Підвищення ефективності електричних мереж за рахунок активного впливу споживачів на їх режими

Мигаль, Олександр Олександрович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7121
Title:	Підвищення ефективності електричних мереж за рахунок активного впливу споживачів на їх режими
Authors:	Самойлик, Олександр Васильович Мигаль, Олександр Олександрович
Keywords:	активний споживач;графік енергоспоживання;власна генерація;ефективність електричних мереж;інтелектуальні енергетичні системи;агенти-споживачі;теорія активних систем;поновлювальні джерела енергії
Issue Date:	Dec-2025
Abstract:	Метою роботи є підвищення ефективності електричних мереж за рахунок активного впливу споживачів на їх режими. Досліджено поняття «активного» споживача, його роль, функції та відмінності від традиційного споживача, сформовано класифікаційні ознаки та фактори, що впливають на його поведінку в енергосистемі з урахуванням специфіки української енергетики. Розроблено підхід до формування системи механізмів стимулювання активної поведінки споживачів та проведено моделювання радіальної розподільної мережі із застосуванням технологій впливу «активного» споживача. Визначено можливості оптимізації рівнів напруги на шинах споживачів за допомогою РПН на трансформаторах і запропоновано алгоритм роботи таких технологій у складнозамкнених мережах для підвищення ефективності функціонування електричних мереж.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7121
Appears in Collections:	141 Електрична інженерія (Електротехнічні системи електроспоживання)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
ВКРМ_Мигаль.pdf Restricted Access		1.3 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show full item record
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
Факультет  електронних  технологій, автотранспорту та машинобудування 
(назва факультету) 
Кафедра електротехнічних систем 
(повна назва кафедри) 
       
 «До захисту допущено» 
Завідувач кафедри ЕТС 
Валентин ТКАЧЕНКО 
______________________ 
«_____» __________2026 р. 
 
 
Кваліфікаційна робота 
на здобуття ступеня вищої освіти магістра 
 
на тему:  
«Підвищення ефективності електричних мереж за рахунок 
активного впливу споживачів на їх режими» 
 
 
 
Виконав: здобувач вищої освіти  2  курсу, групи мЕСЕ–44 
Спеціальності: 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» 
(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності) 
 
 
 
Мигаль Олександр Олександрович ____________ 
 (прізвище, ім’я, по-батькові здобувача вищої освіти ) (підпис) 
   
Науковий керівник к.т.н., доцент Олександр САМОЙЛИК ____________ 
(наук. ступінь, вчене звання  Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ) (підпис) 
   
Нормоконтроль к.т.н., доцент Костянтин КЛЮЧКА ____________ 
(наук. ступінь, вчене звання  Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ) (підпис) 
   
 
 
Засвідчую, що у цій кваліфікаційній роботі немає запозичень з праць інших авторів 
без відповідних посилань. 
Здобувач вищої освіти ______________ 
(підпис) 
 
 
Черкаси 2026 р.  
3 
 
РЕФЕРАТ 
 
Повний обсяг магістерської роботи складає 114 сторінок, 
10 ілюстрацій, 7 таблиць, список використаних джерел, що містить 
67 найменування на 10 сторінках. 
Метою роботи є  підвищення ефективності   електричних мереж за 
рахунок активного впливу споживачів на її режими. 
Для досягнення поставленої мети вирішуються наступні завдання: 
 - уточнити визначення «активного» споживача, визначити його завдання, 
роль і функції в енергосистемі, відмінності від традиційного розуміння 
споживача в енергосистемі, сформувати систему умов і вимог, необхідних 
для реалізації поведінки «активного» споживача в енергосистемі з 
урахуванням специфіки українською енергетики; виявити та систематизувати 
фактори, що впливають на зміну поведінки «активного» споживача, і 
сформувати класифікаційні ознаки «активних» споживачів з точки зору 
ступеня залученості споживачі; 
- доопрацювати  підхід до формування системи механізмів реалізації та 
стимулювання активної поведінки споживача. Провести моделювання 
радіальної розподільної мережі за допомогою технологій впливу «активного» 
споживача. Визначити можливості застосування у розгалужених мережах 
радіального характеру технології впливу «активного» споживача з 
врахуванням обмежень та вимог кожного окремого споживача  по режиму 
роботи конкретного устаткування, а також  оптимізації рівнів напруги на 
шинах споживачів за допомогою пристроїв РПН на власних 
трансформаторах. Запропонувати  алгоритм роботи технологій впливу 
«активного» споживача в складнозамкненій електричній мережі для  
підвищення ефективності   електричних мереж.   
Ключові слова: активний споживач, графік енергоспоживання, власна 
генерація, ефективність   електричних мереж,  інтелектуальні енергетичні 
 
4 
 
системи, агенти-споживачі, теорія активних систем, поновлювальні 
джерела енергії. 
ЗМІСТ 
 
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ,   
СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ……………………….…………………..…… 6 
ВСТУП………………………………………………………………… 7 
РОЗДІЛ 1  
ТЕОРЕТИЧНІ ТА МЕТОДИЧНІ ОСНОВИ КОНЦЕПЦІЇ  
«АКТИВНОГО» СПОЖИВАЧА В ЕНЕРГЕТИЦІ………….………..… 10 
 1.1  Аналіз специфіки умов участі споживачів в сучасному ринку  
електроенергії………………………………………………..…... 10 
 1.2 Теоретичні основи поведінки споживачів …………………… 21 
  1.2.1 Економічна теорія поведінки споживача……………..…... 22 
  1.2.2 Теорія управління соціально-економічними системами.... 23 
  1.2.2.1 Теорія активних систем 23 
  1.2.2.2 Теорія управління організаційними системами 34 
 1.3 Огляд існуючих підходів до моделювання поведінки  
споживачів в електроенергетиці……………………………….… 37 
  1.3.1 Типи споживачів в енергосистеми…………..……………. 37 
 Висновки до розділу 1 ……..……………………………………..…. 38 
РОЗДІЛ  2  
ОБҐРУНТУВАННЯ КОНЦЕПЦІЇ «АКТИВНОГО» СПОЖИВАЧА   
В ЕНЕРГЕТИЦІ…………………………………………………………. 40 
 2.1 Аналіз основних положень концепції «активного» споживача  
в інтелектуальної енергосистемі ………………………. 40 
 2.2 Обґрунтування стратегії «активного» споживача, що включає  
формування графіка енергоспоживання і режиму завантаження  
власної генерації……………….……….….. 49 
  2.2.1 Формування моделі прийняття рішень «активного»  
споживача…………………………………………………………. 52 
  2.2.2 Класифікації завдань з управління режимами  
енергоспоживання і власної генерації споживачів  …………. 58 
  2.2.3 Формування системи рішень задачі з управління  
режимами енергоспоживання і власної генерації споживачів.. 61 
  2.2.3.1 Завдання вибору режиму роботи власної генерації. 61 
 
5 
 
  2.2.3.2 Завдання вибору профілю навантаження  
споживача………………………………………………………. 64 
  2.2.3.3 Методика обгрунтування стратегії «активного»  
споживача, що включає формування графіка  
енергоспоживання і режиму завантаження власної генерації.. 66 
 Висновки до розділу 2……………………………………………….. 69 
РОЗДІЛ 3  
ОСНОВНІ ШЛЯХИ РЕАЛІЗАЦІЇ КОНЦЕПЦІЇ  «АКТИВНОГО»  
СПОЖИВАЧА  В ЕНЕРГЕТИЦІ ……….........................……………. 71 
 3.1 Розробка класифікації «активних» споживачів з точки зору  
ступеня залученості споживачів в ланцюжок створення цінності і  
рівня потенціалу участі в програмах управління  
попитом………………………………………………….…………… 71 
 3.2 Обґрунтування системи механізмів реалізації та  
стимулювання активної поведінки споживача……………….…... 77 
  3.2.1 Інтеграція власної генерації………………………..……… 77 
  3.2.2 Механізм стимулювання розвантаження…………...…….. 78 
  3.2.3 Механізм зустрічного планування……………...…………. 79 
  3.2.4 Механізми управління попитом…………………………. 80 
 3.3 Оцінка результативності реалізації концепції «активної»  
споживача………….…………………………………………………… 87 
 Висновки до розділу 3…………………………………………..…… 87 
РОЗДІЛ 4  
ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ   ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ ЗА 89 
РАХУНОК АКТИВНОГО ВПЛИВУ СПОЖИВАЧІВ НА ЇЇ РЕЖИМИ.. 
 4.1 Застосування «активного» споживача при вирішенні  
режимних задач…………………………………………………….. 89 
 4.2 Збереження стабільного рівня напруги в мережах за  
допомогою «активних» споживачів……………………………… 94 
 4.3 Алгоритм управління електроенергетичними системами із  
застосуванням технологій впливу «активного» споживача…….. 98 
 Висновки до розділу 4……………………………………………….. 102 
ВИСНОВКИ ПО РОБОТІ..……………………………………………... 103 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ………………………………….. 105 
 
 
6 
 
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ,  
СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ 
 
АЕ – активний елемент 
АС – активний споживач 
ГАЕС – гідроакумулююча електростанція 
ГЕС – гідроелектростанція 
ІЕС – інтелектуальна енергосистема 
ЛЕП – лінія електропередачі 
МГР – метод максимального гарантованого результату 
ПБЗ – перемикання без збудження 
ПНЛ – падіння напруги на лінії  
РПН – регулювання напруги під навантаженням  
ТАС – теорія активних систем 
ТЕС – теплова електростанція 
ТУОС – теорія управління організаційними системами 
 
 
  
 
  
 
 
 
7 
 
ВСТУП 
 
Актуальність роботи 
Зміна технологічного базису енергетики – формування 
інтелектуальних енергетичних систем призводить до децентралізації 
прийняття рішень, суттєвих змін в управлінні галуззю і правилах взаємодії на 
ринку. Новий технологічний базис створює умови для кардинальної зміни 
техніко-економічної поведінки відповідних агентів ринку з «пасивного» на 
«активну»: змінюються функції і роль агентів-споживачів послуг в 
енергосистемі, відбувається трансформація споживача від сторони, що 
приймає умови взаємодії, що диктуються енергосистемою, до ролі 
«замовника» послуг – активного споживача. Нові ролі проявляються в діях з 
управління попитом і в наданні додаткових системних послуг з регулювання 
навантаження, що наділяє споживача здатністю конкурувати з генерацією. 
Сучасні електричні мережі змінюються, модернізуються і 
вдосконалюються для підвищення надійності, ремонтопридатності і 
універсальності. У їх складі є, з одного боку, пасивні елементи передачі 
електроенергії, і з іншого – активно-адаптивні елементи. Останні дозволяють 
регулювати потоки електричної енергії в електричній мережі, змінюючи їх за 
величиною і напрямком. 
Активний споживач (АС) – це споживач, який реагує та впливає на 
ринок енергії через систематичні дії і реакції, що націлені на мінімізацію 
витрат і збільшення власного та колективного прибутку.  
Разом з тим теорія і методологія управління поведінкою споживача 
потребують суттєвого доопрацювання в умовах переходу до розвитку 
інтелектуальної електроенергетики, тому що новий технологічний базис 
істотно змінює можливості залучення споживача до активного впливу на 
ефективність електричних мереж. Саме тому дослідження можливого 
підвищення ефективності електричних мереж за рахунок активного впливу 
споживачів на її режими є актуальним завданням. 
 
8 
 
Об'єкт дослідження – електричні мережі з «активними» 
споживачами. 
Предметом дослідження є методи, способи та засоби  підвищення 
ефективності електричних мереж за рахунок активного впливу споживачів на 
її режими. 
Мета роботи є підвищення ефективності електричних мереж за 
рахунок активного впливу споживачів на її режими. 
Для досягнення мети в магістерській роботі вирішуються наступні 
завдання: 
• уточнити визначення «активного» споживача, визначити його 
завдання, роль і функції в енергосистемі, відмінності від традиційного 
розуміння споживача в енергосистемі, сформувати систему умов і вимог, 
необхідних для реалізації поведінки «активного» споживача в енергосистемі 
з урахуванням специфіки українською енергетики;  
• виявити та систематизувати фактори, що впливають на зміну 
поведінки «активного» споживача, і сформувати класифікаційні ознаки 
«активних» споживачів з точки зору ступеня їх залученості;  
• доопрацювати підхід до формування системи механізмів 
реалізації та стимулювання активної поведінки споживача;  
• провести моделювання радіальної розподільної мережі за 
допомогою технологій впливу «активного» споживача;  
• визначити можливості застосування у розгалужених мережах 
радіального характеру технології впливу «активного» споживача з 
врахуванням обмежень та вимог кожного окремого споживача по режиму 
роботи конкретного устаткування, а також оптимізації рівнів напруги на 
шинах споживачів за допомогою пристроїв РПН на власних 
трансформаторах;  
 
9 
 
• запропонувати алгоритм роботи технологій впливу «активного» 
споживача в складнозамкненій електричній мережі для підвищення 
ефективності електричних мереж. 
Методи дослідження 
Для вирішення поставлених завдань використовувалися методи теорії 
електричних кіл, математичного моделювання електричних кіл, інтерполяції 
та апроксимації даних. 
Елементи наукової новизни містяться у алгоритмі роботи технологій 
впливу «активного» споживача в електричній мережі радіальної конфігурації 
для вирішення задачі оптимального розподілу навантажень між  джерелами 
електроенергії при дотриманні  допустимого рівня відхилення напруги. 
Достовірність висновків і рекомендацій, викладених в роботі,  
підтверджується застосуванням апробованих методів математичного та 
імітаційного моделювання. 
 
 
 
10 
 
РОЗДІЛ 1 
ТЕОРЕТИЧНІ ТА МЕТОДИЧНІ ОСНОВИ КОНЦЕПЦІЇ 
«АКТИВНОГО» СПОЖИВАЧА В ЕНЕРГЕТИЦІ 
 
1.1 Аналіз специфіки умов участі споживачів в сучасному ринку 
електроенергії 
 
Однією з ключових тенденцій розвитку світової електроенергетики є 
перехід до інноваційного перетворення галузі на основі нової концепції Smart 
Grid [1]. За кордоном, у відповідності до цієї концепції електроенергетична 
система розглядається як повністю інтегрована, саморегулювальна і 
самовідновлювальна система, що має мережеву топологію та включає в себе 
як всі генеруючі джерела, магістральні та розподільні мережі, так і всі види 
споживачів електричної енергії, керовані єдиною мережею інформаційно-
керуючих пристроїв і систем в режимі реального часу. У рамках концепції 
Smart Grid різноманітність вимог усіх зацікавлених сторін зводиться до групи 
ключових вимог електроенергетики ХХІ століття, сформульованих як 
доступність, надійність, економічність, ефективність, екологічність і безпека 
[2]. 
Концепція інтелектуальної енергетики «Smartgrid» включає в себе такі 
елементи, як активне споживання, розосереджена генерація, інтелектуальне 
вимірювання, нові системи автоматизації та контролю, керування попитом 
[2]. Інтелектуальна мережа – це модернізована електрична мережа, що 
використовує інформаційно-комунікаційну систему для автоматичного 
збирання даних та реагування на таку інформацію як поведінка всіх 
учасників процесу виробництва-трансформації-передачі-споживання енергії з 
метою покращення ефективності, економічності та стійкості виробництва, 
розподілу та споживання електроенергії. 
 
