Сьогодні технології все ще не дозволяють зберігати електроенергію у значних обсягах: вона виробляється та споживається практично одночасно. Для сталої та надійної роботи енергосистеми дуже важливо підтримувати ці процеси у рівновазі. З традиційними джерелами енергія ситуація простіша: ТЕС чи ГЕС мають змогу реагувати на попит та регулювати свою потужність.

Електростанції, що працюють на енергії сонця чи вітру, не лише не допомагають у балансуванні системи, але й додатково його ускладнюють. Адже обсяги електроенергії, що генерують СЕС та ВЕС, непостійні й залежать від погодних умов, якими керувати неможливо. 

Зі збільшенням частки ВДЕ, інтегрувати нові «зелені» електростанції у мережу стає складніше. Ризики перевиробництва або нестачі електроенергії у певні періоди зростають, й це має негативний вплив як на надійність системи, так і на прибутки виробників електроенергії.

Частково вирішити проблему мінливості сонячних та вітрових електростанцій допомагають системи прогнозування: вони дозволяють досить точно визначити обсяги виробництва електроенергії на кілька годин наперед. 

Як це працює?

Чимало компанії сьогодні пропонують послуги у цій сфері та розробляють власне програмне забезпечення для створення прогнозів. Обов’язковим їх елементом є передбачення погоди, як правило, на основі супутникових знімків та даних числових моделей прогнозування погоди. 

Інформація про погоду, яку використовує таке ПО, відмінна від тієї, що зазвичай корисна нам у повсякденному житті. До прикладу, значення має швидкість вітру не біля землі, а на висоті турбін, тобто 50-150 метрів. Вкрай важливою є також кількість сонячного світла та характер хмар: їхня висота, товщина та щільність можуть впливати на проходження променів.

Крім цього, для систем прогнозування виробництва електроенергії важливо враховувати характеристики самих електростанцій. Це може бути висота та розмір гвинтів вітрових турбін, орієнтація, кут нахилу, навіть рівень запилення сонячних панелей тощо.

Значно покращити точність систем прогнозування допомогло впровадження технологій машинного навчання. Вони дозволяють не лише опрацьовувати значні об’єми вже згаданої інформації, але й порівнювати прогнози з результатами роботи конкретної електростанції в реальному часі та в минулому за подібних умов. Завдяки цьому можна коригувати та уточнювати модель прогнозування.

Як з прогнозуванням в Україні?

Сьогодні в Україні близько 7% виробництва електроенергії припадає на сонячні (5%) та вітрові (2%) електростанції, робота яких залежить від погодних умов. До 2021 року виробники не несли жодної відповідальності за неточні прогнози графіків відпуску електроенергії, й відповідно не мали стимулів покращувати власні системи прогнозування.

Це змінив Закон «Про внесення змін до деяких законів України щодо удосконалення умов підтримки виробництва електричної енергії з альтернативних джерел енергії». Він не лише знизив зелений тариф, але й передбачив відповідальність за небаланси, тобто за відхилення реального погодинного виробітку ВДЕ від попереднього прогнозу. Допустимою визначили різницю у 10% для вітрової генерації та 5% для сонячної генерації.

За балансування «зеленої» електроенергії відповідає ДП «Гарантований покупець» – й тепер виробники зобов’язані відшкодовувати компанії вартість врегулювання небалансів, які спричинив їхній неточний прогноз. З 2021 року станції потужністю понад 1 МВт відшкодовують 50%, а з 2022 – 100% вартості врегулювання. Менші СЕС та ВЕС повністю платитимуть за небаланси у 2030 році: для них відповідальність встановили на рівні 10% зі щорічним збільшенням на 10%.

За оцінками Центру Разумкова, до запровадження відповідальності середній небаланс для українських сонячних електростанцій складав 25%, а для вітрових – 45%. При встановленні систем прогнозування графіку відпуску електроенергії очікується, що цей показник впаде до 10% та 14% відповідно.

Новації у «Гарантованого покупця»

ДК «Гарантований покупець» фактично відповідає перед оператором системи розподілу за небаланси всіх учасників її балансуючої групи – виробників електроенергії з ВДЕ, а тому теж потребує сучасної системи прогнозування. За підтримки USAID Проєкт енергетичної безпеки (ПЕБ) у червні 2021 року компанія залучила для цього enercast – німецького провайдера з надання послуг прогнозування виробництва енергії з ВДЕ. 

«Точне та достовірне прогнозування – один з пріоритетів «Гарантованого покупця». – прокоментував Костянтин Петриковець, директор держпідприємства. – Результати, які ми наразі отримуємо, вдосконалюються щоденно. Це дозволяє якнайкраще управляти нашим портфелем та звести небаланси до мінімуму. В майбутньому система буде розширена та вдосконалена, і ми очікуємо, що це дозволить нам отримувати максимально точні прогнози на ринку».

Enercast працює у цій сфері вже понад 10 років та надає прогнози генерації об’єктів на понад 180 ГВт встановленої потужності. Програмне забезпечення компанії використовує технологію штучного інтелекту для опрацювання великих масивів метеорологічних даних. 

Система поєднує числові моделі прогнозування погоди з історичними даними та інформацією про конкретні СЕС та ВЕС: для запуску процесу «Гарантований покупець» збирав додаткові дані щодо технічних особливостей та обладнання усіх генеруючих установок виробників, що входять до його балансуючої групи. Це дозволяє зрозуміти «поведінку» електростанції та створювати більш точний прогноз для кожної з них.

Даний медіа проєкт став можливим завдяки підтримці американського народу через Агентство США з міжнародного розвитку, наданій через USAID Проєкт енергетичної безпеки (ПЕБ). Грантоотримувач Проєкту - Журнал Хмарочос несе повну відповідальність за зміст публікацій, який не обов`язково відображає позицію USAID або Уряду Сполучених Штатів Америки.