Техніка та енергетика

ТЕХНІЧНІ РІШЕННЯ ЩОДО ЗАПОБІГАННЯ БЛЕКАУТУ ЗАДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ НАСЕЛЕННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЄЮ: КЕЙС УКРАЇНИ

Олена Сікорська, Наталя Остра, Юлія Малогулко, Віра Тептя, Катерина Олександрівна Повстянко
Завантажити статтю
Анотація

У зв’язку з погіршенням стану електромереж та збільшенням кількості відмов у постачанні електроенергії, проведення досліджень щодо технічних рішень для запобігання блекаутам українською енергетичною системою стає вкрай актуальним та необхідним завданням. Це дослідження має на меті аналіз технічних рішень, спрямованих на підвищення стійкості енергетичної системи України для запобігання блекаутам та забезпечення надійного електропостачання населенню. Серед використаних методів слід зазначити аналітичний метод, метод класифікації, функціональний метод, статистичний метод, метод синтезу та інші. У ході дослідження було проведено аналіз сучасних технічних рішень для підвищення стійкості української енергетичної системи. У рамках дослідження було здійснено докладний аналіз інноваційних підходів до модернізації енергетичної інфраструктури. Першочерговою задачею було вивчення та оцінка сучасних технологій проєктування нових ліній електропередачі з покращеними характеристиками передачі електроенергії. Підкреслено важливість розширення систем автоматизації для ефективного моніторингу та керування станом енергетичної мережі. Дослідження також визначило важливість використання сховищ енергії, розвитку відновлювальних джерел та удосконалення систем прогнозування споживання електроенергії. Заходи з гнучкого керування навантаженням та покращення систем кібербезпеки були визначені як критичні. Зазначено, що реалізація проєкту забезпечення електропостачання умовного району буде ключовим кроком у покращенні життя місцевого населення та забезпеченні необхідних умов для розвитку інфраструктури та економіки району. Крім того, експлуатація генераторів для електропостачання допоможе зменшити відчуття відсутності електроенергії серед мешканців та забезпечить надійність у використанні електричної енергії для всіх секторів господарства району. Загальним висновком є те, що впровадження таких технічних рішень дозволить значно підвищити стійкість енергетичної системи України. Отримані результати дозволяють ефективно уникати блекаутів та забезпечувати стале електропостачання населенню. Це дозволяє енергетичним компаніям, урядовим органам та іншим зацікавленим сторонам оптимізувати управління енергетичними ресурсами та приймати обґрунтовані рішення для забезпечення сталої та ефективної роботи енергетичної системи України в умовах можливого ризику блекаутів

Ключові слова

електромережі, модернізація інфраструктури, система автоматизації електроенергії, відновлювані джерела, гнучке керування навантаженням

ЦИТУВАТИ
Sikorska, O., Ostra, N., Malogulko, Ju., Teptia, V., & Povstianko, K. (2024). Technical solutions to prevent blackouts in order to provide the population with electricity: The case of Ukraine. Machinery & Energetics, 15(1), 76-85. https://doi.org/10.31548/machinery/1.2024.76
Використані джерела

[1] Bajo-Buenestado, R. (2021). The effect of blackouts on household electrification status: evidence from Kenya. Energy Economics, 94, article number 105067. doi: 10.1016/j.eneco.2020.105067.

[2] Butt, O.M., Zulqarnain, M., & Butt, T.M. (2021). Recent advancement in smart grid technology: Future prospects in the electrical power network. Ain Shams Engineering Journal, 12(1), 687-695. doi: 10.1016/j.asej.2020.05.004.

[3] Erdiwansyah, Mahidin, Husin, H., Nasaruddin, Zaki, M., & Muhibbuddin. (2021). A critical review of the integration of renewable energy sources with various technologies. Protection and Control of Modern Power Systems, 6, article number 3. doi: 10.1186/s41601-021-00181-3.

[4] Fabra, N., Motta, M., & Peitz, M. (2022). Learning from electricity markets: How to design a resilience strategy. Energy Policy, 168, article number 113116. doi: 10.1016/j.enpol.2022.113116.

[5] Ghiasi, M., Niknam, T., Wang, Z., Mehrandezh, M., Dehghani, M., & Ghadimi, N. (2023). A comprehensive review of cyber-attacks and defense mechanisms for improving security in smart grid energy systems: Past, present and future. Electric Power Systems Research, 215, article number 108975. doi: 10.1016/j.epsr.2022.108975.

[6] Hryshchenko, R. (2022). Forecasting electrical energy consumption of electrical complexes of the city electrical network. International Science Journal of Engineering & Agriculture, 1(3), 152-160. doi: 10.46299/j.isjea.20220103.13.

[7] Kalantar, S.V., Saifoddin, A.A., Hajinezhad, A., & Ahmadi, M.H. (2021). A solution to prevent a blackout crisis: Determining the behavioral potential and capacity of solar power. International Journal of Photoenergy, 2021, article number 2092842. doi: 10.1155/2021/2092842.

[8] Karako, T., & Dahlgren, M. (2022). Complex air defense: Countering the hypersonic missile threat. Retrieved from https://globalsentinelng.com/complex-air-defense-countering-the-hypersonic-missile-threat/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=complex-air-defense-countering-the-hypersonic-missile-threat.