11 
 
В англомовній літературі ширше використовується поняття «prosumer» 
– це такий споживач енергії, який є не тільки її пасивним покупцем, але й 
може деяким чином взаємодіяти з мережею енергопостачання, впливати на її 
стан та ціни на ринку, в основному через можливість самостійно генерувати 
та зберігати енергію. Існує декілька варіантів походження цього терміну. За 
однією з них цей термін походить від поєднання англійських слів «producer» 
– виробник та «consumer» – споживач [3], за іншою – поєднання слів 
«professional» – професіональний та «consumer» – споживач [4]. 
Активний споживач – це споживач, який реагує та впливає на ринок 
енергії через систематичні дії і реакції, які націлені на мінімізацію витрат і 
збільшення власного та колективного прибутку. Пристосування до миттєвих 
цін на ринку та можливість керувати навантаженням для стабілізації графіка 
добового споживання є одними з найважливіших стимулів до розвитку 
активних споживачів та формування мікромереж [5]. 
Критичним фактором перетворення звичайного споживача на 
активного є явні прибутки, що випливають з такого перетворення. Споживачі 
мають зрозуміти цінність нових технологій та захотіти змінити свою 
поведінку і платити за продукти та послуги, які нові учасники ринку можуть 
запропонувати в рамках інтелектуальних мереж. Вигода, яку отримують 
споживачі, не завжди може відображатися у грошовому еквіваленті. 
У взаємодії технологій інтелектуальних мереж, систем керування 
навантаженням, джерел розосередженої генерації активні споживачі можуть 
отримувати різного роду вигоди. Рівень активної участі споживачів і мета 
взаємодії з гравцями ринку залежать від різних персональних, поведінкових і 
контекстуальних характеристик споживачів. Серед найважливіших 
характеристик є: 
– бажання бути енергонезалежним; 
– гнучкість (можливість пристосування власного попиту на 
електроенергію та пропозиції виробленої енергії джерелами власної 
генерації). 
 
12 
 
Створення нового ринку енергії, орієнтованого на активного 
споживача, може принести суттєві прибутки як для кінцевих користувачів, 
так і для суспільства [6, 7, 8]: 
– зменшення споживачів в мережах,   що знаходяться далеко від 
генеруючих потужностей, як наслідок, зменшення втрат в мережах; 
– більш повне та прозоре інформування споживачів про стан 
споживання та плату за електроенергію; 
– прибуткова участь на ринку електроенергії через компанії, що 
займаються керуванням пото-ками енергії, отриманої від джерел 
розосередженої генерації та комплексів активних споживачів; 
– ефективніше споживання енергії; 
– заощадження електроенергії. 
Для забезпечення ефективнішої інтеграції розосередженої генерації та 
активних споживачів у мережу, переваги для споживачів та мережевої 
компанії мають бути очевидними та відповідати їхнім очікуванням. 
Споживачі отримують такі переваги: активна поведінка (тобто перехід 
від стратегії «звичайного» споживача до «активного») вплине на зменшення 
втрат енергії в мережах електропостачання, як через використання власної 
генерації, так і через використання систем керування навантаженням з метою 
його зміни в часі відповідно до поточних цін на електроенергію. Крім того, 
споживачі отримують можливість обирати постачальників енергії (власна 
генерація, віртуальна електростанція, традиційні генератори, мережа тощо), а 
також варіантів енергії («зелена» енергія, енергія від традиційних джерел, 
енергія підвищеної якості). 
Активні споживачі з чітким уявленням про свою участь, можливості у 
новому ринку та спроможність отримання прибутку, через використання всіх 
переваг активного споживача, стануть дієвим стимулом для перетворення 
сучасного суспільства на суспільство сталого розвитку [6, 7, 8]. 
 
13 
 
Крім економічних мотивів окремих споживачів та енергетичних 
компаній, на розвиток інтелектуальних мереж та активного споживання буде 
впливати низка інших факторів. До таких факторів можна віднести: 
– політичні події, що відбуваються в світі та мають прямий та 
непередбачуваний вплив на ситуацію на ринку; 
– поведінку учасників ринку; 
– пасивні та активні будинки; 
– відношення ціна / продуктивність для місцевого виробництва. 
Лібералізація ринків електричної енергії, формування конкурентного 
оптового ринку електроенергії, а потім і розвиток конкуренції на 
роздрібному ринку ставить завдання по формуванню кривої попиту і в 
підсумку економічно обґрунтованої ціни електроенергії шляхом підвищення 
активності споживачів [9,10]. 
Слід зазначити, що в даний час споживач на ринку електричної енергії 
вкрай обмежений у своїх діях в частині вибору умов споживання електричної 
енергії: якщо споживач підключений до єдиної енергосистеми – він 
зобов'язаний оплачувати утримання резервних потужностей, інвестиційні 
проекти, як традиційної генерації, так і відновлюваних джерел енергії, 
мережевих компаній тощо [11]. Зазначена особливість обмеженості вибору 
споживача на ринку пояснюється специфічними рисами ринку електричної 
енергії: 
1. Технологічня єдність і збіг у часі процесів генерації, передачі, 
розподілу та споживання енергії. 
2. Неможливість в великих обсягах економічним чином  акумулювати 
електричну енергію. 
3. Одночасність протікання процесів виробництва, передачі та 
споживання енергії і неможливість складування електричної енергії викликає 
жорстку залежність режиму і обсягу виробництва енергії від режиму та 
обсягу її споживання. 
 
14 
 
4. Паралельна робота всіх електростанцій енергосистеми на суміщений 
графік навантаження енергосистеми. 
5. Забезпечення надійного енергопостачання споживачів при 
неможливості зберігання  енергії і необхідності відповідності режима 
виробництва режиму споживання енергії вимагає створення в 
електроенергетиці резервних генеруючих потужностей (а не запасів готової 
продукції, як в інших галузях), резервних ліній електропередачі (ЛЕП), 
створення запасів води у водосховищах гідроелектростанцій (ГЕС) та 
гідроакумулюючих електростанцій (ГАЕС) і запасів палива на теплових 
електростанціях (ТЕС). 
6. Динамічність енергетичних процесів, що виявляється у високій 
швидкості їх протікання і в зміні навантаження і потужності генерації в часі, 
викликає нагальну потребу автоматизації управління технологічними 
процесами в електроенергетиці і синхронне управління всіма об'єктами 
енергосистеми. 
Перераховані вище вимоги з боку генерації, мережевих компаній і 
держави за змістом резервних потужностей, оплаті дорогих і не завжди 
обґрунтованих інвестиційних програм призводять до щорічного зростання 
цінового навантаження на споживача, що вкрай загострює невдоволення 
споживачів відсутністю можливості вибирати умови споживання електричної 
енергії. Вже зараз великі промислові споживачі (в першу чергу – нафтові 
компанії, алюмінієві заводи) шукають можливості відмовитися або знизити 
споживання від єдиної енергосистеми. У свою чергу догляд великих 
споживачів з енергосистеми сприятиме прискореній ескалації цін на 
електричну енергію для інших споживачів. 
Концепція інтелектуальної енергетики 
Останні десятиліття за кордоном характеризуються бурхливим 
розвитком технологій, економіки і суспільства, в яких відбуваються 
кардинальні зміни, що впливають, в тому числі, і на діяльність енергетичної 
галузі, серед яких можна виділити [12-15]: 
 
15 
 
1) Розвиток технологій: 
– поява нових пристроїв таких як, накопичувачі електроенергії, 
вимірювальні пристрої та прилади, електромобілі, технології передачі 
електроенергії, надпровідники; 
– розвиток технологій і підвищення доступності малої генерації (в тому 
числі нетрадиційної енергетики), розвиток власної генерації у споживачів; 
– розвиток інформаційних технологій: поява «інтелектуальних» систем 
управління (спостерігають стан елементів системи в режимі реального часу і 
приймають рішення на основі зібраних параметрах про конфігурацію роботи 
системи); 
2) Зміна вимог і можливостей споживачів: розвиток технологій 
накопичення електроенергії, бажання самостійно визначати умови та порядок 
взаємодії з енергосистемою; 
3) Зниження надійності енергопостачання в силу високого ступеня 
зносу обладнання, як генеруючих об'єктів, так і в мережевому комплексі. 
Існують два можливих шляхи подальшого розвитку і вирішення 
перерахованих проблем: 
– екстенсивний шлях розвитку, який передбачає вирішення проблем 
традиційним способом: нарощування нових потужностей і об'єктів, 
модернізація обладнання з використанням існуючих технологій. 
Даний варіант розвитку призведе до подальшого зростання цін на 
електроенергію, технічного відставання від інших країн (оскільки не 
ставиться завдання розвиток та інтеграція нових технологій), і, як наслідок, 
до зниження конкурентоспроможності країни. 
– інтенсивний шлях розвитку, який передбачає розвиток і інтеграцію 
перерахованих технологій в електроенергетику, розвиток «інтелектуального» 
управління, мотивацію активної поведінки споживача, реалізацію 
можливості інтеграції розподіленої генерації [2, 3, 6, 16]. 
Для вирішення перерахованих проблем і з метою розвитку та інтеграції 
найсучасніших технологій в електроенергетику ряд зарубіжних країн (в 
 
16 
 
першу чергу США і країни Європейського Союзу), а також Україна 
прийняли рішення про перехід до інноваційного перетворення галузі на 
основі нової концепції, що отримала назву Smart Grid [5, 6, 14, 15]. 
В основу концепції Smart Grid покладено такі ключові принципи: 
розвиток і інтеграція інтелектуальних технологій в електроенергетику, 
інтеграція в енергосистему розподіленої генерації, розвиток 
«інтелектуального» управління енергосистемою, розробка і впровадження в 
управління електричною мережею інформаційних технологій нового 
покоління, мотивація активної поведінки споживача (табл. 1.1) [5, 6, 14, 15, 
19, 17, 18, 16].  
Перехід до нової парадигми інноваційного розвитку галузі на базі 
концепції Smart Grid означає зміну технологічного укладу, а значить, 
розвиток галузі найближчі кілька десятиліть буде проходити відповідно до 
етапів, характеристика яких представлена представлено у табл. 1.1. На базі 
зазначених етапів розвитку сформована дорожня карта реалізації концепції 
інтелектуальної енергетики.  
В даний час Україна знаходиться на 1 етапі – етапі формування 
концепції розвитку галузі. Однак потрібно більш ретельна методологічна 
опрацювання окремих положень, в число яких входять і питання 
«активізації» споживача. 
У міжнародній практиці під концепцією інтелектуальної енергетичної 
системи (Smart Grid) (далі – ІЕС) розуміється система поглядів на 
електроенергетику, яка відображає: 
– ключові вимоги до енергетичної системи; 
– характеристики енергетичної системи, що дозволяють реалізувати 
зазначені вимоги; 
– основні елементи базису для реалізації зазначених вимог. 
 
 
 
 
17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
В рамках концепції Smart Grid, що розвивається за кордоном, 
різноманітність вимог зводиться до групи ключових вимог (цінностей) нової 
електроенергетики, сформульованих як: доступність, надійність, 
економічність, ефективність, екологічність і безпеку. 
Ключові вимоги, які пред'являються до енергетичної системи і 
відображають думку всіх зацікавлених сторін (держави, споживачів, 
регуляторів, енергетичних компаній, компаній, збутових і комунальних 
організацій, власників, виробників обладнання та ін.), розрізняються для 
різних країн. Серед основних в даний час виділяються: доступність 
електроенергії для споживачів, надійність енергопостачання, ефективність 
використання ресурсів і технологій, економічність (оптимізація тарифів для 
споживача), гнучкість (в частині реакції на зміни вимог споживачів), 
екологічність (зниження негативного впливу на навколишнє середовище), 
безпеку, клієнтоорієнтованість. 
Таким чином, одним з базових підходів концепції Smart Grid, 
необхідних для реалізації ключових цінностей зазначеної концепції, є 
клієнтоорієнтованість, яка полягає в тому, що споживач купує властивість 
активного учасника ринку електроенергії і самостійно формує вимоги до 
обсягу одержуваної електроенергії, якості та характеру її споживчих 
властивостей і енергетичних послуг [6, 14, 15, 19, 17, 18, 16].   
Слід зазначити, що питання орієнтації на клієнта набули актуальності в 
80-х рр. ХХ століття в період формування і становлення теорії маркетингу 
взаємовідносин. На першому етапі виникла концепція управління 
ланцюжком поставок (supply-chain management – DCM) [20], моделі 
ланцюжка створення цінності [21] і використання зазначених концепцій в 
логістиці. Зазначені моделі базуються, в першу чергу, на економії витрат. 
Активізація» споживача в галузі через його включення в процес створення 
цінності на основі системи методів і механізмів Demand Chain Management 
трансформувалася в галузеву систему механізмів «активізації» споживачів – 
 
20 
 
Demand Side Management, яка представляє собою набір заходів, спрямованих 
на зміну поведінки споживачів, спрямованих на [22] : 
– підвищення енергоефективності (загальне зниження рівня 
споживання);  
– управління попитом (вирівнювання графіка навантаження шляхом 
згладжування піків, зміщення навантаження в області нижчого споживання, 
стимулювання попиту в провалах графіка енергосистеми); 
– створення конкуренції на роздрібних ринках електроенергії, в тому 
числі за рахунок формування локальних систем енергопостачання 
(наприклад, на рівні міст), що включають в себе горизонтальний рівень 
взаємодії між споживачами. 
В даний час вказана властивість «активного» учасника ринку 
електроенергії для споживача в конструкції  украінського ринку 
електроенергії може бути реалізовано обмежено, що обумовлено, в першу 
чергу, технологічними особливостями, як самої енергосистеми, так і 
споживача, а також сформованою системою організаційно- економічних 
відносин на ринку. 
Зміна економічної поведінки агентів-споживачів з «пасивного» на 
«активну» змінює їх функції та роль в енергосистемі через появу нових 
можливостей: дії з управління попитом і надання додаткових системних 
послуг з регулювання навантаження, що наділяє споживача здатністю 
конкурувати з генерацією. Інтеграція такого споживача в систему 
організаційно-економічних відносин на ринках електроенергії вимагає 
проведення додаткових досліджень в частині методологічного забезпечення 
процесу його активізації. Рішення даної проблеми вимагає розробки 
концепції «активного» споживача, для чого, в свою чергу, потрібно вивчення 
теоретичних основ споживчої поведінки. При цьому оскільки прийняті 
агентами-споживачами рішення спираються на ціни на електричну енергію 
та витрати на енергопостачання – в рамках теоретичних основ слід 
розглядати тільки економічну поведінку споживачів. 
 
21 
 
Крім того, зміна ролі агентів-споживачів електроенергії в їх відношенні 
з енергосистемою визначає необхідність адаптації споживачів до 
особливостей ринку електроенергії, яка стає можливою при створенні 
математичних моделей, що відображають економічні інтереси споживачів, 
що вимагає більш детального вивчення досліджень з математичного 
представлення інтересів споживачів. 
 
