Оценка целесообразности применения электрохимических систем накопления электроэнергии в системах электроснабжения предприятий

Виктор Александрович Меньшов; Сергей Евгеньевич Смирнов; Владимир Фёдорович Лачугин; Павел Дмитриевич Иванов

Оценка целесообразности применения электрохимических систем накопления электроэнергии в системах электроснабжения предприятий

Виктор Александрович Меньшов, Сергей Евгеньевич Смирнов, Владимир Фёдорович Лачугин, Павел Дмитриевич Иванов

Аннотация

Рукопись поступила в редакцию 7.08.2025, утверждена редколлегией в печать 12.11.2025.

Рассмотрены вопросы внедрения литий-ионных систем накопления электроэнергии (СНЭ). Проанализирован последний опыт их применения, проведены лабораторные испытания ряда литий-ионных батарей. Оценена экономическая целесообразность трёх стратегий применения литий-ионных СНЭ в системах электроснабжения потребителей, на основе чего установлена сфера их оптимального использования и даны рекомендации к дальнейшим исследованиям.

DOI: 10.71841/EP.elst.2025.1132.11.06

Ключевые слова

разряд, система накопления электроэнергии (СНЭ), система электроснабжения, аккумулятор, характеристика, циклирование, ресурс, резервирование.

Полный текст:

PDF

Литература

Правительство утвердило «дорожную карту» развития высокотехнологичной области систем накопления электроэнергии до 2030 года [Электронный ресурс]. URL: http://government.ru/news/45424/.

Росатом, Минпромторг России и Калининградская область заключили СПИК по созданию производства литий-ионных аккумуляторных батарей [Электронный ресурс]. – URL: https://www.rosatom.ru/journalist/news/rosatom-minpromtorg-rossii-i-kaliningradskaya-oblast-zaklyuchili-spik-po-sozdaniyu-proizvodstva-liti/.

Запаси и сохрани. Энергодефицит на юге могут сократить за счет накопителей [Электронный ресурс]. – М.: «ИД Коммерсантъ». – URL: https://www.kommersant.ru/doc/7852799.

Павлов, А.С. Развитие систем накопления энергии в мире: от концепций до проектов / А.С. Павдов // Электроэнергия. Передача и распределение. -- 2020. -- № 2 (59). -- С. 12 – 17.

Massaro, F. A simulation study for assessing the impact of energy storage systems for Fast Reserve with additional synthetic inertia control on the Continental Europe synchronous area / F. Massaro, R. Musca, A. Vasile, G. Zizzo // Sustainable Energy Technologies and Assessment. -- 2022. -- Vol. 53. – P. ?? -- ??.

Hosseini, S.A. Battery energy storage systems and demand response applied to power system frequency control / S.A. Hosseini, M. Toulabi, A. Ashouri-Zadeh, A.M. Ranjbar // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. -- 2022. -- Vol. 136. – P. ?? -- ??.

Shin, W. Reserve replacement from governor to energy storage system on conventional generator for operating-cost reduction / W. Shin, C. Lee, I.-Y. Chung [et al.] // Applied Energy. -- 2022. -- Vol. 324. – P. ?? -- ??.

Rangarajan, A. Assessing the impact of battery storage on Australian electricity markets / A. angarajan, S. Foley, S. Trück // Energy Economics. -- 2023. -- Vol. 120. – P. ?? -- ??.

Илюшин, П.В. Повышение надежности функционирования распределительных электрических сетей за счет эффективного применения систем накопления электроэнергии / П.В. Илюшин // Электроэнергия. Передача и распределение. -- 2022. -- № 6 (75). -- С. 64 – 74.

Hu, Y. Potential utilization of battery energy storage systems (BESS) in the major European electricity markets / Y. Hu, M. Armada, M.J. Sánchez // Applied Energy. -- 2022. -- Vol. 322. – P. ?? -- ??.

Голубчик, Т.В. Опыт применения автоматизированных систем накопления энергии на базе литий-ионных аккумуляторных батарей в автономных солнечно-дизельных электростанциях / Т.В. Голубчик, А.С. Куликов, А.М. Аль-Антаки // Электричество. -- 2022. -- № 9. -- С. 66 – 76.

Виноградов, А.В. Анализ работы системы накопления электрической энергии с пофазным регулированием напряжений / А.В. Виноградов, А.А. Лансберг, И.О. Голиков // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. -- 2022. -- Т. 69, № 3 (48). -- С. 26 -- 35.

