Віртуальна електростанція: нова ера української енергетики

Привіт, спільното!

Мене звати Микола, я співзасновник українського стартапу Phage.Energy. Останні півтора року ми розробляємо технологію Віртуальної Електростанції — платформу агрегації розподілених енергетичних ресурсів для балансування енергосистеми. У цій статті розповім про технічну суть проблеми та наше рішення.

Енергетична криза, яка народила майбутнє

Осінь 2025-го. Україна живе в реальності, де графіки відключень стали такими ж звичними, як прогноз погоди. Понад 50 % енергетичної інфраструктури пошкоджено або знищено під час війни (Міненерго України).

Попри це, в енергетиці відбувається тиха трансформація. На дахах з’являються сонячні панелі, у полях крутяться вітряки, у будинках і бізнесах — власні системи живлення. Це символ децентралізованої енергонезалежності: українці інвестують у власну енергію.

За останній рік у країну завезли тисячі нових енергетичних систем — від домашніх до промислових. Їхня сумарна потужність уже перевищує 1,5 ГВт, а ємність — близько 4 ГВт·год.
Та більшість із них не використовуються на повну: вони працюють автономно, без єдиного центру управління. У результаті — тисячі ізольованих джерел енергії, які могли б допомагати країні балансувати мережу, але поки не взаємодіють між собою.

Проблема, яку не видно з вулиці

Сонце і вітер виробляють енергію тоді, коли можуть, а не тоді, коли вона найбільше потрібна.
Удень система має профіцит електроенергії, уночі — гострий дефіцит. Так звану duck curve, «криву качки», вже багато років спостерігають у країнах із розвиненою «зеленою» генерацією.

Тепер ця тенденція стає актуальною і для України, де частка сонячної та вітрової енергії стрімко зростає, а система ще не має достатніх інструментів для балансування.

Після масованих атак на інфраструктуру ситуація ускладнилася ще більше. Диспетчери «Укренерго» вдень змушені обмежувати генерацію, щоб уникнути перевантажень, а ввечері — імпортувати енергію або запускати резервні блоки, щоб утримати стабільність мережі.

Українській енергосистемі бракує гнучкості. Саме здатність швидко реагувати на коливання виробництва та споживання стає головним ресурсом нової енергетики.

Рішення: дати системі гнучкість, яка вже існує

Україна вже має тисячі джерел гнучкості — їх просто потрібно об’єднати. Саме цю прогалину закриває наш стартап.

Віртуальна електростанція — це не новий тип генерації, а новий спосіб управління енергією: система об’єднує розподілені енергетичні ресурси — системи накопичення, ВДЕ, зарядні станції та кероване споживання — і координує їх як єдиний енергетичний контур.

Мета проста:

  • згладжувати коливання сонця та вітру;
  • накопичувати надлишки вдень;
  • віддавати енергію у години піку;
  • підтримувати мережу і водночас заробляти для власників енергетичних систем.

Що отримує енергосистема

  • Менше втрат і відключень. Профіцит вдень не спалюється, а зберігається локально.
  • Стабільніша частота й напруга. Керовані ресурси реагують швидше за традиційні станції.
  • Стійкість до ушкоджень. Децентралізація знижує ризик каскадних збоїв.
  • Захист від маніпуляцій. Прозорі алгоритми зменшують вплив великих гравців.
  • Економія інвестицій. Відсутність потреби в дорогих пікових блоках.

Що отримують учасники

Платформа відкриває новий рівень участі в енергетиці: розподілені ресурси з пасивних перетворюються на активних гравців ринку.

Сьогодні більшість власників накопичувачів працюють автономно: заряджають вночі, коли дешево, продають вдень, коли дорого. Такий підхід приносить прибуток, але окупність — 5-7 років.
Коли таких гравців стає багато, ціни вирівнюються — і прибутковість падає.

Phage.Energy змінює цю логіку.

Замість простої схеми «купити дешево — продати дорого» система вчиться керувати гнучкістю — реагувати на дисбаланси, підтримувати стабільність, компенсувати коливання.

Учасники можуть отримувати прибуток одночасно на кількох ринках: РДН, ВДР, балансування, аРВЧ.
У результаті окупність може зменшитися з 7 до ~3 років, навіть за насиченого ринку.

Реальність складніша за теорію

Коли ми стартували півтора року тому, нам здавалося, що розуміємо масштаб задачі. Реальність виявилася значно складнішою. Те, що в документації виглядає акуратно, у реальному світі працює зовсім інакше.

Сьогодні над системою працює близько 80 людей: інженери-програмісти, ML-фахівці, енергетики, аналітики та юридична команда. І на кожному кроці ми стикаємося з речами, яких не існує в жодних підручниках.

Як один із архітекторів, я щодня стикаюся з задачами: як перетворити розподілену енергетику на керовану систему, яка приймає рішення в реальному часі. Доводиться поєднувати ринкову логіку, фізику процесів і вимоги регулятора в єдину модель.

Окремо хочу виділити досвід, який важко переоцінити.

Щоб зрозуміти, як енергосистема працює «зсередини», ми регулярно працюємо з живими енергетичними об’єктами. Ціла електростанція переходила у різні режими своєї нормальної роботи саме для того, щоб ми могли побачити реальні енергетичні процеси в динаміці.