1.2 Теоретичні основи поведінки споживачів 
 
Споживачі є основним об'єктом вивчення в магістерському 
дослідженні та розглядаються як агенти, які вибирають перелік, обсяг і якість 
споживаних товарів і послуг. Для розробки методів і механізмів реалізації 
концепції активного споживача в енергетиці необхідно розглянути різні 
підходи до моделей опису поведінки споживачів, характеристики їх 
інтересів. 
Поведінка споживачів вивчається різними науками виходячи з 
вирішення різних завдань: в класичній економічній теорії – з точки зору 
вибору споживачами найкращого товарного набору згідно з його корисності і 
відповідно до наявних бюджетними обмеженнями, в маркетингу – з точки 
зору здатності задовольняти потреби споживача, в теорії управління – з 
точки зору впливу (тобто вибору механізму управління) на споживача, який 
розглядається як керована активна система (що означає наявність у нього з 
власних інтересів і переваг: самостійний (вільне володіння) вибір дій і 
спотворення інформації), в поведінкової економіки – з точки зору впливу 
соціальних і психологічних чинників на економічну поведінку споживачів. 
Оскільки в рамках магістерського  дослідження проводиться аналіз 
економічної поведінки споживачів, психологічні та соціальні фактори не 
розглядаються. Тобто інтерес представляють тільки економічна теорія 
поведінки споживачів і теорія управління. 
 
 
22 
 
1.2.1 Економічна теорія поведінки споживача 
Мікроекономічні основи споживчої поведінки базуються на принципі 
максимізації корисності. 
Термін «корисність» (здатність товару / блага задовольняти потребу) 
був введений англійським філософом І. Бентамом [23]. Він вважав, що в 
своїй поведінці люди спираються на принцип, що полягає в прагненні 
уникнути страждань і збільшувати задоволення. При цьому кожна людина 
керується своїми особистими смаками та уподобаннями, тобто корисність 
носить суб'єктивний, особистісний характер. 
Максимізація корисності передбачає здатність споживача 
порівнювати, порівнювати корисності різних благ і їх наборів. Зазначений 
принцип передбачає, що: 
– споживачі знають свої переваги і ранжирують їх; 
– ранжування переваг може бути представлено деякою функцією 
корисності; 
– поведінка споживача є раціональним, і він завжди буде вибирати 
найкращий набір благ з множинаі допустимих альтернатив. 
Споживчий вибір – це вибір, який максимізує функцію корисності 
раціонального споживача в умовах обмеженості ресурсів  
У 30-х роках ХХ століття ця теорія набула завершену форму завдяки 
роботам Р. Аллена і Дж. Хікса [24]. 
Теорія, заснована на перевагах, стала загальноприйнятою і найбільш 
поширеною. 
Таким чином, ключовим положенням теорії корисності є те, що 
споживач здійснює свій вибір виходячи з максимізації корисності. 
 
 
23 
 
1.2.2 Теорія управління соціально-економічними системами 
1.2.2.1 Теорія активних систем 
Теорія активних систем (далі – ТАС), що зародилася в 1960-і рр. – 
галузь кібернетики, розділ теорії управління соціально економічними 
системами, що займається вивченням властивостей механізмів 
функціонування активних систем. Відмінною особливістю зазначених систем 
є прояв учасниками системи властивостей активності, що полягають в 
наявності власних інтересів і переваг, самостійному (вільному) виборі дій і 
використанні інформації. Таким чином, предметом ТАС є врахування 
властивості активності при вирішенні завдання управління на базі 
системного підходу при застосуванні методів і використанні операцій і теорії 
ігор. 
Центральне місце в ТАС займає модель, яка реалізує ідею активної 
поведінки в соціальних, економічних і людино- машинних системах. 
Основним методом дослідження зазначеної теорії є математичне (теоретико-
ігрове) і імітаційне моделювання [25]. 
Модель активної системи 
У загальному випадку задача управління будь-якої, як активної, так і 
пасивною системою, описується наступним чином: 
1. y  – змінна, що характеризує стан системи; 
2. yA , де A – допустима множина; 
3. Для стану системи в поточний момент часу характерна залежність 
від дій, що управляють , причому  : 
 
y =G() , 
 
де   – множина допустимих керуючих впливів; 
G:→A  – модель керованої системи; 
 
24 
 
4. Функціонал (;y)  на множині A  визначає ефективність 
функціонування суб'єкта з точки зору керуючого суб'єкта; 
5. Ефективність управління характеризується змінною 
K () = (, G ()) . 
6. Завдання для керуючого органу полягає у виборі з допустимої 
множини такого управління, яке максимізує його ефективність при відомій 
реакції системи на керуючий вплив 
 
K()→max                                             (1.1) 

 
Відмінності в управлінні активними і пасивними системами 
полягають в наступному: 
– для пасивних систем (наприклад, суб'єкти системи являють собою 
технічні засоби) залежність об'єкта управління від керуючого впливу y 
y =G()  є моделлю функціонування системи. Тобто для будь-пасивної 
системи з точки зору управління характерний детермінізм: відсутність у 
об'єкта управління свободи вибору свого стану, власних цілей, можливості 
прогнозувати поведінку керуючого суб'єкта. 
– для активних систем (в яких суб'єкти системи або хоча б один суб'єкт 
набувають властивість активності: наявність власних інтересів і переваг, 
свободу вибору тощо) з'являється нова вимога до моделі системи G() : 
врахування прояви активності у об'єктів управління. Зазначені прояви 
характеризуються наступним: об'єкти управління прагнуть до вибору таких 
своїх станів (стратегій поведінки), є найкращими з точки зору переваг при 
заданих або прогнозованих значеннях керуючих впливів, а керуючі впливи, в 
свою чергу, залежать від станів керованих суб'єктів. 
 
25 
 
Тому при наявності у керуючого суб'єкта моделі активної системи 
завдання управління полягає в формуванні оптимального управління 
* =(y) , :A→ : тобто виборі допустимого управління * , що 
максимізує його ефективність 
 
2
*Arg max K() = , K()  K ()   (1.2) 

 
Модель активної системи задається наступними параметрами: 
1. Склад – сукупність учасників: суб'єктів і об'єктів, які є елементами 
активної системи; 
2. Структура – сукупність зв'язків між учасниками активної системи 
(в тому числі інформаційних, керуючих та ін.); 
3. Число періодів функціонування – наявність / відсутність динаміки 
при виборі стратегій учасниками активної системи протягом аналізованого 
періоду часу. (Одноразовий або багаторазовий вибір); 
4. Цільові функції учасників активної системи – функції, що 
відображають інтереси (функції корисності, виграшу, переваги) або переваги 
(бінарні, нечіткі, метрізованние та ін). Передбачається, що учасники системи 
не утворюють коаліції, тоді під їх раціональним поведінкою розуміється 
вибір станів (стратегій), максимізує їх цільові функції. 
5. Допустимі множини станів (стратегій) учасників активної системи 
– стану (стратегії), враховують індивідуальні і загальні обмеження, 
накладаються зовнішніми (довкілля) та внутрішніми (що застосовуються 
технології) факторами. 
6. Порядок функціонування – послідовність, з якою учасники 
активної системи отримують інформацію і формують стратегію поведінки. 
 
26 
 
7. Інформованість учасників – інформація про істотні зовнішні і 
внутрішніх по відношенню до системи параметрах, якою володіють учасники 
при виборі стратегії поведінки. 
Представлені параметри формують механізм функціонування 
активної системи (в широкому сенсі) – сукупність законів, правил і процедур 
взаємодії учасників системи. Механізм управління (у вузькому сенсі) являє 
собою сукупність правил прийняття рішень учасниками активної системи 
при заданих її склад, структуру тощо. 
При складанні базової моделі розглядається активна система, що 
складається з одного керуючого суб'єкта (центру) і n керованих суб'єктів 
(активних елементів) [25]. Вже згадана система є детермінованою, оскільки її 
учасники функціонують в умовах повної інформованості. Структура такої 
активної системи представлена на рис. 1.1. 
 
 
 
Рис. 1.1 Структура дворівневої активної системи віялового  типу 
 
 
27 
 
Вже згадана модель є базовою, оскільки з одного боку з точки зору 
структури і опису (дослідження) вона є найпростішою, оскільки в ній не 
враховуються складні фактори, такі як динаміка, відсутність або 
невизначеність інформації (зазначені фактори враховуються в розширеннях 
базової моделі), а з іншого – з її використанням можна виявити основні 
закономірності управління активними системами, щоб потім 
використовувати їх при переході до аналізу більш складних систем. 
Для конкретизації постановки задачі управління в активній системі 
необхідно сформувати переваги і моделі поведінки її учасників. 
Уподобання учасників активної системи.  
При формуванні переваг активних елементів (АЕ) і керуючого суб'єкта 
(центру) розглядається наступна модель взаємодії активного елементу з 
обстановкою (в яку можуть входити інші активні елементи, що управляють 
суб'єкти та інші об'єкти і суб'єкти): 
– активний елемент має можливість вибирати дії y (стратегії, стану і 
т.д.), причому yA , де A – допустиме множина дій; 
– у результаті вибору дії A виходить результат діяльності активного 
елементу Z, де Z – множина допустимих результатів діяльності; 
– в силу впливу обстановки (зовнішнього середовища, дій інших 
активних елементів тощо) можливо розбіжність дії активного елементу і 
результату його діяльності. 
У ТАС передбачається, що активний елемент може порівнювати різні 
результати діяльності, тобто має переваги. 
Здійснюючи вибір своєї дії, активний елемент ґрунтується на своїх 
перевагах, а також на вплив обраної дії на результат діяльності, тобто на 
деякому законі зміни результату діяльності. Вибір активного елементу 
здійснюється в 
Відповідно до правила індивідуального раціонального вибору, 
формує множина найбільш бажаних з точки зору активного елементу дій. 
 
28 
 
При визначенні способів завдання переваг активного елемента і 
правил індивідуального раціонального вибору передбачається, що кожній дії 
yA  відповідає єдиний результат діяльності, тобто закон зміни результату 
діяльності носить детермінований характер. 
Уподобання елементів можуть задаватися різними способами: 
– функцією корисності; 
Кожному результату діяльності відповідає певна цінність або 
корисність, виражена дійсним числом. Для керуючого суб'єкта (центру) 
також існує функція корисності, що дозволяє порівнювати перевагу різних 
дій і управлінь 
– цільовою функцією; 
Уподобання елементів задаються на множині їх дій. 
Функція відображає «корисність» дії активного елементу, а не 
результату діяльності. 
– бінарними відносинами; 
– нечіткими відносинами. 
Раціональним вважається вибір активним елементом дій, максимізує 
його цільову функцію і (в детермінованому випадку) призводять до 
результатів діяльності, які мають максимальну корисність. 
Моделі поведінки учасників 
Крім визначення активних елементів, і раціонального індивідуального 
вибору окремо, необхідно сформувати модель поведінки кількох активних 
елементів з урахуванням можливості їх взаємодії. При створенні таких 
моделей застосовується теорія ігор. Індивідуальна раціональна поведінка 
учасника передбачає, що активний елемент вибирає свої дії виходячи з 
необхідності максимізувати значення своєї цільової функції. Однак якщо в 
системі учасниками є кілька елементів, то вони можуть взаємно впливати 
один на одного – виникає гра [26].  
 
29 
 
Гра – будь-яка взаємодія гравців (учасників деякої системи), в якому 
корисність (виграш, значення цільової функції тощо) кожного гравця 
залежить як від його власного дії (стратегії), так і від дій інших гравців. 
Кожен гравець прагне до вибору стратегії, максимізує свою цільову функцію 
(гіпотеза раціональної поведінки). При наявності декількох гравців 
індивідуальна раціональна стратегія залежить від стратегій інших гравців. 
Рішення гри (рівновага) – набір таких раціональних стратегій. 
У теорії ігор існують такі основні концепції рівноваги: 
1. Максиміна рівновага 
Активний елемент при виборі стратегії виходить з припущення, що в 
результаті гри реалізується найгірша для нього обстановка і прагне 
максимізувати гарантоване значення цільової функції. 
2. Рівновага Неша 
Вектор стратегій називається рівновагою Неша якщо зміна своєї 
стратегії не вигідно жодному з гравців за умови, що інші не змінюють своїх 
стратегій. Слід зазначити, що рівновага Неша передбачає відсутність 
коаліцій гравців ( безкоаліційні гри). 
3. Рівновага в домінантних стратегіях. 
Домінантна стратегія кожного елемента не залежить від зовнішньої 
обстановки (включаючи поведінку / стратегії інших гравців). Зазначений вид 
рівноваги існує не у всіх іграх. 
4. Парето-оптимальні ситуації. 
Вектор стратегій називається парето-оптимальним, якщо не існує 
інший ситуації, в якій всі гравці виграють не менше і хоча б один гравець 
виграє строго більше. 
Таким чином, раціональною колективною поведінкою вважається 
вибір гравцями рівноважних стратегій (при дотриманні принципу 
індивідуального раціонального вибору). 
 
30 
 
Загальна постановка задачі управління активними системами. 
1. Активні елементи визначають вектор стратегій y = (y1, ,yn )A , 
незалежно вибираючи його компоненти. 
2. Цільова функція i-го активного елемента fi (y,)  i задає його 
переваги на множині Ax . 
3. Множина рішень гри активного елементу P()  – множина 
рівноважних стратегій активного елементу при заданому управлінні  . 
при одноелементної структурі активної системи P()  – множина точок 
максимуму цільової функції. При багатоелементної – множина рівноваг. 
Множина рішень гри відображає припущення центру (дослідника 
операцій) про поведінку керованих суб'єктів (активних елементів) при 
заданому управлінні. 
4. Інтереси активної системи в цілому індентіфікуются з інтересами 
керуючого суб'єкта-центру, на позиції якого знаходиться дослідник 
здійснюваних операцій. 
5. Дослідник операцій формулює передбачувані стратегії активних 
елементів з множини рішень гри. Існують два «граничних» підходу: 
– метод максимального гарантованого результату (МГР): центр 
передбачає найгірший для нього вибір активних елементів; 
– гіпотеза доброзичливості: центр передбачає найкращий для нього 
вибір активних елементів 
6. Завдання управління активною системою полягає в пошуку: 
– допустимого управління * , що максимізує цільову функцію центру: 
 
*Arg max max(, y)     (1.3) 
 yP()
 
тобто має максимальну ефективність: 
 
 
31 
 
K() =max(, y) ;     (1.4) 
yP()
 
– або управління *
g , що має максимальну гарантовану ефективність 
 
K() =min(, y) .     (1.5) 
yP()
 
Слід зазначити, що центр в розглянутій задачі володіє правилом 
першого ходу і призначає свою стратегію, яка залежить від стратегій 
активних елементів = (y) . Залежність  (y)  називається механізмом 
управління у вузькому сенсі. 
Крім того, розглядається два окремих випадки завдання управління: 
– завдання стимулювання: центру необхідно вибрати механізм 
стимулювання (y) , що ставить у відповідність діям активного елементу 
величини винагороди, одержувані від керуючого суб'єкта, який має 
максимальну ефективність. Досліджуються вплив параметрів активної 
системи і обмеження механізму стимулювання на рішень гри – множина 
реалізованих дій. 
– завдання планування: вибір центром множини можливих 
повідомлень активного елементу і механізму планування, що ставить у 
відповідність повідомленнями елементів центру про невідомих йому 
істотних параметрах системи призначається АЕ вектор планів. Крім 
ефективності досліджується наскільки вигідно активному елементу (з точки 
зору функції переваги) повідомляти центру достовірної інформації. 
Класифікація задач управління активними системами представлена в 
таблиці 1.2. 
 
