-

kevich G.A., Reshetnikov A.N., Sav

itskiy A.M. Testing of a production

prototype of the energy storage sys

tem SNE-10-1200-400 in operation

together with the gas reciprocating

unit within a pilot power system //

ELEKTROENERGIYA. Peredacha

i raspredeleniye

[ELECTRIC POW

ER. Transmission and distribution],

2020, no. 2(59), pp. 18-24. (In Rus

sian)

13. Ilyushin P.V., Kulikov A.L., Ber

ezovskiy P.K. Efficient use of energy

storage devices to prevent discon

nection of distributed generation fa

cilities during short-time frequency

variations //

Releynaya zashchita

i avtomatizatsiya

[Relay Protection

and Automation], 2019, no. 4(37),

pp. 26-33. (In Russian)

14. Ilyushin P.V., Shavlovskiy S.V. De

sign principles for hybrid ESS con

trol systems based on deterministic

approach in isolated industrial pow

er regions //

Releynaya zashchita

i avtomatizatsiya

[Relay Protection

and Automation], 2022, no. 3(48),

pp. 32-42. (In Russian)

15. Ilyushin P.V. Study of setting feasibil

ity of relay protection and automation

equipment of generating installations

with combustion engines at distribut

ed generation facilities //

Releynaya

zashchita i avtomatizatsiya

[Relay

Protection and Automation], 2015,

no. 3(20), pp. 24-29. (In Russian)

16. Ilyushin P.V., Shavlovskiy S.V. Return

on investment mechanisms in en

ergy storage systems when used for

reducing peak loads and power pur

chase costs //

Releynaya zashchita

i avtomatizatsiya

[Relay Protection

and Automation], 2021, no. 1(42),

pp. 12-20. (In Russian)

17. Decree of RF Government dated

04.05.2012 no. 442 "On operation

of retail electricity markets, full-time

and/or part-time restriction of energy

consumption mode". URL: https://

docs.cntd.ru/document/902349816.

18. State Standard GOST 32144-2013.

Electric energy. Electromagnetic

compatibility of technical equipment.

Power quality limits in the public pow

er supply systems. URL: https://docs.

cntd.ru/document/1200104301.

19. Dubov A. Lithium-ion batteries have

been taught to operate at 70 degrees

below zero. URL: https://nplus1.ru/

news/2018/03/01/low-temperature-

li-ion.

20. Demidov K.A., Shvedov G.V. Feasi

bility study of energy storage system

application for residential customers

in municipal power supply systems //

ELEKTROENERGIYA. Peredacha

i raspredeleniye

[ELECTRIC POW

ER. Transmission and distribution],

2021, no. 5(68), pp. 54-59. (In Rus

sian)

21. Guzhavina V.V., Nesterenko G.B.,

Prankevich G.A., Bachurin P.A.,

Gladkov D.S., Zyryanov V.M. Eva-

luation of the accuracy of the

ESS mathematical model by re

sults of a full-scale experiment in

a gas reciprocating power plant //

ELEKTROENERGIYA. Peredacha

i raspredeleniye

[ELECTRIC POW

ER. Transmission and distribution],

2020, no. 5(62), pp. 58-63. (In Rus

sian)

22. Ilyushin P.V. Selection of anti-emer

gency automation control operations

in distribution networks to improve re

liability of consumer power supply //

Releynaya zashchita i avtomatizatsi

[Relay Protection and Automa

tion], 2013, no. 3(12), pp. 74-81. (In

Russian)

23. Electric installation code (PUE). Edi

tion 7. Approved by the Ministry of

Energy of RF, order of July, 8, 2002,

no. 204. Effective as of January,

1, 2003.

24. Technical requirements to generat

ing equipment of the wholesale en

ergy market participants. Approved

by First Deputy Chairman of JSC

SO UES on April, 29, 2022, effective

as of May, 1, 2022. Moscow, 2022.

205 с. (In Russian)

25. Decree of RF Government dated

March, 3, 2010 no. 117 "On the pro

cedure of selecting power industrial

entities and electricity consumers

that deliver services for provision

of system reliability and delivery

of such services and on approval

of amendments to acts of RF Gov

ernments with regard to delivery of

services for provision of system re

liability". URL: https://docs.cntd.ru/

document/902203543.

26. Shklyarovskiy Ya.E., Vasil'kov O.S.

Development of the algorithm for

ESS connection point detection //

vestiya Tul'skogo gosudarstvennogo

universiteta. Tekhnicheskiye nauki

[Proceedings of Tula State Uni

versity. Technical Sciences], 2021,

no. 4, pp. 165-173. (In Russian)

27. Gusev Yu.P., Subbotin P.V. Develop

ment of the advanced procedure of

selecting ESS settings and the loca

tion in distribution networks //

Vestnik

Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvenno

go universiteta. Seriya: Energetika

[Bulletin of South Ural State Univer

sity. Series: Power Industry], 2019,

vol. 19, no 2, pp. 48-61. (In Russian)

28. Ilyushin P.V., Shavlovskiy S.V. Use of

the segmented static frequency re

sponse to maintain the ESS charge

level //

ELEKTROENERGIYA. Pere

dacha i raspredeleniye

[ELECTRIC

POWER. Transmission and distribu

tion], 2021, no. 5(68), pp. 44-53. (In

Russian)

29. Company Standard STO 34.01-3.2-

018-2022. Energy storage systems.

Typical technical requirements. Ap

proved and put into force by the order

of PJSC Rosseti dated 12.09.2022

no. 184r. Moscow, PJSC Rosseti,

2022. 73 p. (In Russian)

Оригинал статьи: Повышение надежности функционирования распределительных электрических сетей за счет эффективного применения систем накопления электроэнергии

Ключевые слова: распределительные электрические сети, надежность, система накопления электроэнергии, технические требования, рынок системных услуг, механизмы окупаемости, методические рекомендации

Читать онлайн

Системы накопления электроэнергии (СНЭЭ) находят все большее применение в энергосистемах различных стран мира для решения широкого круга актуальных задач. В регионах России реализуются пилотные проекты по применению СНЭЭ совместно с объектами распределенной генерации, в том числе на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), а также для обеспечения надежности электроснабжения социально-значимых потребителей и поддержания заданных показателей качества электроэнергии. Рассмотрены варианты эффективного применения СНЭЭ в распределительных электрических сетях, а также приведен перечень проблемных вопросов, подлежащих решению, для расширения возможностей использования СНЭЭ. Обоснована необходимость разработки и утверждения перечня перспективных способов применения СНЭЭ, а также разработка необходимых нормативно-правовых актов для развития отрасли СНЭЭ в России. Требуется разработка нормативно-технических документов по СНЭЭ, содержащих технические требования, указания по выбору, проектированию и обоснованию эффективности применения, а также методики проведения испытаний. Обоснована необходимость включения СНЭЭ в рынок системных услуг и создание рынка сетевых услуг для обеспечения возврата инвестиций в строительство и эксплуатацию СНЭЭ. Необходима организация повышения квалификации персонала проектных, монтажных, наладочных организаций и распределительных сетевых компаний применительно к особенностям внедрения и эксплуатации СНЭЭ. Для учета опыта эксплуатации СНЭЭ требуется обеспечить сбор, анализ и обобщение опыта реализации пилотных проектов применения СНЭЭ в России.