Це не теорія і не симуляція — це жива енергетика. І саме такий досвід дав нам унікальне розуміння того, як насправді поводиться система при зміні навантаження, у перехідних режимах, у моменти нестабільності. Ці спостереження стали фундаментом для побудови математичних моделей та уточнення алгоритмів керування.

Більшість VPP у світі — це системи, що працюють епізодично: купити дешево, продати дорого.
Ми будуємо іншу модель — ту, що працює безперервно 24/7, координуючи сотні й тисячі активів у реальному часі, реагуючи на коливання, прогнозуючи та вирівнюючи конфлікти між сегментами ринку. Це на порядок складніша задача.

Команда працює у високому темпі — іноді доводиться закривати десятки технічних питань на день. Інакше такі системи просто не створити.

Україна має шанс стати однією з перших у регіоні

Війна зруйнувала велику частину інфраструктури, але одночасно створила унікальні умови для технологічного стрибка.

В Україні вже встановлено:

  • близько 1,5 ГВт систем накопичення,
  • понад 6 ГВт ВДЕ,
  • є потужні ІТ-команди та енергетики з реальним досвідом роботи під час кризи.

На цьому фундаменті народжується українська віртуальна електростанція — система, яка поєднує розподілені ресурси та вчиться управляти ними в реальному часі.

Перший крок уже зроблено

За півтора року наша мультидисциплінарна команда створила:

  • алгоритми розподілу потужності, ML-моделі прогнозування,
  • хмарну інфраструктуру, здатну керувати тисячами активів.

Готуємося до першого пілоту в Київській області — це буде перевірка всіх компонентів системи і старт найскладнішого етапу — навчання нейронних мереж на реальних даних.

Пілот — це лише точка входу. Далі починається найскладніший шлях оптимізації, перевірок, помилок і нових ітерацій. Саме на цьому етапі формується те, що ми прагнемо побудувати: інтелектуальна енергетична система, яка навчається разом із мережею і щодня адаптує свою поведінку.

👍ПодобаєтьсяСподобалось19
До обраногоВ обраному8
LinkedIn
Дозволені теги: blockquote, a, pre, code, ul, ol, li, b, i, del.
Ctrl + Enter
Дозволені теги: blockquote, a, pre, code, ul, ol, li, b, i, del.
Ctrl + Enter

Ви забули узгодити свій план із Міндичем і Зеленським. Без цього не взлетить.

«надо дать слєдоватєлю в лапу надо дать много тогда он возьмьот» (к)

Єдиний справжній спосіб регулювання — зміна ціни електроенергії на вході в будинок. Багато електрики — ціна впала, купуєш собі в батарею. Мало — ціна виросла, продаєш збережене.
Все інше — комунізм і спроба рулити не твоїм ресурсом.

Ціна є базовим механізмом регулювання, і вона так і працює.
У години профіциту ціна може падати практично до нуля (0.01 грн/МВт·год).
У години дефіциту ціна може зростати до 12-15 тис. грн/МВт·год відповідно до нових прайс-кепів.

Це і є ринковий сигнал: «заберіть надлишок / дайте потужність зараз».

Проблема в іншому: енергосистемі потрібна дуже швидка потужність.
Аварійні запуски традиційних блоків — повільні та дорогі.

VPP реалізує той самий ринковий механізм ефективніше:
у профіцит — зберігаємо енергію в розподілених батареях,
у дефіцит — видаємо швидку потужність замість дорогих аварійних запусків.

Це не «керування чужим ресурсом», а реакція на ті ж самі ринкові цінові сигнали — просто швидше й дешевше, ніж це здатна робити класична генерація.

Нижче — ціни небалансу (фрагмент), які показують різницю між профіцитом і дефіцитом:

res.cloudinary.com/...​/we5aym6rzcgh6ntaj68l.png

первое с чем вы столкнётесь. Это сертификация таких мощностей. Если я правильно понял.
К примеру что бы сейчас продавать Э\Э от домашней СЭС её надо для начала зарегистрировать в ДТЭК. Что стоит денег.
Как по мне. Идея прикольная. Но выглядит как система для небольших поселков\домов.
К примеру у вас есть 100 домов с СЭС панелями объеденены в 1 систему. Ночью 1 дом решил потребить больше чем смог накопить. ТО другие перекачивают.
Опять же. Надо регистрировать мощностя. Так как вы не сможете просчитывая какой у системы запас. По факту опять упор в систему стандартизации и сертификации.
И ещё проблема. Монополисты на рынке) Думаю ДТЭК не очень оценит когда по факту его хлеб будут отбирать. А отсюда вытекает что всю инфраструктуру надо будет строить с в начале для изолированых узлов. Так как не думаю что Вам дадут доступ до системы распределения. Разве что как генерация в общую систему.

VPP не змінює порядок підключення.

Якщо СЕС або BESS вже легально підключені як споживач чи виробник — ми працюємо з їхньою потужністю. Додаткової сертифікації для участі у VPP не потрібно.

Якщо установка нова — вона проходить стандартну процедуру підключення і реєстрації, як будь-яка СЕС чи BESS. Ми допомагаємо з технічною документацією та проєктами, це звичайний процес.

Сертифікується тільки сама VPP як надавач послуг балансування — за тим самим принципом, що й звичайна електростанція.

Ми не «перекидаємо» енергію між будинками.