32 
 
Таблиця 1.2  
Підстави (основи) і значення ознак системи класифікацій 
Класифікаційна ознака Види 
Склад активної системи • одноелементні активні системи; 
• багатоелементні активні системи 
Структура активної системи:  
– число рівнів ієрархії: • двууровневі; 
 • три рівневі; 
• тощо; 
– підпорядкованість активних • з унітарною контролем (кожен активний 
елементів: елемент підпорядкований тільки одному центру); 
 • з розподіленим контролем (активний 
елемент може бути підпорядкований одночасно 
декількох центрам); 
– взаємозалежність показників • незалежні активні елементи; 
діяльності, витрат і індивідуальних • слабо пов'язані активні елементи; 
управлінь активних елементів • сильно пов'язані активні елементи 
Порядок функціонування • стандартний; 
• нестандартний 
Число періодів функціонування • статичні (одноразовий вибір стратегії); 
 • динамічні: 
• з далекоглядними і недалекоглядними 
активними елементами; 
• адаптивні і неадаптивні активні системи. 
Цільові функції (переваги учасників • завдання стимулювання; 
активної системи) • завдання планування 
• тощо 
Допустимі множини • незалежні або взаємозалежні множини 
можливих виборів (станів) учасників; 
• зі скалярними і векторними вподобаннями. 
Інформованість учасників: • із симетричною (однаковою) і 
 інформованістю; 
– відмінність в інформованості • з асиметричною поінформованістю 
активних елементів і центру: 
– повнота інформації: • детерміновані; 
 • недетерміновані; 
– тип невизначеності • внутрішня (щодо параметрів 
найактивнішою системи): щодо цільових 
функцій, допустимих множин або і того і іншого; 
• зовнішня (щодо параметрів зовнішніх по 
відношенню до активної системі): щодо 
параметрів навколишнього середовища; 
• змішана невизначеність (для частини 
учасників АС – внутрішня, для інших – 
зовнішня; або обох типів) 
 
33 
 
 
– вид невизначеності: • интервальная (учаснику активної системи 
відомо безліч можливих значень невизначеного 
параметра); 
• імовірнісна (відомий розподіл 
ймовірностей); 
• нечітка (відома функція приналежності); 
• змішана (всі можливі комбінації 
перерахованих видів невизначеності для різних 
учасників) 
– принципи поведінки учасників • використання максимального 
активної системи (методи усунення гарантованого результату; 
невизначеності і принципи • використання очікуваних корисностей; 
раціональної поведінки): • використання максимально 
недомініруемих альтернатив, 
• використання повідомлення інформації; 
• вибір структури системи  
• тощо. 
 
Відповідно до наведеної системою класифікацій розглянута вище 
базова модель активної системи є [25 - 27]: багатоелементної з непов'язаними 
АЕ, дворівневої з унітарною контролем, статичної, зі стандартним порядком 
функціонування, скалярними уподобаннями АЕ, детермінованою із 
симетричною інформованістю учасників активною системою. 
Аналогічним чином в рамках системи класифікацій описується будь-
яке розширення базової моделі. 
Більш детально в ТАС розглядаються [25 - 27]: 
– механізми стимулювання; 
– в детермінованих активних системах; 
– в активних системах з ймовірнісної невизначеністю; 
– в активних системах з нечіткою невизначеністю; 
– в динамічних активних системах; 
– механізми функціонування активних систем з повідомленням 
інформації. 
Результатом розвитку ТАС є розробка організаційних механізмів, 
моделей і методів та застосування їх при вирішенні широкого кола завдань 
управління в економіці [25 - 27]. 
 
34 
 
1.2.2.2 Теорія управління організаційними системами 
Теорія управління організаційними системами (далі – ТУОС) являє 
собою не тільки розвиток ТАС, а й інтеграцію таких напрямків досліджень, 
як теорія ієрархічних ігор, Mechanism Design (що включає теорію агентських 
відносин, теорію контрактів) [27, 28]. На відміну від ТАС, що є теорією 
моделі активної поведінки, ТУОС є скоріше теорією предмета активної 
поведінки, оскільки включає в себе як моделі і методи дослідження операцій, 
дискретної математики та інше, так і власні напрацювання в сфері 
управлінського консультування, прикладних результатів економіки, 
психології, менеджменту. Ключовим завданням ТУОС є розробка 
ефективних механізмів організаційного управління, як враховують в явному 
вигляді, так і ігнорують цілеспрямованість керованих суб'єктів. 
Об'єктом досліджень ТУОС є організаційні системи, предметом 
досліджень – механізми управління, а основним методом дослідження – 
математичне моделювання [28]. 
Положення ТАС щодо опису базової моделі активної системи, 
класифікаційних ознак розширених моделей в ТУОС залишаються 
незмінними. На описаної вище базі більш поглиблено розглядаються різні 
методи моделювання, механізми управління і завдання управління (табл. 1.3) 
[26, 29, 30].   
Відповідно до наведеної системи класифікацій розглянута вище 
базова модель активної системи є: багатоелементної з непов'язаними АЕ, 
дворівневої з унітарним контролем, статичною, зі стандартним порядком 
функціонування, скалярними уподобаннями АЕ, детермінованою із 
симетричною інформованістю учасників активною системою. 
Аналогічним чином в рамках системи класифікацій описується будь-
яке розширення базової моделі. 
Більш детально в ТАС розглядаються: 
– механізми стимулювання: 
– в детермінованих активних системах; 
 
35 
 
– в активних системах з ймовірнісної невизначеністю; 
– в активних системах з нечіткою невизначеністю; 
– в динамічних активних системах. 
– механізми функціонування активних систем з повідомленням 
інформації [23, 27-30]. 
Результатом розвитку ТАС є розробка організаційних механізмів, 
моделей і методів та застосування їх при вирішенні широкого кола завдань 
управління в економіці (таблиця 1.3). 
Таблиця 1.3 
Класифікація механізмів управління організаційними системами 
Класифікаційна ознака Види 
Метод моделювання • Оптимізаційні механізми управління на базі: 
– теорії ймовірностей: в тому числі теорія надійності, 
теорія масового обслуговування, теорія статистичних 
рішень; 
– теорії оптимізації: лінійне і нелінійне (а також 
стохастичне, програмування; 
– диференціальних рівнянь; 
– оптимального управління; 
– дискретної математики: в основному теорія графів 
(транспортна задача, задача про призначення, вибір 
найкоротшого шляху, календарно-мережне планування і 
управління, завдання про розміщення, 
– розподіл ресурсів на мережах і т.п.). 
• Механізми, що грунтуються на теоретико-ігрових 
моделях, що використовують апарат: 
– некооперативної ігор; 
– кооперативних ігор; 
– повторюваних ігор; 
– ієрархічних ігор; 
– рефлексивних ігор 
Функції управління • Процесне управління: 
 – планування; 
– організація; 
– мотивація; 
– контроль; 
• Проектне управління: 
– концепція 
– розробка реалізація; 
– реалізація; 
– завершення. 
• Управління діяльністю: 
– управління цілями; 
– управління технологією; 
 
36 
 
– управління мотивацією; 
– управління результатами. 
Завдання управління: • Механізми розподілу ресурсу 
– планування • Механізми активної експертизи 
– організація • Механізми внутрішніх цін 
– стимулювання • Конкурсні механізми 
– контроль • Механізми обміну 
• Механізми змішаного фінансування 
• противитратної механізми 
• Механізми «витрати – ефект» 
• Механізми самоокупності 
• Механізми страхування 
• Механізми оптимізації виробничого циклу 
• Механізми стимулювання за індивідуальні 
результати 
• Механізми стимулювання за результати 
колективної діяльності 
• Механізми уніфікованого стимулювання 
• Механізми «бригадної» оплати праці 
• Механізми стимулювання в матричних структурах 
управління 
• Механізми комплексного оцінювання 
• Механізми згоди 
• Багатоканальні механізми 
• Механізми додаткових угод 
Масштаб реальних • Країна 
систем • Регіон 
 • Підприємство 
• Структурний підрозділ підприємства 
• Первинний колектив 
• Індивід 
 
Таким чином, споживач в енергетичній системі є активним 
елементом, а, значить, прагне до вибору таких своїх станів (стратегій 
поведінки), які є найкращими з точки зору переваг. При цьому раціональним 
вважається вибір активним елементом дій, що максимізують його цільову 
функцію і призводять до результатів діяльності, які мають максимальну 
корисність. 
 
37 
 
1.3 Огляд існуючих підходів до моделювання поведінки 
споживачів в електроенергетиці 
 
1.3.1 Типи споживачів в енергосистеми 
Завдання управління поведінкою споживача в енергосистемі 
ставилися в різні періоди часу як вітчизняними, так і зарубіжними вченими. 
Слід зазначити, що в літературі, що розглядає різні етапи розвитку 
енергосистеми, вживаються різні терміни, що характеризують споживачів.  
В таблиці 1.4, наведено порівняльну характеристику зазначених типів 
споживачів. 
Таблиця 1.4  
Порівняльна характеристика різних типів споживачів 
Властивість Споживач зараз Споживач- «Активний» 
регулятор1 споживач 
Етап розвитку Сучасний етап Енергосистема  Інтелектуальна 
енергосистеми електроенергетика 
Вид навантаження Промислові Промислове Промислові 
підприємства та підприємство підприємства та 
домогосподарства домогосподарства 
Режим Здійснюється Виконує план з Має право змінювати 
електроспоживання планування випуску свій режим 
 електроспоживання на продукції; електроспоживання 
кілька діб вперед, Оптимізує (зовнішнє або від 
відхилення від плану режим роботи власної генерації) в 
обкладаються виходячи з он-лайн режимі 
штрафами. потреб відповідно до 
енергосистеми – необхідності 
згладжування виконання своїх 
графіка виробничих планів по 
навантаження. випуску продукції або 
забезпечення енергією 
домогосподарства, 
оптимізуючи свої 
витрати на покупку 
електроенергії з 
зовнішніх ринків. 
Ступінь участі в Визначає системний Здійснює в Має право вибирати 
наданні додаткових оператор. примусовому самостійно 
послуг, які полягають  порядку  
в наданні керованих  
активних і реактивних 
навантажень 
 
38 
 
(потужностей) для 
управління з боку 
системного оператора 
Умови завантаження Існує така можливість Відсутнє Існує така можливість 
власної потужності тільки для великих  у кожного споживача 
(при її наявності), для споживачів, що мають (включаючи рівень 
формування заявки на блок-станції. окремого  
участь в купівлі /  домогосподарства), 
продажу крім того, вибір 
електроенергії на режиму 
оптовому і енергоспоживання 
роздрібному ринках. (зовнішнє або власна 
генерація) 
здійснюється в он-
лайн режимі. 
 
1Поняття «споживач-регулятор» традиційно застосовується до 
великих промислових споживачі, які проектувалися спеціально для роботи в 
режимі, погодженому з графіком потужності енергосистеми, і технологічний 
процес яких дозволяв гнучко регулювати своє навантаження в оперативному 
режимі. В якості таких споживачів розглядалися: виробництво феросплавів, 
виробництво карбіду кремнію, цементні заводи, видобуток нафти, 
холодильні установки, виробництво водню і електроліз води тощо [31 -33]. 
 
Висновки до розділу 1 
 
1. Зміна функцій і ролі агентів-споживачів на ринку електричної 
енергії, що відбувається під впливом зміни технологічного базису галузі 
вимагає методологічного забезпечення процесу інтеграції їх в систему 
організаційно-економічних відносин з урахуванням появи у них нової 
властивості – «активності». 
2. При здійсненні вибору дій на ринку споживачі електричної енергії 
керуються принципом максимізації корисності і приймають рішення про 
режими енергоспоживання, що грунтуються на цінах на електричну енергію і 
витратах на енергопостачання. 
 
39 
 
3. Адаптація споживачів в умовах зміни їх ролі у взаєминах в 
енергосистемі стає можливою при створенні математичних моделей, що 
відображають економічні інтереси споживачів. 
4. Споживач в енергетичній системі є активним елементом, а, 
значить, прагне до вибору таких своїх станів (стратегій поведінки), які є 
найкращими з точки зору його переваг. При цьому раціональним вважається 
вибір активним елементом дій, які  максимізують  його цільову функцію і 
призводять до результатів діяльності, які мають максимальну корисність. 
 
40 
 
РОЗДІЛ  2 
ОБҐРУНТУВАННЯ КОНЦЕПЦІЇ «АКТИВНОГО» СПОЖИВАЧА  
В ЕНЕРГЕТИЦІ 
  
2.1 Аналіз основних положень концепції «активного» споживача 
в інтелектуальної енергосистемі 
 
В інтелектуальній енергосистемі кінцевий споживач розглядається в 
якості партнера суб'єктів електроенергетики в частині забезпечення надійної 
роботи енергосистеми, набуває статусу «активного» і стає одним з основних 
елементів в енергосистемі. Під «активністю» розуміється можливість 
виходячи зі своїх потреб оптимізувати графік завантаження своїх 
потужностей як з метою мінімізації витрат на електроенергію, так і з метою 
отримання доходу від продажу електроенергії і потужності. 
«Активний» споживач – учасник електроенергетичного ринку, що 
володіє технологічною можливістю по маневруванню своїм 
енергоспоживанням і готовністю до участі в програмах з управління 
попитом, який самостійно формує вимоги до обсягу одержуваної 
електроенергії, якості та характеру її споживчих властивостей і енергетичних 
послуг. 
В Україні згідно статті 58-1 Закону України «Про внесення змін до 
деяких законів України щодо удосконалення умов підтримки виробництва 
електричної енергії з альтернативних джерел енергії генеруючими 
установками споживачів» - «активний» споживач – учасник 
електроенергетичного ринку, що володіє технологічною можливістю по 
маневруванню своїм енергоспоживанням і готовністю до участі в програмах 
з управління попитом [34]. 
 