[9] Kulcsár, B., Mankovits, T., & Ailer, P.G. (2021). The renewable energy production capability of settlements to meet local electricity and transport energy demands. Sustainability, 13(7), article number 3636. doi: 10.3390/su13073636.

[10] Ma, K., Hu, X., Yue, Z., Wang, Y., Yang, J., Zhao, H., & Liu, Z. (2022). Voltage regulation with electric taxi based on dynamic game strategy. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 71(3), 2413-2426. doi: 10.1109/tvt.2022.3141954.

[11] Majchrzak, D., Michalski, K., & Reginia-Zacharski, J. (2021). Readiness of the Polish crisis management system to respond to long-term, large-scale power shortages and failures (blackouts). Energies, 14(24), article number 8286. doi: 10.3390/en14248286.

[12] Mutani, G., Santantonio, S., Brunetta, G., Caldarice, O., & Demichela, M. (2021). An energy community for territorial resilience: Measurement of the risk of an energy supply blackout. Energy and Buildings, 240, article number 110906. doi: 10.1016/j.enbuild.2021.110906.

[13] Myrutenko, P.P., & Listovshchik, L.K. (2022). Energy accumulators. Main types and perspectives of use. Energy: Economics, Technologies, Ecology, 4, 107-116. doi: 10.20535/1813-5420.4.2022.273433.

[14] Østergaard, P.A., Duic, N., Noorollahi, Y., & Kalogirou, S. (2022). Renewable energy for sustainable development. Renewable Energy, 199, 1145-1152. doi: 10.1016/j.renene.2022.09.065.

[15] Ostudimov, B., & Kaminska, N. (2023). Energy security principles: Legal nature, classification and modernisation. Scientific Journal of the National Academy of Internal Affairs, 28(1), 55-67. doi: 10.56215/naia-herald/1.2023.55.

[16] Pablo-Romero, M.P., Sánchez-Braza, A., & Galyan, A. (2021). Renewable energy use for electricity generation in transition economies: Evolution, targets and promotion policies. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 138, article number 110481. doi: 10.1016/j.rser.2020.110481.

[17] Panov, A., & Tymchuk, S. (2023). Model for regulating electricity quality indicators in 0.4-10 kv distribution networks. Bulletin of Cherkasy State Technological University, 2, 13-23. doi: 10.24025/2306-4412.2.2023.275897.

[18] Polukhin, A.V., Mykhaylova, L.M., Semenyshina, I.V., & Chernyavskyi, A.V. (2023). Anti-crisis regulation of the economy in 2023: To the issue of implementing the energy security strategy of Ukraine. Academic Visions, 17.

[19] Rausch, P., & Suchanek, M. (2021). Socioeconomic factors influencing the prosumer’s investment decision on solar power. Energies, 14(21), article number 7154. doi: 10.3390/en14217154.

[20] Sadykov, M., Almanbetov, A., Ryskulov, I., Barpybaev, T., & Kurbanbaev, A. (2023). Autonomous hybrid power plants based on renewable and traditional sources of electricity. Polityka Energetyczna, 26(4), 149-164. doi: 10.33223/epj/169742.

[21] Selvakumar, R.D., Wu, J., Afgan, I., Ding, Y., & Alkaabi, A.K. (2023). Melting performance enhancement in a thermal energy storage unit using active vortex generation by electric field. Journal of Energy Storage, 67, article number 107593. doi: 10.1016/j.est.2023.107593.

[22] Sharma, N., Acharya, A., Jacob, I., Yamujala, S., Gupta, V., & Bhakar, R. (2021). Major blackouts of the decade: Underlying causes, recommendations and arising challenges. In 2021 9th IEEE International Conference on Power Systems (ICPS) (pp. 1-6). Kharagpur: Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/ICPS52420.2021.9670166.

[23] Shchelkunov, V., Andrianov, O., Zalizniuk, V., Zhukova, I., Balakan, G., Dudar, O., & Shuster, M. (2023). Practical aspects of increasing the stability of the energy system, its ability to balance the load under exceptional conditions or with frequency regulation. Science and Technology Today, 5(19), 72-96. doi: 10.52058/2786-6025-2023-5(19)-72-96.

[24] Stezhko, S.M., & Fitsa, V.M. (2021). Cyber security as an important factor in ensuring the vital activity of the domestic energy industry. Information and Law, 4(39), 113-120. doi: 10.37750/2616-6798.2021.4(39).248828.

[25] Szeberényi, A., & Bakó, F. (2023). Electricity market dynamics and regional interdependence in the face of pandemic restrictions and the Russian-Ukrainian conflict. Energies, 16(18), article number 6515. doi: 10.3390/en16186515.

[26] Vashchenko, V., & Korduba, I. (2023). Problems of safe operation of Zaporizhzhia NPP in the conditions of war in Ukraine. Environmental Safety and Nature Management, 47(3), 29-38. doi: 10.32347/2411-4049.2023.3.29-38.

[27] Zhuravel, Y., Artemenko, O., Lytvyn, N., Yara, O., & Uliutina, O. (2023). International experience in the use of alternative energy sources (within the European Union). Law. Human. Environment, 14(3), 46-59. doi: 10.31548/law/3.2023.46.

[28] Zwilling, M., Klien, G., Lesjak, D., Wiechetek, Ł., Cetin, F., & Basim, H.N. (2022). Cyber security awareness, knowledge and behavior: A comparative study. Journal of Computer Information Systems, 62(1), 82-97. doi: 10.1080/08874417.2020.1712269.