VPP працює загальносистемно — через ринки та балансуючі механізми, а не фізичними перетоками між споживачами.
Ми не керуємо мережею ОСР (ДТЕК, Обленерго) і не замінюємо їхню інфраструктуру.

VPP — це ще один учасник енергоринку, як маневрова генерація або промислові BESS.

Усі дії виконуються під координацією ОСП (Укренерго), відповідно до чинної регуляції.
Ми працюємо з тим, що вже встановлено: BESS, СЕС, зарядні станції, кероване споживання.

VPP використовує існуючу мережу й не створює паралельної інфраструктури.

Понял, спасибо. Значит я не полностью понял схему работы изначально. Спасибо за объяснение.

Виглядає як стартап на розпил грантів від ЄС.

Стаття дно. Ми будуємо систему розподіленого керування яка розподілено керує.
Якщо ви хочете довести що не нябуєте як звичайне держ замовлення опишіть предметно use-case.
От довбанули по розподільному щиту. Що саме змінить ваша система у — відключили регіон де відбулася проблема.
Наприклад, наразі по всій енергосистемі підтримується одна частота і фаза змінного струму. Коли вимикають розподілення рівня району фаза починає зміщуватися, тому відключають цілий регіон щоб не вивести з циклу. Ваша система зможе замість відключення перерозподіляти навантаження на сусідні розподільники в реальному часі?

VPP не може запобігти відключенню регіону у випадку фазового зсуву після удару по розподільчому щиту.
Це аварійна ситуація фізичного рівня мережі. Її вирішує ОСП через власну автоматику — захист, АЧР, АЧВ, комутацію. Ці процеси працюють на рівні мілісекунд.
VPP працює на іншому рівні.
Ми не керуємо фазою чи топологією мережі, не втручаємось у синхронізацію, не замінюємо аварійний захист. Ми працюємо з активною потужністю DER.

Що VPP дає у таких сценаріях:
До аварії: знижує навантаження на вузли, зменшуючи ризик перевантаження, яке й провокує аварії.
Під час системних коливань: локально поглинає профіцит або знижує навантаження, тому сусідні фідери не падають так швидко.
Після аварії: прискорює відновлення балансу там, де мережа залишилась живою, зменшуючи глибину наслідків.

VPP не є аварійним захистом мережі, але є інструментом балансування й зниження навантаження, що зменшує ймовірність самих аварій і полегшує відновлення після них.

Дякую. Значно простіше ніж в статі написано

От тут я все зрозумів. А в статті — ні. Візьміть це на замітку :)

Дякую, це слушне зауваження.
Ця стаття справді була інтро — більше про концепцію та контекст.

У наступній статі розберу вже технічну частину:
як працює енергосистема, де виникають профіцити й дефіцити, які обмеження є у мережі, і як саме VPP вирішує ці задачі в реальних умовах.

Суть проблеми не стільки в недостачі електроенергії, скільки в знищенні інфраструктури для її транспортування.

Правильно. Дефіцит генерації є, але ключовий виклик справді в знищенні інфраструктури: ліній, підстанцій, трансформаторів. Мережа втратила пропускну здатність.
І саме в таких умовах роль маневрової потужності тільки зростає.

а такий регулятор має бути один? 🤔

чи кожен може так регулювати, як ви?
чи не призведе це до якогось хаосу? 🤔

Регулятор один — це НЕК Укренерго (ОСП). VPP нічого не регулює самостійно — ми лише виконуємо балансуючі дії під координацією диспетчера, так само як це роблять звичайні електростанції.

VPP може бути багато — і так моє бути. Це створює конкуренцію за якість послуги, але всі працюють за єдиними правилами, визначеними Укренерго та регулятором (НКРЕКП).

це коли домашню мережу регулювати...

а коли кожному дати можливість регулювати не тільки свою взаємодію із загальною мережею, але й інших... виникають питання... до чого це призведе 🤔

фактично, ви плануєте не тільки свій день... але й сусіда 🙂

Децентралізована енергетика це зараз як альтернатива для ITшників що були/будуть звільнені через ШІ. Маю на увазі виробництво єлектрики на даху свого будинка й продаж державі.

виглядає як просто софт для агрегаторів — це ті компанії які за кошти управляють збутом різної генерації е/е (куди і як краще продавати). Нічого проривного. Таке вже є в ЄС.

Не заперечую — VPP не нова ідея, в ЄС такі системи вже працюють.

Але є принципова різниця.

Європейські VPP — це переважно арбітраж: купити дешево, продати дорого.

Ми будуємо балансування реального часу: синхронне керування тисячами активів, поглинання профіциту, повернення енергії в дефіцит і робота як єдиної системи.

Тобто це не про «куди продавати», а про як утримати стабільність мережі.

Ідея знайома, але масштаб і рівень задач — зовсім інші.

Ідея знайома, але масштаб і рівень задач — зовсім інші.

Не лише рівень та масштаб, а і задачі. Ви нормально нагуглили:

Осінь 2025-го. Україна живе в реальності, де графіки відключень стали такими ж звичними, як прогноз погоди. Понад 50 % енергетичної інфраструктури пошкоджено або знищено під час війни

Додали в презенташку. Але не показали як ви то будете вирішувати.
Поточна проблема — немає енергії. Якщо навіть в певні моменти є перевиробництво, ваше рішення не вирішує проблему зберігання.
Ви розповідаєте про якесь «синхронне керування тисячами активів», але тих активів немає. Україні зараз треба не інформаційна система, генерація та зберігання (це схоже буде не дуже економічно вигідно) енергії.