41 
 
В рамках магістерського дослідження виявлено та систематизовано 
основні характеристики «активного» споживача, до яких відносяться: 
1. Наявність технологічних установок (вся сукупність або окремі 
одиниці): 
– електроспоживаюче обладнання, здатне до зміни (перенесення) 
навантаження; 
– власна генерація (розподілена генерація); 
– накопичувачі електроенергії. 
2. Здійснення діяльності з управління попитом, що включає:  
– маневрування енергоспоживанням (зниження або перенесення 
навантаження в часі) з метою надання системної послуги, оплачуваної 
ринком, або виходячи з мінімізації витрат на електроенергію; 
– керування власною генерацією: визначення ступеня її завантаження, 
а також обсягу власного споживання від неї і обсягу електроенергії, що 
поставляється на ринок; 
– управління режимом накопичення електроенергії: 
– накопичення електроенергії, вироблюваної власним генеруючим 
джерелом або накопичення електроенергії, споживаної з енергосистеми; 
– споживання накопиченої електроенергії; 
– продаж накопиченої електроенергії на ринок. 
На базі сформульованих характеристик «активного» споживача, 
автором визначені функції «активного» споживача в електроенергетичній 
системі: 
– управління власним енергоспоживанням відповідно до необхідності 
виконання своїх виробничих планів по випуску продукції або забезпечення 
енергією домогосподарства, оптимізуючи свої витрати на покупку 
електроенергії з зовнішніх ринків; 
– визначення ступеня своєї участі в наданні додаткових послуг, які 
полягають в наданні керованих активних і реактивних навантажень 
(потужностей) для управління з боку системного оператора; 
 
42 
 
– визначення умов завантаження власної потужності (при її 
наявності), для формування заявки на участь в купівлі / продажу 
електроенергії на оптовому і роздрібному ринках [15]. 
Реалізація перерахованих функцій в кінцевому рахунку призводить до 
вибору споживачем стратегії енергопостачання: 
– самозабезпечення; 
– покупка електроенергії з енергосистеми; 
– покупка електроенергії від інших споживачів. 
Результати проведеного аналізу свідчать про те, що в поточних 
умовах реалізація функцій «активного» споживача в різних галузях 
народного господарства обмежена, що пов'язано, в першу чергу, з 
доступністю технологій накопичення електроенергії і розподіленої генерації, 
а також з конструкцією ринку електроенергії: відсутністю ринку системних 
послуг, що надаються споживачем щодо зниження навантаження, 
відсутністю можливості видачі в мережу електроенергії від власної генерації. 
Крім того, слід зазначити, що для ряду галузей (таких як, залізничний 
транспорт, будівництво), на думку автора, потенціал реалізації функції 
активного споживача відсутній як в поточних умовах, так і на перспективу, 
що зумовлено особливостями технологічного процесу зазначених галузей. 
Ключовими функціональними характеристиками інтелектуальної 
енергетичної системи, що відображають значущість появи «активного» 
споживача є [31 - 35]: 
– мотивація активної поведінки кінцевого споживача. 
Полягає в забезпеченні можливості самостійної зміни споживачами 
обсягу і функціональних властивостей (рівня надійності, якості  тощо) 
одержуваної електроенергії на підставі балансу своїх потреб і можливостей 
енергосистеми з використанням інформації про характеристики цін, обсягів 
поставок електроенергії, надійності, якості та ін. 
 
43 
 
Даний механізм реалізується за рахунок встановлення на стороні 
споживача спеціальних систем автоматизації, що реагують в період пікових 
навантажень в енергосистемі на підвищення цін шляхом спланованого 
скидання навантаження за рахунок зниження енергоспоживання або 
відключення заздалегідь спланованого переліку пристроїв. Зазначена система 
може застосовуватися як для великих промислових споживачів, так і для 
домогосподарств. Може передбачатися як ручне регулювання відключення 
енергоспоживаючих установок, так і автоматичне.  
Такий підхід з одного боку дозволяє споживачам оптимізувати свої 
витрати на енергопостачання, а з іншого - енергетичним компаніям 
мінімізувати капітальні вкладення і експлуатаційні витрати (в тому числі 
шляхом зниження завантаження неефективних пікових електростанцій). 
– інтеграція розподіленої генерації (у т.ч. власної генерації 
споживачів). 
Передбачається удосконалення процедур технологічного приєднання 
генеруючих потужностей з метою забезпечення інтеграції розподіленої 
генерації (а також систем акумулювання електроенергії) в енергосистему, 
крім того, здійснюється перехід до створення «мікросетей» (microgrid – англ.) 
[35-36].  На стороні споживачів. Збільшення обсягів розподіленої генерації 
супроводжується виникненням додаткових ризиків, пов'язаних з їх більш 
мобільною природою і менш стабільними характеристиками, що може 
привести до зниження надійності. Для нівелювання зазначених ризиків 
необхідно організація двосторонньої комунікації, більш інтенсивне 
інформаційне забезпечення, впровадження «інтелектуального» контролю. 
Крім того, реалізація концепції Smart Grid передбачає для споживачів, 
що мають власну генерацію, можливість в години пікових навантажень 
продажу електроенергії на ринок. Для цього необхідно забезпечити надання 
споживачам інформації про ціни, стан енергосистеми. 
 
44 
 
– забезпечення доступу «активних» споживачів до ринків 
електроенергії 
Необхідно передбачити зміни в архітектурі ринку електроенергії з 
метою забезпечення можливості для «активних» споживачів реалізовувати їх 
функції.  
Концепція «активного» споживача в енергосистемі реалізується через 
механізми управління енергоспоживанням (Demand Side Management), які 
передбачають різні форми взаємодії і результатів для споживачів, 
електроенергетичних ринків, енергосистеми і навколишнього середовища 
[36, 37]. 
Механізми управління енергоспоживанням Demand Side Management 
в першу чергу класифікуються відповідно до тривалості впливу на поведінку 
споживача: 
– довгострокова перспектива: механізми підвищення 
енергоефективності (Energy efficiency); 
– короткострокова перспектива: механізми управління попитом 
(Demand response і Load Management) [38, 39]. 
Крім того, зазначені механізми можуть бути розділені на статичне і 
динамічне реагування. У широкому сенсі це визначає тип реагування: 
– статичні дії (такі як підвищення енергоефективності та стандартів) – 
такі, які можуть бути виконані в будь-який момент і не є реакцією на 
специфічні сигнали ринку або запити системного оператора. Характерна 
тривалість таких дій є довгостроковою, наприклад, встановлені 
енергоефективні пристрої будуть економити енергоспоживання протягом 
усього їхнього терміну служби; 
– динамічні дії – дії, здійснювані у відповідь на зміни, що 
відбуваються на ринку або на задану систему умов. Вони здійснюються у 
відповідь на короткострокові вимоги і їх вплив не поширюється поза  
межами тривалості (хоча акумульований ефект динамічних дій багатьох 
 
45 
 
споживачів може дати сукупна зміна споживчої поведінки в частині 
енергоспоживання і розвитку ринку). 
І статичні і динамічні дії можуть бути класифіковані далі за рівнем 
участі кінцевого споживача: активна або пасивна участь. Прикладом 
статичних дій при пасивній участі споживачів є регулювання, наприклад, 
через встановлення мінімальних стандартів для електричних пристроїв. Ця 
область управління попитом є найбільш розвиненою на сьогоднішній 
момент. Активну участь споживачів, навпаки, забезпечується вибором, 
здійснюваним споживачами, наприклад, вибір і придбання 
енергоефективного обладнання. Значна частина політики і програма дій 
зосереджена на цьому аспекті управління попитом, з наміром змінити 
поведінку і стимулювати енергоефективне споживання [38, 39]. 
Для динамічних дій пасивна реакція споживачів ініціюється іншими 
учасниками, а не кінцевим споживачем (наприклад, системним оператором 
або постачальниками). Найбільш часто це є запланованими або 
законтрактованими діями, які сприяють стабільності роботи енергосистеми, 
балансування або потрібні при аваріях в мережах. Для реалізації цього як і 
раніше потрібна згода споживачів, але споживачі не вирішують, коли і як 
здійснити зазначений вид дій. Основною проблемою для такого виду дій є 
необхідність набору і утримування учасників з боку попиту, а також 
забезпечення їх мотивації і здатності брати участь в програмі. На відміну від 
цього, активні дії здійснюються безпосередньо споживачем, наприклад, 
зміщення енергоспоживання у відповідь на високі ціни, що склалися на 
ринку. Споживач в даному випадку реагує безпосередньо на інформацію, що 
надходить з ринку, і приймає рішення про зміну моделі своєї поведінки у 
відповідь на зазначені сигнали.  
Існує ряд механізмів на електроенергетичному ринку, що 
забезпечують такі дії: від ціноутворення, заснованого на часі використання 
(за зонами доби) до участі в торгах на управління енергоспоживанням. 
Бар'єром для реалізації такого роду дії в даний час є концентрування 
 
46 
 
більшості електроенергетичних ринків на стороні пропозиції, питаннях 
доступу і відсутності інформації для учасників з боку попиту, що робить їх 
участь складним і нерентабельним [35 - 43].   
На основі відібраних на основі аналізу автором функцій і 
характеристик «активного» споживача, а також аналізу сучасного технічного 
стану енергосистеми і моделі ринку електричної енергії, систематизовано ряд 
вимог до розвитку енергосистеми, які представлені у табл. 2.1. 
Таблиця 2.1  
Перешкоди та ризики реалізації концепції «активного» споживача  
і способи протидії  їм 
Перешкоди и ризики Способи протидії 
Технологічні 
Нерозвиненість систем • Реалізація технологічної можливості управління 
обліку і вимірювань, а обладнанням споживачів (оснащення керуючими елементами 
також інформаційно- для віддаленого управління режимами роботи обладнання). 
комунікаційних технологій • Оснащення інтелектуальними приладами обліку і 
вимірювань, що дозволяють відслідковувати зміну ціни на 
електроенергію у режимі реального часу. 
• Реалізація інформаційних і комутаційних  
можливостей для двосторонньої взаємодії споживача і 
енергосистеми з використанням засобів інтелектуального 
обліку. 
Технологічна складність • Розробка технологій і методів інтеграції. 
інтеграції власної генерації • розподіленої генерації (у тому числі ПДЕ) у 
споживачів в енергосистему енергосистему без втрат стійкості і надійності. 
Економічні 
Створення стимулів у • Перехід від адміністративного до мотиваційному 
споживачів до активної керуванню. 
поведінки • Розробка програм керування  попитом: 
• – динамічні методи управління навантаженням 
(програми добровільної участі): пряме управління 
навантаженням; програми зворотної купівлі; програми 
пропозиції ціни: програми переривання навантаження тощо. 
• Створення ринку додаткових послуг, що надаються 
споживачем. 
 
47 
 
 
Організаційні 
Необхідність координації • Формування нових пакетів договорів за поданням 
дій мілких споживачів інтересів учасників в частині продажу обсягу потенційного 
зниження навантаження на роздрібному ринку. 
• Взаємодія і агрегація пропозицій дрібних споживачів 
по можливості зниження навантаження 
 
В рамках дослідження на основі систематизації умов і вимог, 
необхідних для реалізації економічної поведінки «активного» споживача в 
енергосистемі, з урахуванням специфіки украінської енергетики були 
запропоновані основні положення концепція «активного» споживача.  
1. «Активний» споживач є одним з основних елементів в 
енергосистемі в концепції розвитку галузі, що отримала назву 
«Інтелектуальної електроенергетичної системи Україні». 
2. «Активний» споживач – учасник електроенергетичного ринку, що 
володіє технологічною можливістю по маневруванню своїм 
енергоспоживанням і готовністю до участі в програмах з управління 
попитом. Основними характеристиками «активного» споживача є: 
2.1. Наявність технологічних установок (вся сукупність або окремі 
одиниці): 
– електроспоживаюче обладнання, здатне до зміни (перенесення) 
навантаження; 
– власна генерація (розподілена генерація); 
– накопичувачі електроенергії. 
2.2. Здійснення діяльності з управління попитом, що включає: 
– маневрування енергоспоживанням (зниження або перенесення 
навантаження в часі) з метою надання системної послуги, оплачуваної 
ринком, або виходячи з мінімізації витрат на електроенергію; 
– керування власною генерацією: визначення ступеня її завантаження, 
а також обсягу власного споживання від неї і обсягу електроенергії, що 
поставляється на ринок; 
 
48 
 
– управління режимом накопичення електроенергії: 
– накопичення електроенергії, вироблюваної власним генеруючим 
джерелом або накопичення електроенергії, споживаної з енергосистеми; 
– споживання накопиченої електроенергії; 
– продаж накопиченої електроенергії на ринок. 
3. Функціями «активного» споживача в електроенергетичній системі 
є: 
– управління власним енергоспоживанням відповідно до необхідності 
виконання своїх виробничих планів по випуску продукції або забезпечення 
енергією домогосподарства, оптимізуючи свої витрати на покупку 
електроенергії з зовнішніх ринків; 
– визначення ступеня своєї участі в наданні додаткових послуг, які 
полягають в наданні керованих активних і реактивних навантажень 
(потужностей) для управління з боку системного оператора; 
– визначення умов завантаження власної потужності (при її 
наявності), для формування заявки на участь в купівлі / продажу 
електроенергії на оптовому і роздрібному ринках. 
4. Однією з ключових функціональних характеристик інтелектуальної 
енергетичної системи є мотивація «активного» поведінки кінцевого 
споживача, під якою розуміється забезпечення можливості самостійного 
зміни споживачами обсягу і функціональних властивостей (рівня надійності, 
якості і т.п.) одержуваної електроенергії на підставі балансу своїх потреб і 
можливостей енергосистеми з використанням інформації про 
характеристиках цін, обсягів поставок електроенергії, надійності, якості та ін. 
5. Концепція «активного» споживача в енергосистемі реалізується 
через систему механізмів «активізації» споживачів (Demand Side 
Management), що включає в себе програми управління попитом (Demand 
Response) і енергоефективності. 
6. Реалізація концепції активного споживача пред'являє ряд вимог до 
розвитку енергосистеми: технологічні, економічні та організаційні вимоги. 
 
