Ученые факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ предложили математические модели для оценки перспектив использования накопителей энергии в ходе развития электроэнергетической отрасли, а также для определения их оптимальных параметров с точки зрения потребителей электроэнергии.

В настоящее время электроэнергетическая отрасль стремительно развивается и активно внедряет возобновляемые источники энергии (ВИЭ), поэтому эффективное использование накопителей энергии становится все более значимым. В условиях колебания цен и объемов потребления электроэнергии они могут сыграть ключевую роль в обеспечении стабильности и оптимизации потребления энергии. Также они позволяют решать проблемы, связанные с нестабильностью генерации энергии на многих ВИЭ, для которых поставляемый ими объем мощности является случайной величиной, зависящей от погодных условий.

Сотрудники и аспиранты кафедры исследования операций факультета ВМК МГУ разработали инновационные методы расчета оптимального управления накопителями энергии. Путем использования математических моделей экономического равновесия и учета случайных внешних факторов, их исследования позволяют определить оптимальные параметры накопителей различных типов и оценить их потенциальное воздействие на рыночные цены и общественное благосостояние.

«В этой модели случайные внешние факторы, влияющие на потребление энергии, характеризуются вероятностным распределением, отражающим их зависимость от времени года. Параметры накопителей и пропускные способности линий передачи энергии выбираются, исходя из максимизации средних значений прибылей соответствующих экономических агентов. Эти прибыли рассчитываются с учетом затрат на строительство и ожидаемых сроков эксплуатации объектов инфраструктуры. Решение задачи расчета оптимальных параметров инфраструктуры получено, исходя из известной теоремы благосостояния, согласно которой оптимальная структура рынка соответствует состоянию конкурентного равновесия», – объяснил профессор кафедры исследования операций факультета ВМК МГУ Александр Васин.

Эти новейшие методы и модели разработаны с учетом специфики рынков электроэнергии в различных регионах, включая Россию, Китай, Евросоюз и другие. Они дают возможность получить ценную информацию для анализа и прогнозирования перспективных вариантов производства и продажи накопителей энергии, а также их влияния на экономику. Для получения этой информации надо собрать и ввести в модель актуальные исходные данные.

В результате описанных исследований открываются новые горизонты для электроэнергетической отрасли, позволяющие повысить энергетическую эффективность и оптимизировать использование возобновляемых источников энергии. Это важный шаг в направлении устойчивого развития и снижения негативного воздействия на окружающую среду.

Работа, проведенная учеными МГУ, подтверждает важность научного сотрудничества и инновационного подхода для решения вызовов, с которыми сталкивается наша планета в области энергетики.

Результаты исследования были представлены на Всероссийской конференции «Ломоносовские чтения-2023», а также на заседании подкомитета С5 РНК СИГРЭ «Рынки электроэнергии и регулирование».

Источник: МГУ имени М. В. Ломоносова.