А ще цікаво, як буде працювати ваша «хмарна інфраструктура» коли почнуть вибивати ще й телекомунікаційні вузли. Для України такий ІТ продукт робити хмарним — дуже сумнівне рішення.

В енергетиці є базова генерація і маневрова. VPP виконує роль маневрової генерації на базі розподілених ресурсів.

Генерація має дорівнювати споживанню. Дефіцит і профіцит виникають постійно — незалежно від відключень. Завдання VPP — згладжувати ці коливання 24/7.

У момент профіциту є два варіанти: скинути енергію в землю або зберегти розподілено і синхронно видати в дефіцит. VPP реалізує другий варіант.

До кожного пристрою встановлюється модуль з кількома каналами зв’язку (4G/5G, Wi-Fi, Ethernet) для резервування.

У разі втрати зв’язку пристрій переходить у безпечний режим: припиняє роботу з мережею, але продовжує живити локальне споживання. Це стандартний підхід fail-safe.

Ризик втрати зв’язку — реальний, і ми його враховуємо через багатоканальну комунікацію.

До речі, вже готую наступну статтю — там детальніше поясню, як працює сама енергосистема, де саме виникають профіцити/дефіцити і яку роль у цьому відіграє VPP.

Багато питань знімаються, коли є чітке розуміння, як насправді працює система та які проблеми ми вирішуємо на практиці.

В енергетиці є базова генерація і маневрова. VPP виконує роль маневрової генерації на базі розподілених ресурсів.

Чудово, а у нас проблеми з якою? У нас наче з атомних станцій повибивали під’єднання їх до мережі і грохнули багато ТЕС/ТЕЦ (наче як машинні зали).
В принципі ви реалізували просто брокер. В ЄС це може бути цікаво, але там є купа таких рішень. В Штатах до приходи Трампа це могло бути цікаво, але там купа своєї специфіки.

В наступній статті хотілося б побачити де ви бачите той профіцит і як ви бачите його перенаправлення для того, щоб для простоти в Києві, а краще по всій Україні не було відключень. З розрахунком ціни.

Ми будуємо балансування реального часу: синхронне керування тисячами активів, поглинання профіциту, повернення енергії в дефіцит і робота як єдиної системи.

наприклад, https://www.flexa.energy

Але яка різниця — є в буржуїв чи не має.
То там — а то тут.

Так, знаємо Flexa — вони роблять крутий продукт.

Flexa — це demand-response та арбітраж. Оптимізація споживання за ціною, заряд-розряд батарей, управління навантаженням. Тобто робота на рівні окремого споживача.

Ми працюємо на двох рівнях одночасно:

Рівень енергосистеми:
надаємо балансуючу потужність для Укренерго через агреговані DER — фактично виконуємо роль маневрової генерації.

Рівень споживача:
оптимізуємо енергію та вартість для власників батарей, зарядних станцій та локальних систем.

Тобто Flexa оптимізує поведінку споживача, а ми поєднуємо оптимізацію споживання з системним балансуванням.

Це доповнюючі підходи — кожен працює на своєму рівні енергосистеми.

Звучит как какой-то скам. Куча заумных слов за которыми ничего не стоит

Дякую за відгук. Розумію скепсис — тема дійсно складна.
Якщо є конкретні питання — готовий відповісти детальніше.

Что вы ели сегодня на завтрак? Назовите топ 5 любимых аниме

алгоритми розподілу потужності, ML-моделі прогнозування
хмарну інфраструктуру, здатну керувати тисячами активів

Потужно. Ні щоб почати з узгодження розподілених генераторів по частотах, набігах фази на ЛЕП і інших проблем, через які енергомережа приймає форму однозв’язного дерева з болісними перекомутаціями, а потім вже думати як на це нахлобучити AI/ML.

Ще можна поцікавитись європейським досвідом диспетчеризації розподіленої генерації, який фактично вбив окупність малих сонячних електростанцій і привів до масової заміни існуючих грід-інверторів на оффгрід або гібридні з акумуляторами.

Чи слід це все розуміти, що колишня перевага змінного струму почала бути вадою? І що далі взагалі, щонайменше, весь транспорт до дому або квартири буде на постійному струмі? У нього проблем типу відхилення частоти або фази немає в принципі...

Вадою завжди була, введення додаткової генерації на лінію завжди вимагало підгонки фази перед вмиканням. Але окрім масштабності легасі, з заміною на постійний струм є проблеми з гальванічною корозією обладнання, зі значно важчим дугогасінням при перемиканнях або аварійних ситуаціях, і інвертори коштуватимуть значно дорожче, ніж прості трансформатори.

У нього проблем типу відхилення частоти або фази немає в принципі...

І відповідно може працювати з перевантаженням без каскадних відключень з пониженням V. І головне в побуті тепер маємо цей костиль — генеруємо синусоїду складним інвертором з низьким ККД, потім на стороні споживчого пристрою випрямляємо назад в DC та радіємо що втратили 10-15% і це ще на ідеальному навантаженні, тоді як на генерації DC було б 2-5%, +можливий ECO режим сну для light load. Після розвитку силових напівпровідників AC стало тягарем. Але щось ніякий консорціум не поспішає впроваджувати поступовий перехід на DC, хоча б спочатку зобов’язати виробників побутової техніки щоб вона офіційно мала універсальне живлення 230VAC та 310VDC. Хай хоч нові б мережі та жилий фонд мали б змогу перейти.