49 
 
2.2 Обґрунтування стратегії «активного» споживача, що включає 
формування графіка енергоспоживання і режиму завантаження власної 
генерації 
 
Реалізація функцій «активного» споживача вимагає створення 
системи зовнішніх умов для його функціонування і інструментів, які 
дозволять споживачам реалізовувати свої можливості. Відповідно до 
виявлених у розділі 2.1 характеристик і функцій «активного» споживача 
автором визначені наступні вимоги, що пред'являються, до таких 
інструментів: 
a) відображення економічних інтересів активного споживача; 
b) забезпечення формування оптимального завантаження 
електроприладів і обладнання споживача виходячи з прогнозованих цінових 
сигналів, а також з урахуванням розподілу навантаження між різними типами 
устаткування споживача; 
c) забезпечення формування роботи власної генерації споживача: 
електропостачання всередині домогосподарства / підприємства або видача 
електроенергії в мережу. 
Для вирішення поставленого в рамках дослідження завдання потрібно 
розробити модель прийняття рішень «активного» споживача, яка необхідна 
для відображення його економічних інтересів на часовому проміжку, 
відповідному оперативної діяльності, на основі якої буде формулюватися і 
вирішуватися завдання формування режимів роботи електроприладів і 
обладнання споживача, а також визначення умов завантаження власної 
генерації. 
Таким чином, виділяються кілька класів задач, що розглядаються в 
міжнародній літературі при моделюванні: 
1) формування оптимальної стратегії управління навантаженням для 
окремого домогосподарства на підставі математичної моделі, яка технічно 
 
50 
 
буде реалізована в Smart-лічильниках, що дозволяє споживачеві прийняти 
рішення про формування графіка навантаження своїх електроприладів; 
2) моделювання роботи Smart-будинки з метою зниження агрегованих 
витрат або агрегованого енергоспоживання MicroGrid (всієї сукупності 
домогосподарств) шляхом організації взаємодії між споживачами або 
управління спільним ресурсом: розподіленої генерацією або накопичувачами 
електричної енергії. 
За результатами вивчення літератури можна класифікувати 
математичні моделі на підставі їх характерних особливостей наступним 
чином  [35 - 49]: 
1.  Оптимізований показник: 
1.1. Витрати на енергопостачання; 
1.2. Коефіцієнт нерівномірності графіка навантаження (без зниження 
сумарного енергоспоживання за аналізований період); 
2. За рівнем агрегації: 
2.1. Оптимізація на рівні домогосподарства; 
2.2. Оптимізація на рівні Microgrid: 
– з урахуванням можливої взаємодії споживачів; 
– без урахування можливої взаємодії споживачів; 
3. Чи враховуються втрати споживача: 
3.1. Оптимізація без урахування прийнятності зміни графіка 
навантаження для споживача; 
3.2. З урахуванням рівня задоволеності споживача. 
Крім того, слід зазначити наступні технічні особливості розглянутих 
завдань: 
1. Горизонт планування: на добу вперед; 
2. Взаємодія між споживачами на рівні MicroGrid передбачається 
тільки в моделі; 
3. Врахування в моделі оптимізації завантаження власної генерації: 
враховується в моделях; 
 
51 
 
4. Врахування оптимізаційної моделі роботи накопичувача 
електроенергії: враховується в моделях; 
5. Наявність в складі електроприладів електромобіля 
(характеризується тривалим безперервним періодом зарядки – 
електроспоживання); 
6. Конфігурація графіка ціни: допустимі довільні погодинні 
(інтервальні) графіки ціни і з застосуванням гнучкого ступеневого тарифу, 
зонний тариф; 
7. Вимірювання рівня прийнятності графіка навантаження для 
споживача: грошовий еквівалент вигідності для користувача графіка 
споживання, готовність очікування виконання завдання (початку роботи 
електроприладу). 
Всіма авторами однаково визнається складність вирішення завдання, 
що пов'язана з великим числом можливих комбінацій, в зв'язку з чим 
пропонується використовувати такі методи оптимізації при вирішенні 
наведених вище завдань: 
– евристичні і метаеврістіческіе алгоритми, в тому числі, метод рою 
частинок (particle swarm)  і Метод Q-навчання; 
– алгоритми опуклого програмування (метод внутрішніх точок); 
Розроблені моделі апробуються в більшості випадків на 
змодельованих системах (домогосподарство, об'єднання домогосподарств в 
MicroGrid). Отримані результати свідчать про зниження сумарних витрат на 
енергопостачання у всіх випадках застосування пропонованих авторами 
моделей. Відсоток зниження витрат залежить від конфігурації моделі, 
наявності або відсутності в моделі власної генерації, накопичувача 
електроенергії і становить від 8 до 25 %. 
Таким чином, в даний час невідома модель управління споживанням і 
генерацією активного споживача, яка підходила б для опису як 
домогосподарств, так і для промислових споживачів, дозволяла врахувати 
втрати споживача в разі різних графіків навантаження, включала в себе 
 
52 
 
управління власну генерацію, і, одночасно, була обчислювально досить 
просою для того, щоб лягти в основу поведінки агентів-споживачів в рамках 
мультиагентной системи моделювання енергосистеми для вирішення 
завдання управління спросом шляхом тарифного регулювання. 
 
2.2.1 Формування моделі прийняття рішень «активного» 
споживача 
За основу при формуванні моделі прийняття рішень «активного» 
споживача  запропонована наступна синтезована  на базі розглянутих робіт 
[35 - 49] модель, суть якої описана нижче. 
Розіб'ємо проміжок часу, для якого здійснюється планування, на T 
періодів (для визначеності -  на 24 періоду по одній годині). Нехай споживач 
має N одиниць енергоспоживаючого обладнання. Робота типовою одиниці 
обладнання моделюється графіком навантаження, що визначає потужність, 
споживану обладнанням в кожен з 24-х планових періодів. 
Матриця An  всіх можливих графіків навантаження для обладнання 
n1,N  формується на кожну годину наступної доби. Матриця містить T 
стовпців (кількість годин на періоді планування), t1,T , і R рядків (кількість 
режимів роботи (комбінацій графіків роботи). 
При цьому для уніфікації всіх матриць прийнято, що кількість рядків 
відповідає кількості режимів роботи у одиниці енергоспоживаючого 
обладнання, що має максимальну кількість режимів (комбінацій графіків) 
роботи з усіх наявних:  
r1,R ,   R =maxRn , 
 
де Rn  – кількість режимів роботи n-ої одиниці обладнання. Поява нулів в 
рядку означає, що обладнання повинно бути вимкнено до відповідних годин, 
одиниць – що споживання включено у відповідні години.  
 
53 
 
При цьому для неіснуючих режимів роботи – відповідні рядків матриці 
сп
будуть заповнені нулями. Позначимо Pn  – потужність n-ої одиниці 
енергоспоживаючого обладнання (кВт), 
n n
Позначимо через ar t  елемент матриці An ,a r t 0;1 , відповідний 
n n
r1,R
рядку (режиму роботи) r1,R і стовпцю t1,T , An = (an
r t ) . Тоді якщо 
n t1,T
для обладнання n споживач вибрав графік завантаження r, то сумарне 
N
споживання в момент часу t запишеться як V n сп
t =az t Pn , де z = (z1, ,zn )   n
n=1
- вектор змінних, що відповідають набору обраних режимів роботи 
енергоспоживаючого обладнання, n1,N zn 1,Rn  . 
Не всі графіки навантаження обладнання однаково придатні  для 
користувача. Позначимо через drn  грошовий еквівалент вигідності для 
користувача графіка споживання r1,R  об'єкта обладнання n1,N .  
Якщо серед режимів роботи обладнання є режим, відповідний його 
повного відключення, то логічно вважати для нього цей параметр рівним 
нулю, і тоді для інших режимів drn  означатиме грошову суму, яку споживач 
готовий заплатити за можливість експлуатувати електрообладнання n в 
режимі r в порівнянні з ситуацією невикористання об'єкта устаткування. 
Відповідно, для неіснуючих режимів роботи електроспоживаючими 
обладнання (якщо рядки матриці An  цілком складаються з 0) умовно 
вважаємо, що це еквівалентно тому, що обладнання вимкнено протягом доби: 
n1,N : (Rn  R )rR n
n ,R , t1,T , rt = 0 , drn = 0 . 
Грошовий еквівалент вигідності визначає цінність для споживача 
використання n-ої одиниці обладнання в заданому режимі в період 
планування і, в загальному випадку, визначається, як максимальна ціна на 
електроенергію, яку споживач готовий заплатити за використання n-ої 
одиниці обладнання протягом періоду планування в режимі r. 
 
54 
 
Нехай дана множина можливих цін на електроенергію с з і елементів і 
імовірнісний розподіл даної множини по часу P:c, t → p . Тоді грошовий 
еквівалент в момент часу t є математичне очікування ціни в даний момент t з 
розподілу P: 
i
dn ( t) =ci P(ci , t ) ,     (2.1) 
 
де ci  – i-й елемент множини С. 
Представляючи режим роботи r як сукупність тимчасових періодів t, 
отримаємо: 
j
dn (r) =d (rj ) ,     (2.2) 
де j – часовий проміжок r. 
Слід зазначити, що на практиці оцінка фінансового еквівалента 
вигідності є складною соціально-економічною завданням з виявлення 
переваг споживачів. В економічній теорії еквівалентом цього є кількісна 
оцінка корисності [29, 30]. Грошові оцінки вигідності того чи графіка 
споживання мають виключно індивідуальний, суб'єктивний характер: для 
одного споживача, який не працює і проводить основний час у будинку, 
байдуже, в який час дивитися телевізор (грошовий еквівалент вигідності буде 
однаковий протягом дня), для працюючого споживача цінність має перегляд 
телевізора за 1 – 2 години до сну (грошовий еквівалент вигідності протягом 
дня буде нульовим, і тільки за дві години до сну матиме позитивний 
значення). Передбачається, що тільки конкретний споживач може дати 
оцінку грошового еквівалента вигідності електроспоживання для 
конкретного типу електрообладнання. 
 
55 
 
У магістерської роботі пропонується два можливі способи визначення 
грошового еквівалента вигідності: 
• укрупнений підхід. 
Для укрупненої оцінки на практиці пропонується використовувати 
наступний підхід: все технічно реалізовані графіки навантаження діляться на 
допустимі для споживача і неприпустимі. Неприпустимі графіки 
виключаються з матриці An  всіх можливих графіків навантаження для 
обладнання n1,N , а всім допустимим графіками призначається однакова 
корисність; 
• на основі даних, одержуваних за допомогою онлайн-систем 
інтелектуального обліку та вимірювання. 
Для збору даних для розрахунку грошового еквівалента вигідності 
необхідне оснащення споживача «розумними лічильниками», які 
підключаються до кожного енергоспоживаючого приладу, фіксують 
інформацію про часові інтервали (передбачається погодинна дискретність), 
обсягах споживання електроенергії і ціною на електроенергію на ринку, і 
передають зазначені інформаційні сигнали в інформаційний центр, 
розташований також на стороні споживача. 
В інформаційному центрі агрегується інформація про обсяги 
споживання по кожному з енергоспоживаючих приладів (p) в заданий 
інтервал часу за різними цінами електроенергії (с). 
Для розрахунку грошового еквівалента вигідності необхідні дані про 
ціни на електроенергію (c) і про обсяг споживання (p) в заданий інтервал 
часу t за вказаною ціною, а також про часові періоди, за які зазначені дані 
зібрані (загальна кількість годин протягом періоду збору інформації, 
наприклад, за місяць – T): 
c1,c2,c3, ,ci=C  – ціна на електроенергію в заданий інтервал часу; 
 
56 
 
p1,p1 1
1 2,p3, ,pt
i , – обсяг споживання електроенергії (потужності) за ціною ci  
в заданий інтервал часу t. Зазначений розподіл ціни на споживану 
електроенергію ci  задається в табличному вигляді (cC, pP ; причому 
обидва множини задані).  
Також  відомий максимально можливий обсяг споживання 
електроенергії за годину, який визначається як номінальна потужність 
електроприладу Pmax , помножена на кількість днів у аналізованому періоді 
збору інформації T (в місяці) – тобто випадок, коли електроприлад був 
включений в даний час протягом всього періоду збору інформації.  
pt
Відношення  i  є  ймовірністю переваги ціни на електроенергію ci  
Pmax
в розглянутий інтервал часу. Тоді найбільш ймовірна (вигідна) ціна є 
математичне очікування розглянутих цін на споживану електроенергію, 
тобто грошовий еквівалент вигідності є: 
 
pt
c  i
I i
d t P
= max
n      (2.3) 
I
i=1
 
Припустимо далі, що споживач має M джерел власної генерації – 
сонячних та / або вітряних установок, дизельних або газових електричних 
генераторів. З урахуванням можливості різних режимів роботи генераторів 
для кожного генератора m1,M можна побудувати залежність собівартості 
генерації одиниці електроенергії cm (gmt )  від видаваної в кожен момент часу 
потужності gmt . Точка на графіку відповідає мінімальної собівартості, з якої 
можлива видача необхідної потужності на даній енергетичній установці. 
 
57 
 
Якщо позначити через gmt  потужність генерації установки m1,M ,  
M
t1,T  то gt =  gmt – це повний обсяг генерації в період часу, який ділиться 
m−1
t
між внутрішнім споживанням gi  (gI = (gI
t ))  і електроенергією, що видається 
M
в мережу (gE = (gE
t )) ,а C( t) =  cm ( t,gmt )  – витрати на виробництво 
m=1
«активним» споживачем обсягу електроенергії g в період часу t.  
Для спрощення розрахунків в рамках цього дослідження витрати на 
пуск / зупинку генеруючих потужностей вважаються нульовими. 
Позначимо через g  параметри тарифікації для переданої в мережу 
електроенергії, наприклад, накопичене споживання при кумулятивної 
залежності ціни від переданого з початку звітного періоду обсягу 
електроенергії, включаючи обумовлені в контракті з енергетичною 
компанією обмеження на генерацію ( Vmax ). Нижче склад і функції цих 
параметрів будуть уточнюватися. Аналогічно позначимо через a  аналогічні 
параметри тарифікації для споживаної електроенергії, включаючи 
обумовлені в контракті обмеження на споживання. Через  позначимо 
зовнішні умови на горизонті планування, такі як середньодобова температура 
або довжина світлового дня. 
Позначимо через  cI (t,Vt ,a ,)  ціну на споживану електроенергію в 
залежності від часового проміжку, обсягу споживання і інших параметрів, 
cE
через ( t,gE ,g ,)  – ціну на передану в мережу електроенергію в 
залежності від часового проміжку, обсягу зовнішньої генерації та інших 
параметрів. 
З урахуванням введених позначень та з використанням (2.1) – (2.3) 
запишемо цільову функцію активного споживача: 
 
 
58 
 
N T N
f (z , gI , gE 
) =d −cI () an Pпотр 
z n  z t n − gI
n n t  +
n=1 t=1 n=1 
   (2.4) 
T  M
E E 
+c () gt − cm ( t,gmt ) →max
t=1 m=1 
 
як суму прибутку від споживання (різниці вигоди від споживання і вартості 
відібраної з мережі електроенергії) і прибутку від власної генерації (різниці 
доходу від продажу електроенергії в мережу і собівартості генерації). 
Формально задача «активного» споживача (завдання оптимізації 
споживання і власної генерації) полягає в тому, щоб максимізувати свою 
цільову функцію f вибором для кожного об'єкта електрообладнання n1,N  
графіка споживання r1,R  для кожного з наявних генераторівm1,M  його 
графіка генерації (тоюто для кожного з періодів t1,T  вибору невід'ємного 
числа – потужності генерації gmt ), а також обсягу переданої в мережу  
електроенергії 
M
gE
t  gt =  gmt  
m=1
N
tV потр
t Pn Vmax  – обмеження на обсяг споживаної потужності всім 
n=1
домогосподарством / промисловим споживачем. 
 
2.2.2. Класифікації завдань з управління режимами 
енергоспоживання і власної генерації споживачів   
У загальному випадку сформульована проблема є складною задачею 
змішаної оптимізації. Основною метою в рамках  дослідження є виявлення 
практично важливих випадків, коли це завдання має просте, а часто навіть 
аналітичне, рішення. Для цього введемо наступну класифікацію завдань. 
Підставами класифікації служить складність різних її компонент. 
 
59 
 
1. Формула розрахунку гнучкого тарифу cI ()  
– Зонний тариф (Time-Of-Use Pricing), cI ()при якому ціна на 
споживану електроенергію залежить тільки від часу доби, включаючи 
зазвичай від двох до чотирьох цінових періодів (  – деякий параметр)  
рис. 2.1. 
 
