ІНТЕГРАЦІЯ МАЛИХ МОДУЛЬНИХ РЕАКТОРІВ У ДИНАМІЧНІ ЕНЕРГОСИСТЕМИ З ВИСОКОЮ ЧАСТКОЮ ВДЕ ТА МЕТОДИ КЕРУВАННЯ НАВАНТАЖЕННЯМ

Анотація

Актуальність дослідження зумовлено необхідністю підвищення надійності та гнучкості енергосистем із високою часткою відновлюваних джерел енергії (ВДЕ), зокрема вітрових електростанцій (ВЕС), робота яких характеризується високою варіативністю та похибками прогнозування. Нестабільність виробітку ВДЕ створює потребу в додаткових балансуючих потужностях і резервних технологіях, що підвищує вартість електроенергії та ускладнює досягнення цілей низьковуглецевого розвитку. У цих умовах особливого значення набуває дослідження ролі малих модульних реакторів (ММР) як джерела, здатного поєднувати базову генерацію та гнучке оперативне регулювання. Метою статті є формування науково-практичних засад інтеграції малих модульних реакторів у динамічні енергосистеми з високою часткою відновлюваних джерел енергії, зокрема вітрових електростанцій, з огляду на особливості прогнозування виробітку та керування навантаженнями. Методологія дослідження ґрунтується на системному аналізі технічних характеристик сучасних ММР, порівнянні їх маневрових можливостей із традиційними енергоблоками, використанні прогнозних моделей (dayahead, intraday, nowcasting) та методів сценарного планування. Використано узагальнення досвіду міжнародних енергетичних організацій, аналітику національних лабораторій, а також результати моделювання гібридних енергосистем із синхронізацією ММР та ВДЕ. Результати дослідження показали, що ММР здатні компенсувати короткострокові коливання виробітку ВЕС завдяки регулюванню потужності з градієнтом 2–5 % від номінальної на хвилину, зменшувати потребу у швидкодійних газотурбінних чи акумулюючих резервах, а також підвищувати коефіцієнт використання встановленої потужності енергосистеми на 10–15 %. Виявлено, що поєднання ММР із цифровими системами прогнозування та диспетчеризації забезпечує ефективну синхронізацію виробітку з добовими графіками попиту та скорочує потребу в аварійних резервах на 12–18 %. Висновки засвідчують, що ММР здатні забезпечити надійну роботу енергосистем із високою часткою ВДЕ, зменшити дисбаланс, скоротити обсяги «скидів» відновлюваної генерації та знизити системні витрати. Виявлено проблеми, пов’язані з фізичними обмеженнями маневрових режимів, похибками прогнозування, браком уніфікованих стандартів та відсутністю економічних стимулів для гнучкої експлуатації. Перспективи подальших досліджень пов’язані з оптимізацією паливного циклу ММР в умовах регулярних маневрів, розробленням ринкових механізмів винагороди за гнучкість, створенням єдиних стандартів експлуатації та моделюванням сценаріїв інтеграції ММР із ВДЕ в різних пропорціях для визначення їх ролі в майбутніх низьковуглецевих енергосистемах.