У DC вище 30-40 вольт є великі складнощі з дугогасінням, і відповідно безпекою і живучістю вимикачів і розеток:
www.youtube.com/watch?v=Zez2r1RPpWY

Навіть без всього AC легасі це складна проблема.

На Доу ми вже десь це обговорювали, що там нема ніяких реальних проблем. Ринок DC автоматів уже сформований, вони зовсім трохи дорожчі за звичайні через наявність неодимового магніту в камері дугогасіння. А автомати до 500VDC це взагалі середнячок в малій сонячній генерації. Для вимикачів та розеток є мосфети, які можуть синхронізуватися с механічним силовим контактом якщо він є і от магія- ніякої дуги чи зносу контакту нема. Тобто вставляємо в розетку, замикається контакт, відкриваються мосфети через таймаут і навпаки. Простих варіантів куча. Мосфети на десяток другий А копійчані. 3 контакт, який в АС для заземлення, в розетці іншого стандарту для DC міг би бути для 1-wire/SPE обміну даними, якщо це пристрій розумного будинку.

Навіть без всього AC легасі це складна проблема.

Тому вирішувати її потрібно з інфраструктури останньою милі і ніяк інакше. Якби до нового багатоквартирного будинку було підведено AC, то ми її просто випрямляємо та і все. В квартирах уже був би квартирний щиток для DC, нова електрофурнітура яка мало чим би відрізнялась, побутові прилади б до того моменту були б універсальні по живленню. Звучить не надто складно, і для користувача нічого б не змінилось

Впровадження чогось в фізичному світі без надійних перевірок на сумісність — це вже проблема.

от магія- ніякої дуги чи зносу контакту нема.

На жаль, магії так просто не стається. По-перше, механічний контакт деренчить множинними вмиканнями-вимиканнями, сигнал на закривання-відкривання мосфета потрібно знешумити і зробити швидким, бо в напіввідкритому стані на ньому виділяється потужність, сумірна з потужністю підключеного навантаження. По-друге, енергія в індуктивності проводки і кабелів все так само запасається, і її в момент вимкнення має розсіяти або сам мосфет, або додаткові елементи.
Все це рішаємо, але це ціна і додаткові складнощі до стандартизації і сертифікації в різних умовах роботи, наприклад, як поведе себе така розетка в ванній в умовах вологості, де контакт може замкнутися паразитно.
Крім того, є не тільки розетки, гнізда в самих приладах, лампочки, чайники, інші місця де є роз’ємне підключення, все треба захищати по-новому, і скоріше за все це потягне за собою якісно іншу, більш оптимальну фурнітуру.

Впровадження чогось в фізичному світі без надійних перевірок на сумісність

думаю згаданий потенційний консорціум би і займався питанням сумісності та стандартизації :)

По-перше, механічний контакт деренчить множинними вмиканнями-вимиканнями

тому і потрібний таймаут в ідеалі, хоча це силова електроніка, а не сигнальна, тому не принципово, але бажано, щоб було краще, чим в AC фурнітурі, де ті ж самі процеси з підгораннями контактів.

зробити швидким

Для одиночного ключового режиму з такими мізнерними струмами? Це саме простий режим роботи мосфета, підійде будь-який. У нас тут не нарізання синосуїди на інверторі з струмом в 200А.

і її в момент вимкнення має розсіяти або сам мосфет, або додаткові елементи.

Та ну. Вона мізерна. Та і у нас паразитний діод в мосфеті.

як поведе себе така розетка в ванній в умовах вологості, де контакт може замкнутися паразитно.

Думаю колеги додумаються зробити контакт на оптроновій парі, хоча звичайний тактовий мікровимикач і так нормальне рішення. Вже точно краще чим АС в вологому середовищі, так як без вилки напруги на контактах не буде, та і сама напруга безпечніша.

лампочки

Там мізерний струм, ніякої дуги не може бути, навіть якщо комусь збреде викручувати ввімкнену лампочку.

гнізда в самих приладах

та все так само. Воно ж буде мізерної собівартості в промислових масштабах. Економія на плюсах на порядок переважає деяке ускладнення на кінці, при чому це ускладнення підвищує безпеку та надійність фурнітури від підгорань. А як ще в ту саму мікросхему що керуватиме мосфетом запихнуть і відслідковування двох тероморезисторів, що посаджені на контакти в розетці, та відмикання мосфетів при виявлені перегріву, то взагалі вічна та безпечна фурнітура.

то взагалі вічна та безпечна фурнітура.

Я б хотів послухати проблеми такого ж перетворювача з, наприклад, 750кВ на 330кВ. Що там буде замість одного «мосфету» і як зробити, щоб коли половина ще не увімкнулась, за ті лічені мікросекунди друга половина не згоріла від перевантаження...

Раз DC лінії в магавольт+ існують то вже якось там це вирішується. Щоб настало світле майбутнє малої розподіленої та незалежної генерації достатньою щоб мережі останньої милі перешли на DC, нам не треба абсолютно всі міняти.

щоб коли половина ще не увімкнулась, за ті лічені мікросекунди друга половина не згоріла від перевантаження...