 
Рис. 2.1. Приклад зонних тарифів (time-of-use tariff) 
 
– Зонний тариф з урахуванням обмеження на максимальну 
споживану потужність, cI (t,Vt ,a ) , передбачає залежність ціни не тільки від 
часу, але і від споживаної потужності Vt , а саме 
 
I cI  
                                c ( t,V , ) = a
t a  .    (2.5) 
+,Vt  a
 
Така залежність ціни від потужності фактично забороняє споживачеві 
перевищувати норму a  обсягу споживаної одномоментно електроенергії. На 
 
60 
 
практиці такий тариф реалізується через комбінацію зонного тарифу і 
автоматичного вимикача по струму. 
– Тариф з нормами споживання (соціальна норма споживання) 
передбачає залежність ціни від сумарного споживання за період. 
Так, в [50] затверджений комплекс заходів, спрямованих на перехід 
до встановлення соціальної норми споживання комунальних послуг в 
Україні.  
– Більш складні формули розрахунку ціни. В рамках програм 
управління попитом можуть використовуватися більш складні формули 
розрахунку ціни, наприклад,  встановлення знижок при збільшенні обсягу 
споживання електроенергії та встановлення ціни для кожного діапазону 
споживання, коли встановлюються ціни для певних діапазонів 
електроспоживання, при цьому при переході на новий діапазон споживання 
ціна збільшується ( рис. 2.2). 
 
 
Рис. 2.2. Модифікації графіка ціни в залежності від умов 
ціноутворення при застосуванні програм управління попитом 
1 – графік ціни при застосуванні знижок з збільшення обсягу споживання електричної 
енергії; 2 – графік ціни при встановленні її для кожного діапазону споживання 
 
2. Власна генерація: 
– відсутні можливості використання розподіленої генерації; 
 
61 
 
– можливий продаж в мережу електроенергії, що вироблено 
генерацією споживача, за ринковою ціною cI () = cЕ () ;  
– існує можливість використання розподіленоїгенерації тільки для 
власного споживання (без видачі в мережу); 
– можливий продаж електроенергії, що вироблено розподіленої 
генерацією споживача, в мережу за ціною, відмінною від риночной. 
В рамках  дослідження більш детально вивчається модель, коли тариф 
залежить від часу доби, а розподілена генерація допускає продаж виробленої 
електроенергії за ринковою ціною.  
2.2.3 Формування системи рішень задачі з управління режимами 
енергоспоживання і власної генерації споживачів 
2.2.3.1 Завдання вибору режиму роботи власної генерації 
Припустимо, що тариф на електроенергію залежить тільки від часу 
доби і енергетична компанія отримує електроенергію у споживача за тією ж 
ціною, що і продає, тобто cI (t) = cЕ (t) = cIЕ (t)  
 
N T  N  T  M 
f (z , gI, gE ) =d −cI () an Pпотр I E
z n  z t n −gt  +c () gE
t − cm (t,gmt )n n 
n=1 t=1 n=1  t=1 m=1 
 
В цьому випадку цільову функцію споживача можна записати як: 
 
N T
f (z , gI, gE ) =d +cIЕ
z n ( t ) gE
i − cIЕ (t )  (an
z t P
потр − gI
n t ) −C(t )
n  n 
n=1 t=1    (2.6) 
N T
dz n +cIЕ ( t)  (gt − an Pпотр 
n  zn t n −C( t ))
n=1 t=1
З формули (2.6) видно, що з економічної точки зору споживачеві 
байдуже, чи пускати вироблену електроенергію в першу чергу на власні 
потреби або постачати її цілком в мережу. Таким чином, можна вважати, що 
gE
t = g I
t , g t = 0 . 
 
62 
 
Тоді 
V T
f (z , gI, gE ) =d / T − cIЕ (t ) an Pпотр 
 znn z +
n t n 
n=1 t=1
   (2.7) 
T M
+ cЕ ( t) gmt − cm ( t,g 
 mt )
t=1m=1
 
n
У задачі відсутні обмеження, що зв'язують вибір змінних az t  і gmt , 
n
тому окремо можна проводити максимізацію і частини цільової функції, 
пов'язаної зі споживанням [48] 
 
V T
fz (z) =dz n / T − cIЕ ( t ) an Pпотр 
z t n                                (2.8) 
 n n 
n=1 t=1
 
і частини, пов'язаної з власної генерацією 
 
T M
f (gI E  Е
g , g ) = c
 ( t) g 
mt − cm (t,gmt ) .   (2.9) 

t=1m=1
 
Це, між іншим, означає, що присутність власної генерації при 
наявності можливостей поставки її в мережу за ціною закупівлі не впливає на 
прагнення споживача максимально знижувати власне енергоспоживання в 
періоди високої ціни (що зазвичай передбачається програмами тарифного 
управління попитом) – витрати на електроенергію заміщуються упущеним 
прибутком від недопоставки електроенергії в мережу. 
Якщо, як передбачається вище, споживач може незалежно управляти 
потужністю джерел власної генерації, то задача максимізації fg  також 
розпадається на M незалежних завдань вибору потужності генерації для 
кожної з M наявних енергетичних установок [48, 32]. 
 
63 
 
Вибір потужності gmt  власної генерації установки m1,M  в момент 
часу t здійснюється виходячи з ціни на електроенергію в цей період. 
Так, якщо крива з сm (gm ) / gm (t)  питомої собівартості генерації 
зростає (що відповідає зростанню витрат на масштаб), то оптимальна 
потужність визначається з рівняння c IЕ
m (t,gm ) = c (t) gmt  тобто 
gmt =maxg :cm (g)  cIЕ (t ) gmt  [48, 32, 30]. 
На рис. 2.3 представлений типовий графік питомої собівартості 
власної генерації, який має ступінчастий вигляд, при цьому кожна нова 
ступінь означає включення менш економного режиму генерації. На ділянці 
A, де собівартість виробництва електроенергії з використанням власної 
генерації споживача cA
m (g)   нижче ринкової ціни cIЕ (t) , споживачеві 
A
вигідно завантажувати власну генерацію (в обсязі gm ), як для покриття 
власної навантаження, так і для продажу електроенергії в мережу. 
Собівартість генерації на ділянці B вище за ринкову ціну cIЕ (t) , і, 
отже,споживачеві економічно недоцільно завантажувати відповідні 
генеруючі потужності при заданій ринковій ціні. 
Якщо ж собівартість з ростом потужності змінюється більш складним 
чином, зокрема, якщо є ефект економії на масштаб, завдання зводиться до 
задачі одновимірної нелінійної оптимізації, залишаючись при цьому типовим 
завданням, типовим для економіки виробництва [51]. 
 
 
64 
 
 
 
Рис. 2.3. Типовий графік питомої собівартості власної генерації: 
1 – ринкова ціна;  2 -  cIЕ (t)  
 
2.2.3.2 Завдання вибору профілю навантаження споживача 
Якщо, як передбачається, користувач незалежно може управляти 
графіками споживання різних приладів, то, з формули (2.8), завдання 
V  T 
максимізації цільової функції fz (z) = d  IЕ n потр 
z −
nn  c (t) az P  
 nt n 
n=1 t=1 
розпадається на N задач вибору оптимального варіанту завантаження 
устаткування (рядки матриці An ) для кожного приладу n1,N  [48, 32]. 
Для цього [48, 49]: 
1. IЕ IЕ
Кожен рядок матриці An  множиться на вектор c (1), ,c (T)    
- графік зміни ціни протягом всього планованого проміжку часу; 
2. Всі елементи кожного рядка окремо підсумовуються, даючи 
1 R
стовпець wn , ,w n
n  витрат на електроенергію для кожного варіанту 
завантаження устаткування; 
 
65 
 
R
3. З стовпчика d1 n
n , ,dn  вигідності варіантів поелементно 
R
віднімається стовпець w1 n
n , ,wn  витрат на електроенергію, виходить 
1 R
стовпець n , , n
n  оцінок варіантів; 
1 R
4. Вибирається варіант, що має максимальну оцінку  n
n , ,n . 
За підсумками розрахунків формується погодинний графік роботи 
обладнання споживача і завантаження власної генерації. 
Таким чином, завдання вирішується в разі, коли ціна залежить тільки 
від часового періоду (від часу доби), відсутні обмеження по потужності, 
продаж власної генерації можлива за ринковою ціною.  
Слід зазначити, що, принаймні, для домогосподарств може бути 
запропонована реалістична модель оптимальної поведінки активного 
споживача, адекватно описує основні мотиви прийняття рішень по 
енергоспоживанню і власної генерації. 
Крім того, у багатьох важливих з практичної точки зору ситуаціях 
(зонні тарифи в умовах некритичності обмежень по одноразово 
споживаної потужності, рівність ціни споживаної і переданої в мережу 
енергії) оптимізаційна задача споживача допускає надзвичайно просте 
рішення, істотно більш ефективне з точки зору обчислень, ніж загальні 
методи, пропоновані в літературі [51, 52]. 
Таким чином, обраним критерієм моделі прийняття рішень 
«активним» споживачем  є максимізація корисності споживача, що 
визначається як різниця грошового еквівалента вигідності графіка 
споживання і витрат на електроенергію, з урахуванням прибутку від 
продажу розподіленої генерації. 
Умовами моделі прийняття рішень «активним» споживачему у 
нашому випадку  є: 
• заданий графік зміни ціни; 
 
66 
 
• заданий графік споживання для кожної одиниці 
енергоспоживання; 
• задана оцінка корисності для кожного графіка споживання; 
• фіксовані графіки собівартості генерації; 
• відсутність витрат на пуск / зупинку генеруючих потужностей; 
• ціноутворення на електроенергію, що поставляється в мережу від 
власної генерації – відповідає ринковій ціні електроенергії (ціні в 
енергосистемі). 
Обмеженнями моделі прийняття рішень «активним» споживачем є: 
• в загальному випадку – можливі обмеження на максимальний 
обсяг споживаної потужності. 
 
2.2.3.3 Методика обгрунтування стратегії «активного» споживача, 
що включає формування графіка енергоспоживання і режиму завантаження 
власної генерації 
На основі запропонованої у попередньому підрозділу моделі 
прийняття рішень активним споживачем  пропонується наступна, 
доопрацьована за результатами аналізу,  методика обґрунтування стратегії 
«активного» споживача, що включає формування графіка енергоспоживання 
і режиму завантаження власної генерації: 
1. Задаються параметри роботи кожної одиниці електроспоживаючого 
обладнання: можливість переривання графіка роботи, тривалість роботи, 
інтервального включення тощо. 
2. Будуються можливі комбінації графіка роботи (режими) кожної 
одиниці обладнання на період планування (наприклад, на добу) у вигляді 
матриці, де кількість рядків відповідає максимальному з усіх одиниць 
енергоспоживаючого обладнання кількістю можливих комбінацій графіка 
навантаження, а кількість стовпців – кількості періодів планування 
 
67 
 
(наприклад, годин). Для неіснуючих режимів роботи – решта матриці 
заповнюється нулями. 
3. Здається грошовий еквівалент вигідності графіка споживання для 
кожного режиму роботи (відповідає всьому періоду планування – добі) для 
кожної одиниці енергоспоживаючого обладнання. 
4. Задаються цінові параметри: витрати на виробництво одиниці 
електроенергії на власному обладнанні, що генерує, ціна на покупку 
електроенергії з мережі, ціна на продаж електроенергії в мережу. 
5. На підставі запропонованої автором моделі виходячи з завдання 
мінімізації витрат споживача на енергопостачання і з урахуванням ступеня 
задоволеності графіком енергоспоживання визначається на період 
планування (на кожну годину доби) графік енергоспоживання для кожної 
одиниці енергоспоживаючого обладнання споживача, а також обсяг 
вироблення власної генерації для кожної одиниці генеруючого обладнання з 
розподілом обсягу, що направляється на внутрішнє споживання і обсягу 
продажу на ринок. 
У загальному випадку запропонована стратегія покупки 
електроенергії з мережі і обсягу завантаження власної генерації виглядає 
наступним чином: 
1. Якщо витрати на виробництво одиниці електроенергії на власної 
генерації перевищують ціну на електроенергію, споживану з мережі 
(c I
m ( t,)  с ( t))  , – споживачеві слід купувати весь обсяг електроенергії на 
ринку і не завантажувати власну генерацію. 
Якщо витрати на виробництво одиниці електроенергії на власної 
I
генерації нижче ціни на електроенергію, споживану з мережі (cm ( t,)  с ( t)) , 
– споживачеві слід завантажувати власну генерацію на максимальний обсяг, 
а необхідний обсяг, що залишився  – споживати з енергосистеми. 
 
68 
 
2. Якщо ціна на електроенергію, що видається в мережу, перевищує 
витрати на виробництво одиниці електроенергії на власній генерації  
(cE ( t,)  сm ( t))  – споживачу слід виробляти електроенергії, більше, ніж за 
критерієм 1 і продавати її на ринок. 
3. Якщо ціна на електроенергію, що видається в мережу, нижче 
витрат на виробництво одиниці електроенергії на власній генерації 
(cE ( t,)  сm ( t))  – споживачу слід виробляти електроенергію в обсязі, 
необхідному для внутрішнього споживання за критерієм 1, і нічого не 
продавати на ринок. 
Таким чином, на основі аналізу за даними літературних джерел 
досвіду управління споживачами в енергетиці і з урахуванням зміни ролі 
споживачів в енергосистемі в магістерському  дослідженні запропонований 
інструмент (методика обґрунтування стратегії «активного» споживача, що 
включає формування графіка енергоспоживання і режиму завантаження 
власної генерації, в основу якої покладено модель прийняття рішень 
«активним» споживачем), що відображає, на наш погляд,  економічні 
інтереси споживача і дозволяє йому реалізовувати свої функції. 
Доопрацьований  інструмент може використовуватися для наступних цілей: 
– самим «активним» споживачем для формування стратегії свого 
енергоспоживання; 
– може прийматися за основу при мультиагентному моделюванні 
відгуку споживачів на тарифні механізми управління попитом, тобто 
використовуватися енергозбутової компанією і регулятором для розробки 
механізмів впливу на «активних» споживачів. 
 
69 
 
Висновки до розділу 2 
 
1. Встановлено, що  основними характеристиками «активного» 
споживача є наявність сукупності або окремих одиниць технологічних 
установок, що включають енергоспоживаюче обладнання, власну генерацію і 
накопичувачі електроенергії, а також здійснення діяльності з управління 
попитом. 
2. На базі сформульованих характеристик «активного» споживача 
позначені його основні функції в енергосистемі, які включають управління 
власним енергоспоживанням, визначення ступеня своєї участі в наданні 
додаткових послуг з регулювання навантажень і визначення умов 
завантаження власних генеруючих потужностей (при їх наявності). 
3. Аналіз потенціалу реалізації функцій «активного» споживача на 
прикладі різних галузей (за даними літературних джерел) показав, що в 
поточних умовах реалізація його функцій обмежена, що зумовлено 
технологічними причинами і діючої конструкцією ринку електричної енергії. 
При цьому для ряду галузей потенціал реалізації функції «активного» 
споживача відсутній як в поточних умовах, так і на перспективу, що 
зумовлено особливостями технологічного процесу. 
4. Однією з ключових функціональних характеристик інтелектуальної 
енергетичної системи є мотивація активної поведінки кінцевого споживача, 
під якою розуміється забезпечення можливості реалізації його функцій з 
використанням інформації по характеристиках цін, обсягів поставок 
електроенергії, надійності, якості та ін. 
5. Концепція «активного» споживача в енергосистемі реалізується 
через систему механізмів «активізації» споживачів (Demand Side 
Management), що включає в себе програми управління попитом (Demand 
Response) і енергоефективності. 
6. Реалізація концепції «активної» споживача пред'являє ряд вимог до 
розвитку енергосистеми: технологічні, економічні та організаційні вимоги. 
 