Бачурин, П.А. Испытания промышленного образца системы накопления энергии СНЭ-10-1200-400 при совместной работе с ГПУ в составе экспериментальной энергосистемы / П.А. Бачурин, Д.С. Гладков, В.М. Зырянов [и др.] // Электроэнергия. Передача и распределение. -- 2020. -- № 2 (59). -- С. 18 – 24.

Андреева, К.А. Моделирование зарядных и разрядных характеристик аккумуляторных батарей на основе натурных данных / К.А. Андреева, А.Г. Васьков, И.Н. Айнуллоева, Н.С. Ромянюк // Окружающая среда и энерговедение. -- 2024. -- № 4. -- С. 73 – 84.

Пранкевич, Г.А. Разработка математической модели и методики выбора параметров накопителя энергии как элемента системы: дис. … канд. техн. наук: 05.14.02 / Глеб Александрович Пранкевич; НГТУ. -- Новосибирск. -- 2021. – 159 с.

Huang, Y. Study of the influence of high rate charge and discharge on thermal runaway behavior of lithium-ion battery / Y. Huang, Y. Zhao, W. Bai [et al.] // Process Safety and Environmental Protection. -- 2024. -- Vol. 191. -- P. 1483 – 1494.

Xu, B. Decoupling the thermal and non-thermal effects of discharge C-rate on the capacity fade of lithium-ion batteries / B. Xu, W. Diao, G. Wen [et al.] // Journal of Power Sources. -- 2021. -- Vol. 510. – P. ?? -- ??.

Zhou, H. Charge and discharge strategies of lithium-ion battery based on electrochemical-mechanical-thermal coupling aging model / H. Zhou, Y. Yang, Z. Zhang [et al.] // Journal of Energy Storage. -- 2024. -- Vol. 99. – P. ?? -- ??.

Азгамов, М.Ф. Технические особенности эксплуатации литий-ионных аккумуляторных батарей в составе СОПТ / М.Ф. Азгамов, А.Н. Ворошилов, А.Н. Петров // Энергоэксперт. -- 2023. -- № 2. -- С. 53 -- 59.

Lai, Y.-W. Thermal hazard evaluation of 18650 lithium-ion batteries at various discharge rates / Y.-W. Lai, K.-H. Chi, Y.-H. Chung [et al.] // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. -- 2024. -- Vol. 89. – P. ?? -- ??.

Смирнов, С.Е. Влияние различных факторов на параметры литий-ионных аккумуляторов / С.Е. Смирнов, И.А. Пуцылов, М.А. Бешкарев, А.А.Зацепин // Промышленная энергетика. -- 2023. -- № 5. -- С. 35 – 45.

Меньшов, В.А. Исследование эксплуатационных возможностей электрохимических систем накопления электроэнергии / В.А. Меньшов, С.Е. Смирнов, П.Д. Иванов [и др.] // Промышленная энергетика. -- 2025. -- № 8. -- С. 11 – 17.

Потребителям с максимальной мощностью от 670 кВт до 10 МВт [Электронный ресурс]. -- URL: https://www.mosenergosbyt.ru/legals/tariffs-n-prices/between-670kW-10MW.php.

Тимофеева, А.Г. Использование систем накопления энергии на ВЭС, работающих в составе ЕЭС России / А.Г. Тимофеева, А.А. Самойлова, А.А. Антонов, И.А. Пуршев // Электроэнергия. Передача и распределение. -- 2023. -- № 5 (80). -- С. 54 – 60.

Хайян, Х. Выбор и оптимизация гибридных энергетических систем в отдалённых районах Китая / Х. Хайян, М.Г. Тягунов, Т.Р. Мин // Вестн. МЭИ. -- 2022. -- № 4. -- С. 40 – 58.

Россихин, Д.А. Системы накопления электроэнергии: перспективы и потенциал развития / Д.А. Россихин, Т.В. Выприцкая, А.В. Сидорова // Энергия единой сети. -- 2021. -- № 3 (58). -- С. 18 – 26.

Непомнящий, В.А. Экономические потери от нарушений электроснабжения потребителей / В.А. Непомнящий. -- М.: Изд. дом МЭИ, 2010. – 188 с.

Цены, инфляция [Электронный ресурс]. -- URL: https://rosstat.gov.ru/statistics/price.