Чого йому горіти? В тому і суть DC мереж, що якщо генератор може здійснювати плавний пуск без ніякої необхідності синхронізації. Як не вивозить навантаження то зупинить запуск та піде в захист і все, навіть якщо там КЗ на кінці. Логічно що приватна сонячна станція не може потягнути наприклад все місто, яке лишилось без великої централізованої генерації, але б могло живити свою вулицю, тому б мережу розділювали такі собі вузли-оркестатори, чи як їх назвати. Вони б контролювали подачу енергії в сектор та з нього і організовували деревовидну ієрархію. Початково перетоки на них вимкнені, якщо стартує одна станція в секторі, то вона заживлює цей оркестатор, а абоненське навантаження до досягнення певного V відключено, цю напругу бачать інші станції в секторі і теж стартують, як мережа досягла порогової напруги, автоматика абонентського щитка/лічильника чекає мін таймаут + рандом та вмикає споживання. Якщо генерації вистачило то все ок, ні то захист та рейтрай по експоненті. Але щоб з цього сектору йшла енергія в сектори вище, то дуже бажано мати обмін даними з оркестатором та станціями щоб вирахувати наявний надлишок енергії та узгодити його, можливо якийсь аналог X10. Зниженням напруги DC можна давати знати про наявну потужність в деякій мірі, але це костильно.

У нас тут не нарізання синосуїди на інверторі з струмом в 200А.

Потужність — це напруга, помножена на струм, і через паразитну ємність Міллера насправді комутувати високі напруги важче, ніж низькі.

Та і у нас паразитний діод в мосфеті.

Діод відкривається, коли струм змінює напрямок, а індуктивний викид — це продовження струму в тому ж самому.
У мосфетів є avalanche rating, величина енергії, яку він може витримати від подібного індуктивного викиду, але треба уважно дивитися, чи вистачить з реальним кабелем, чи потрібні додаткові елементи для поглинання цих викидів ззовні (у практично всіх блоках живлення, навіть у телефонних зарядках, вони є, синій блок www.edn.com/...​rpts91howimpflyf1×600.jpg)

В цілому проблема це те, як це зробити, рядова інженерна задача, а як це зробити сертифіковним і настільки ж універсальним, як і звичайні розетки, і бажано за сумірну ціну.

Потужність — це напруга, помножена на струм, і через паразитну ємність Міллера насправді комутувати високі напруги важче, ніж низькі.

інвертор спокійно собі нарізає синус з високовольної шини, так звичайно там же не голий ключовий режим, але і у нас же одиночне вимкнення.

Діод відкривається, коли струм змінює напрямок, а індуктивний викид — це продовження струму в тому ж самому.

Май бед. Але у нас лінія не кілометри, чи сотні метрів, з DC ми б в щитку мали якусь коробочку з LC фільтром і захистом від перенапруг, так що контур лінії з індуктивністю до приладу була б десятки метрів. Наліплять якийсь там TVS і уповільнять закривання затвору через більший опір і скоріше за все цього вистачить, може ще кондер вліплять під мосфетом в тяжких випадках. Енергії викиду там зовсім небагато буде, зрізати взагалі не буде проблемою. Одиночне уповільнене закриття в десяток мікросекунд не буде проблемою з такими струмами, ми ж туди-сюди його не відкриваємо, нема чого там розсіювати. Явно світові інженери розберуться з оптимальним варіантом, якщо цим займуться, це ж навіть не промислова силова електроніка.

бо в напіввідкритому стані на ньому виділяється потужність, сумірна з потужністю підключеного навантаження.

Ну я так зрозумів, що той контакт лише керуючий, а далі транзісторний ключ виконує реальну комутацію. Хотілось би помацати реальний приклад.

Але:

1. Коли є фізичне відмикання дроту, бо його просто розірвали, чи витягли з контакту, наприклад, бо нема можливости швидко добратись до «правильного» вимикача? Коли гілка падає на дріт ЛЕП і рве його?

2. Це про 500V, а вище? Он ще в радянські часи багато казали про лінію «Екібастуз — центр», 1.5 мегавольти на постоянці. Коли треба синхронно контролювати декілька десятків тисяч потужних тиристорів, вони вигорали пачками від найменших перекосів у такому управлінні...

HVDC лінії існують і в продакшні, в деяких навіть не тиристори використовуються, а їх аналоги на газорозрядних ртутних лампах.
Але зробити пару штук унікальних вундервафель на новозбудованій лінії значно простіше, ніж замінити укорінений стандарт, тим більше що такі інвертори можуть виконувати і інші задачі, типу з’єднувати розколоту між 50 і 60 Гц Японію.

До речі, я тут подумав про інший варіант (я 200% впевнений, що я не перший, але тут не звучало).

До чого нам змінний напрямок струму? Тільки для трансформаторів на катушках індуктивности. Якщо є перетворювачі на інших засадах (сучасні DC-DC), то без них можна зі схожею ефективністю (або кращею?) Проте переривати струм — чому б ні?

Робимо так: на виході перед звичайним фінальним конденсатором (як же без нього) той електронний ключ, що комутує ШІМ модуляцію — отримує ще періоди тиші, хай з тим же 50Гц. 60-70% часу жене до 1.4-1.5 від потужностної напруги (наприклад, ті ж 310V для формальних 220V), решту періоду дає нуль. Якщо навантаження нема — буде присутній постійний потенціал на максимумі, який в нього закачали і зупинились, але якщо хтось споживає — він отримуватиме меандр. Головне, що нема, як при перетворенні DC→AC, паразитних витрат на те, щоб розгойдувати вихідні дроти то в плюс, то в мінус. Ну і при розриві дрота не буде постійного підживлення, яке тримає дугу у показаних випадках з DC.

Може, я десь схибив і його так не можна робити, але чому? (Ігноруємо усе легасі)

офіційно мала універсальне живлення 230VAC та 310VDC.

Якщо еквівалент 230V AC, то це буде 230V DC у середньому. Ваше 310 це амплітудний максимум при потужностному 220, він такий зависокий і тут не годиться — навіть якщо досягатиметься у піку, то середнє все одно буде 220-230-240.

Там він зовсім маленький (10мкф), швидко розрядиться через власні навіть кола в інверторі. Скоріше це організація sleep mode подачею імпульсів. Але це буде диско шоу, якщо в навантажені буде led лампа. На практиці завжди є якесь споживання хай, хоч пару ватів, так що економії на холостому не вийде, бо його не буде. Основна проблема робочий режим. З холостим то можна боротися, якщо в інверторі приліпити ще один вихідний контур інвертора, але малопотужний. Наприклад в інверторі на 5квт, ще контур на 300вт, а інвертор в залежності від струму навантаження швидко вибирає чи перший чи другий використовувати при нарізанні напівперіоду, чи обидва разом. У малого контуру відповідно і холостий хід буде малий.

До речі, якщо еквівалент 230V AC, то це буде 230V DC. Ваше 310 це амплітудний максимум при потужностному 220, він такий зависокий і тут не годиться.

Це еквівалент по потужності, але не по напрузі після діодного моста для БЖ. При 310VDC ми отримуємо практично туж напругу після діодного моста і вищу підведену потужність як бонус. БЖ простіше працювати при вужчому діапазоні напруги.

Дякую за коментар.

Питання частоти, фазових набігів і топології — це зона відповідальності ОСП. VPP працює на іншому рівні.

Наш рівень — миттєва керована гнучкість: можливість швидко підняти/знизити навантаження, поглинути профіцит і повернути енергію під час дефіциту.

AI/ML потрібні для координації тисяч розподілених активів у реальному часі — це задача, яку класична диспетчеризація фізично не може виконати.

Щодо Європи: масові обмеження СЕС там виникали через брак інструментів гнучкості — у тому числі відсутність VPP. Коли мережа не може координувати тисячі малих генераторів, вона змушена обмежувати їх.
VPP якраз і вирішує цю проблему: замість обмежень — координація.

Питання частоти, фазових набігів і топології — це зона відповідальності ОСП

Так, але це дуже суттєво обмеження до фізичної реалізовності «миттєвого перемикання», як і ресурс тих засобів комутації якщо ними клацати постійно, а не для проведення ремонтних робіт і інших епізодичних випадків.

Коли мережа не може координувати тисячі малих генераторів, вона змушена обмежувати їх.

Мережа не може координувати генератори в першу чергу через набіги фази як самої згенерованої енергії, так і затримки керуючого сигналу через те що обидва мають в першому наближенні швидкість світла, і на відстанях в сотні-тисячі кілометрів при частоті мережі 50 Гц це вже стає значима величина.
Потрібна в першу чергу фізична інфраструктура для доставки інформації про миттєву фазу напруги, яку потрібно згенерувати в локальну ділянку мережі, і так як цього не зроблено, практикуються MPPT-алгоритми, які локально вдувають напругу в мережу у фазі, заміряній в цій же мережі. Цей процес принципово некерований і має проблеми зі стабільністю, коли таких малих генераторів стає більше пари десятків відсотків від потужності мережі, і кожен намагається обігнати по фазі один одного.
Без вирішення цієї проблеми диспетчеризацію не вдасться реалізувати, окрім тупого відключення малих генераторів.

замість обмежень — координація.

Це і є обмеження. Власнику сонячних панелей є інтерес в піки сонячної активності вдути все згенероване в мережу, в похмуру погоду не вистачає і на власні потреби, а диспетчеризація, яка балансує потреби мережі, працює йому на шкоду, обмежуючи потужність коли її реалізувати мало б бути найбільш вигідно.
Тому власники сонячних і вітроелектростанцій будуть чинити опір впровадженню таких систем.

VPP не займається фазою чи комутацією — це зона відповідальності ОСП. Ми працюємо лише з потужністю розподілених енергетичних ресурсів через інвертори.

Щодо «конфлікту інтересів із СЕС»:
Проблема не в тому, що VPP когось обмежує.
Проблема — у моделі ринку після ГАРПОК.

Поточна реальність:
— вдень профіцит = мінімальна ціна;
— Укренерго обмежує ВДЕ у години надлишку;
— ввечері ціна максимальна, але генерації немає;
— ГАРПОК платить із затримками — ця схема завершується.

Після ГАРПОК власники СЕС опиняються у ситуації, де денна генерація майже не монетизується, а ввечері їм нічого запропонувати ринку.

Роль VPP:
— зберігаємо профіцит розподілених ресурсів,
— видаємо його у години дефіциту,
— додаємо дохід із балансування.

Це все дуже цікаво — але як буде розподілятися ел. енергія від тисяч акумуляторів в країні? Через інтернет? Чи як? Саме це є найважчим питанням а не всякі там моделі...

Енергія розподіляється через існуючі електромережі.
Батареї підключені до мережі через інвертори, як і зараз. Нічого не «йде через інтернет».

Що змінюємо ми: замість того, щоб кожна батарея працювала сама по собі, їх роботу координує платформа.

Технічна схема проста:
— батарея передає телеметрію (SoC, доступна потужність) через інтернет;
— платформа аналізує стан мережі й активів;
— надсилає команду: кому заряджатися, кому розряджатися, з якою потужністю;
— інвертор виконує команду, а енергія рухається по звичайних дротах — як завжди.

Інтернет використовується тільки для управління, а не для передачі енергії.
Це працює так само, як диспетчеризація електростанцій Укренерго:
команди йдуть по зв’язку, енергія — по мережі.

ну так винесіть це в перший абзац — стане зрозуміліше

Взагалі цікава стаття, дякую!

Питання: чи бачите ви в перспективі можливість для Віртуальної Електростанції надавати не лише балансуючі послуги, а й послуги типу «конгестійного менеджменту» на рівні локальних мереж (обленерго)? Тобто не просто вирівнювати ринок, а й розвантажувати конкретні трансформаторні підстанції/фідери в моменти локальних перевантажень. Якщо так то на якому етапі розвитку Phage.Energy це стане можливим і що потрібно від регулятора?

Так, це абсолютно логічний наступний крок для VPP.
Технічно ми вже можемо керувати активами адресно, але для цього потрібні дві речі: критична маса ресурсів у конкретному вузлі й дані від обленерго про завантаження мережі.
Головний бар’єр зараз — регуляторика.

Віртуальна електростанція: нова ера української енергетики
За півтора року наша мультидисциплінарна команда створила:

алгоритми розподілу потужності, ML-моделі прогнозування,
хмарну інфраструктуру, здатну керувати тисячами активів.

Чудовий пітч! Офігенна презентація навіть дипломної роботи в універі вийшла б.

Електроста́нція (електрична станція) — промислове підприємство або комплект обладнання для виробництва електроенергії з різних форм первісної енергії.

Що у вас є первісною енергією? Алгоритм, МЛ-модель чи хмарна інфраструктура? Є технологія викачки енергії з датацентрів Амазону, щоб у мене працював холодильник?

У нас відключення, бо в околі географічної точки Х в момент часу Т недостатньо згенеровано енергії, її просто немає. Вашому алгоритму просто немає, що розподіляти вашим алгоритмом (принаймні за офіційними даними). І при цьому ви не створили ні засобів генерації, ні засобів накопичення енергії. Коли/якщо ви створите енергетичну інфраструктуру, то ІТ рішення (оті моделі, принципи розподілення і тд) — це найменша проблема.

І цікаво, що по грошам. От є десь на Закарпатті вітряки скільки буде коштувати доставити 1кВт в Київ?
Тут пишуть, що Київ споживає «Близько \(1\) мільйона кВт на годину» Де взяти співрозмірну потужність? Який розмір буде мати комплекс акумуляторів, що накопичує стільки на 4-8 годин?

Дякую за запитання.

Віртуальна електростанція — це в першу чергу балансуюча система реального часу.

В Україні навіть зараз постійно виникає профіцит енергії, який мережа фізично не може прийняти — надлишок просто скидають у землю. Так само регулярно виникає і дефіцит.

Завдання VPP — поглинати профіцит і повертати енергію в години дефіциту, знижуючи навантаження на мережу, зменшуючи обмеження ВДЕ та стабілізуючи систему.

Інфраструктура (батареї, інвертори, лінії) — складна, але це не головний виклик.
Головне — синхронне керування тисячами розподілених активів, кожен з яких має власні обмеження, графіки роботи та динаміку поведінки.

Саме це і є сутність VPP:
координувати різні об’єкти так, щоб вони поводилися як єдина енергетична система, а не набір незалежних пристроїв.

Тому головним викликом стають алгоритми.
Нейронні мережі визначають, яка потужність буде доступною в кожен момент часу, і дозволяють автоматично виконувати балансуючі дії з урахуванням реальних фізичних процесів, поведінки ринку та обмежень мережі.

Профіцит виникає, бо немає перетоків. А їх немає бо фізично знищено частину з’єднаннь між мережами. Ви цю проблему на рівні софта не вирішите.
Плюс (я сподіваюсь ви це знаєте) існуюча _фізична_ інфраструктура не дозволяє гнучко балансувати розподіленням енергії. В результаті в періоди відключень обленерго тупо вимикають малі СЕС на рівні з іншими споживачами, вихлопу від них в мережу немає навіть коли є сонце.
Тож спочатку треба покроково модернізувати фізичну інфраструктуру. Далі постає питання хто за це буде платити. Далі вступають в гру різні інтереси різних гравців. Далі — ...

Так, це правда — проблема не тільки в генерації, а й у знищеній інфраструктурі. Це фізика мережі, і VPP її не замінює.

Але тут важливий момент:
VPP працює там, де інфраструктура ще жива.
Малі СЕС без накопичення під час відключень вимикаються — це норма.
СЕС + накопичення можуть працювати автономно й не створювати додаткового навантаження.

VPP в таких умовах дає:
— локально поглинаємо профіцит,
— знижуємо навантаження на вразливі вузли,
— прискорюємо відновлення після аварій.

Підписатись на коментарі