70 
 
7. В даний час невідома модель управління споживанням і генерацією 
«активного» споживача, яка підходила б для опису як домогосподарств, так і 
для промислових споживачів, дозволяла врахувати втрати споживача в разі 
вибору різних графіків навантаження, включала в себе управління власною 
генерацією, і, в той же час, була обчислювально досить проста для того, щоб 
лягти в основу поведінки агентів-споживачів в рамках мультиагентной 
системи моделювання енергосистеми в рамках вирішення завдання 
управління попит  шляхом тарифного регулювання. 
8. На базі аналізу за даними літературних джерел   існуючого досвіду 
управління споживачів в енергетиці і з урахуванням зміни ролі споживачів в 
енергосистемі запропонований інструмент (методика обґрунтування стратегії 
«активного» споживача, що включає формування графіка енергоспоживання 
і режиму завантаження власної генерації), що відображає економічні інтереси 
споживача і дозволяє йому реалізовувати свої функції. 
9. Запропонована доопрацьована  методика може використовуватися 
різними суб'єктами для вирішення різних завдань: самим «активним» 
споживачем – для формування стратегії свого енергоспоживання і для 
автоматизації управління навантаженням споживача, енергозбутової 
компанією і регулятором – для мультиагентного моделювання відгуку 
споживачів на тарифні механізми управління попитом, а також для оцінки 
економічного ефекту для споживача від участі в управлінні попитом. 
 
71 
 
РОЗДІЛ 3 
 ОСНОВНІ ШЛЯХИ РЕАЛІЗАЦІЇ КОНЦЕПЦІЇ  
«АКТИВНОГО» СПОЖИВАЧА  В ЕНЕРГЕТИЦІ 
 
3.1 Розробка класифікації «активних» споживачів з точки зору 
ступеня залученості споживачів в ланцюжок створення цінності і рівня 
потенціалу участі в програмах управління попитом 
 
Для побудови системи управління попитом, тобто для розробки 
механізмів реалізації та стимулювання «активного» споживача в Україні, 
необхідно розробити класифікацію споживачів з точки зору потенціалу 
участі в програмах управління попитом. Традиційно в електроенергетиці 
виділяються наступні класифікаційні ознаки (таблиця 3.1): – якісні 
класифікаційні ознаки: види споживачів, наявність у споживача власної 
генерації, вид одержуваного ефекту регулювання, вид технологічного 
процесу споживача, вид кінцевого споживання; – кількісні показники: 
потенціал допустимого зниження навантаження, швидкість зниження 
навантаження, максимально можлива тривалість раптових відключень, що не 
призводить до зриву технологічного процесу, максимально можлива 
тривалість роботи в умовах регулювання навантаження. 
Таблиця 3.1 
Традиційна класифікація споживачів 
Основна ознака 
Класифікаційні групи споживачів 
класифікації 
Вид споживачів – Населення (побутові споживачі): 
– Міське; 
– Сільське; 
– Промислові споживачі: 
– Великі (750 кВА і вище); 
– Дрібні (до 750 кВА) 
– Транспорт: 
– Електрифікований залізничний; 
– Електрифікований міської; 
 
72 
 
– Непромислові споживачі; 
– Сільськогосподарські товаровиробники. 
Наявність у споживача власної – Споживачі з великої генерацією; 
генерації – Споживачі із середньою генерацією; 
– Споживачі з дрібної генерацією; 
– Споживачі без генерації. 
Наявність у споживача – Власне джерело відсутнє. 
власного джерела генерації – У споживача є власне джерело, який не видає енергію в 
електроенергії мережу. 
– У споживача є власне джерело, який видає енергію в 
мережу. 
– У споживача є власний резервний або аварійне джерело 
живлення 
Вид одержуваного ефекту – Зниження навантаження в години максимуму; 
регулювання – Збільшення навантаження в години провалу; 
– Обидва види ефекту; 
– Збереження балансу енергосистеми; 
– Відключення навантаження. 
Ступінь «активності» – Відсутнє; 
споживача (ступінь участі – Обладнання споживача регулюється автоматичними 
споживача в регулюванні) приладами з заданими ціновими параметрами; 
– Обладнання споживача регулюється автоматично по 
команді системного оператора (енергосистеми); 
– Обладнання споживача регулюється самим споживачем 
по команді системного оператора; 
– Обладнання споживача регулюється самим споживачем 
у відповідь на цінові сигнали ринку. 
Вид технологічного процесу – Процес однаковий для кожного циклу, але за рахунок 
споживача зміни часу початку циклу (змінний графік включення) 
можна перенести навантаження з годин максимального 
навантаження енергосистеми; 
– Процес безперервний і несдвігаем, але продукція різна 
по електроємна, а сам процес регулюємо за 
інтенсивністю; 
– Процес допускає переривання або зупинку; 
– Процес вільний від обмежень на зниження 
навантаження. 
Потенціал допустимого – 0 %; 
зниження навантаження – 10 %; 
– 30 %; 
– 50 %; 
– 75 %; 
– 100 %. 
 
73 
 
 
Швидкість зниження – 0 годин; 
навантаження (час, – 1 год; 
необхідний для реалізації – 3:00; 
ситуаційного зниження – 8:00; 
навантаження (завчасність – 24 години. 
попередження)) 
Максимально можлива – 1 секунда; 
тривалість раптових – 1 хвилина; 
відключень, що не призводить – 30 хвилин; 
до зриву технологічного – більше 30 хвилин 
процесу 
 
Із застосуванням розробленої  ( з використанням даних робіт [35 - 
51]) в магістерської роботі моделі прийняття рішень «активним» споживачем 
були виділені основні фактори, що впливають на поведінку «активного» 
споживача: 
– ціна на споживану з мережі електроенергію і формула її розрахунку 
(вид тарифу); 
– наявність власної генерації; 
- можливість видачі в мережу електроенергії, що виробляється на 
власної генерації; 
– принцип ціноутворення на електроенергію, що видається в мережу 
від власної генерації; 
– оцінка грошового еквівалента вигідності режиму 
енергоспоживання; 
– наявність можливості перенесення навантаження устаткування в 
часі. 
На підставі традиційних характеристик споживачів і основних 
факторів, що впливають на поведінку активного споживача, були виділені 
основні класифікаційні ознаки (рис. 3.1), що послужили базою для певної  
класифікації споживачів з точки зору ступеня залученості споживачів в 
ланцюжок створення цінності і потенціалу участі в програмах з управління 
попитом (рис. 3.2).  
 
74 
 
 
 
Рис. 3.1. Схема виділення основних класифікаційних ознак споживачів 
 
 
75 
 
«Активний» споживач: 
– існує можливість для регулювання навантаження; 
– готовність участі в регулюванні навантаження; 
– готовність виконувати активні дії. 
«Умовно-активний» споживач: 
– існує можливість для регулювання навантаження; 
– готовність участі в регулюванні навантаження; 
– відсутня готовність виконувати активні дії. 
«Пасивний» споживач: 
– відсутня можливість для регулювання навантаження; 
– існує можливість для регулювання навантаження, але відсутня 
готовність участі в регулюванні навантаження. 
Крім того, «активні» і «умовно-активні» споживачі в залежності від 
наявності власної генерації класифікуються наступним чином: 
– споживачі-виробники (prosumers); 
– споживачі, що надають системні послуги. 
Вказана класифікація «активних» споживачів з точки зору рівня 
потенціалу участі в програмах управління попитом враховує досить повно як 
традиційні характеристики споживачів в енергетиці, так і основні фактори, 
що впливають на поведінку активного споживача, що дозволяє в подальшому 
використовувати її з метою адаптації механізмів реалізації та стимулювання 
активної поведінки споживача для кожної виділеної категорії споживачів. 
 
 
 
 
 
76 
 
 
 
Рис. 3.2. Класифікація споживачів з точки зору потенціалу участі  
в програмах з управління попитом 
 
 
 
 
 
77 
 
3.2 Обґрунтування системи механізмів реалізації та 
стимулювання активної поведінки споживача  
 
Стимулювання споживачів може мати різний характер. В теорії 
управління виділяється інституційне (адміністративне) та мотиваційний 
управління. Під інституціональним управлінням розуміється вплив на 
обмеження і норми діяльності, під мотиваційним управлінням – вплив на 
переваги  [51, 52]. 
 
3.2.1 Інтеграція власної генерації 
В області управління власною генерацією мотиваційне управління 
направлено на створення економічних умов, що роблять генерацію вигідною 
для «активного» споживача. Безпосереднє ж управління потужністю 
генерації «по команді» системного оператора відноситься до 
інституціонального управління [31, 32]. 
Для реалізації функції управління завантаженням власної генерації 
необхідно вирішити такі завдання: 
– технологічна інтеграція в енергосистему; 
– розробка стандартів приєднання до енергосистеми; 
– розробка вимог для отримання генерацією споживача статусу 
кваліфікованого постачальника; 
– розробка процедури отримання генерацією споживача статусу 
кваліфікованого постачальника; 
– створення економічних стимулів для реалізації стратегії управління 
генеруючою потужністю; 
– надання вибору суб'єкту щодо участі в інституціональному 
регулюванні навантаження «по команді» системного оператора; 
– надання можливості подачі цінових заявок на продаж 
електроенергії, що  виробляється  власною генерацією, на ринок; 
 
78 
 
– збереження можливості проведення взаєморозрахунків за 
трансфертною ціною на обсяг електроенергії, що виробляється власною 
генерацією та споживається самим споживачем. 
 
3.2.2 Механізм стимулювання розвантаження 
Традиційно в електроенергетиці підтримання балансу попиту і 
пропозиції з метою забезпечення надійного енергопостачання здійснюється з 
використанням ресурсів генерації (Supply Side Management) [31, 32]: зміст 
необхідного обсягу резервуючій потужності, покриття пікового попиту за 
рахунок завантаження пікових електростанцій (ГЕС, ГАЕС, ТЕС). 
При переході до інтелектуальної енергетиці забезпечення 
балансування попиту і споживання здійснюється за рахунок реалізації 
властивості «активності» споживача (Demand Side Management). При цьому 
необхідно забезпечити формування економічного механізму, стимулюючого 
споживача до управління режимами свого енергоспоживання в періоди 
пікових цін з метою балансування системи [3, 33]. 
Для цього необхідно забезпечити для споживача індивідуальний 
економічний ефект від участі в управлінні своїм енергоспоживанням – ввести 
новий вид системної послуги – послуга з оперативного скидання / набору 
навантаження, яка буде розглядатися як еквівалент додаткового 
завантаження / розвантаження генерації. Якщо ціна, запропонована 
споживачем за розвантаження / завантаження, нижче ціни, запропонованої 
генератором, то балансування на ринку буде забезпечуватися при більш 
низькій ціні. При цьому необхідно враховувати зазначені обсяги як 
безпосередньо на спотовому ринку електроенергії, так і на ринку потужності 
– як еквівалент змісту резервного генератора. 
Реалізація запропонованого механізму може бути складною в частині 
дрібних роздрібних споживачів в силу малого обсягу енергоспоживання, яка 
здатна вплинути на формування ціни на ринку. Тому доцільно також 
розглянути можливість створення учасника інфраструктури, нового агента 
 
79 
 
ринку – агрегатора, координуючого участь дрібних споживачів в управлінні 
енергоспоживанням на ринку [31, 50, 51]. Зазначений учасник реалізує  
механізм «віртуальної електростанції» – агрегує вільну потужність 
розподіленої генерації, а також споживачів, готових знизити навантаження в 
рамках механізмів управління попитом, і управляє зазначеної потужністю з 
єдиного центру за допомогою Інтернет-системи як блоком однієї 
електростанції. 
 
3.2.3 Механізм зустрічного планування 
Конструкція ринку «на добу вперед» і балансуючого ринку відповідає 
принципам механізму зустрічних планів. Суть механізму зустрічних планів 
полягає в тому, що споживачі самі визначають і повідомляють свій прогноз 
споживання, що забезпечує надійність і точність прогнозування. Споживач 
оплачує плановий обсяг за базовою ціною, крім того, перевитрата і 
недовитрата оплачуються зі штрафними коефіцієнтами. Наявність штрафів 
стимулює споживача до максимально точного планування [3, 33, 9]. 
При відхиленні фактичного споживання від планового споживач 
потрапляє на балансуючий ринок, де відповідні обсяги перевищення 
купуються за дорожчою ціною, а обсяги «недобору» продаються назад на 
ринок за зниженою ціною. 
Для реалізації положень концепції «активної» споживача необхідно в 
діючій моделі ринку електроенергії переглянути штрафні коефіцієнти за 
гнучке реагування споживачів таким чином, щоб можна було інтегрувати 
механізм стимулювання розвантаження в існуючу систему ринків 
електроенергії та потужності. 
 
 
80 
 
3.2.4 Механізми управління попитом 
Взаємодія між «активним» споживачем і енергетичною компанією 
включає в себе велику кількість різних тарифів: тарифи за електроенергію, 
тарифи за використання потужності, тарифи на підключення до 
енергосистеми [3, 33, 9, 52]. 
Тарифи для промислових і побутових споживачів можуть залежати 
від регіону розташування споживача, часу доби, споживаної потужності, 
накопиченого обсягу споживання, планового обсягу споживання, 
завантаженості розподільних електромереж, оптової або роздрібної ціни 
електроенергії на роздрібному або оптовому ринку та інших чинників. 
Мотивуюча роль тарифів в управлінні поведінкою учасників системи 
полягає в створенні економічних стимулів для певного способу їх дій чи 
поведінки. Управління поведінкою через тариф на товар або послугу майже 
автоматично передбачає диференціацію тарифу – різні ставки відповідають 
різним способам поведінки; для стимулювання потрібних дій тарифи 
знижуються, для заборони небажаної поведінки – підвищуються. 
Принциповою є здатність суб'єкта управління вимірювати і 
спостерігати поведінку активного об'єкта управління. Заміри повинні бути 
об'єктивними, тому що на їх основі проводиться вибір тарифів і 
визначаються суми взаєморозрахунків. Отже розробка гнучких меню тарифів 
для споживачів електроенергії передбачає розвиток системи приладових 
вимірів, в першу чергу, споживання електроенергії. 
Основу економічної мотивації дають методи і механізми управління 
попитом (Demand Responses – англ.). 
Управління попитом – це комплексний підхід до взаємодії зі 
споживачем, заснований на його активної участі у формуванні та 
регулюванні навантаження із застосуванням заходів заохочень «активного» 
споживача. Програма управління попитом включає управління 
навантаженням і динамічне ціноутворення, наприклад [53]. Система 
управління попитом в електроенергетиці включає в себе технологічні 
 
81 
 
аспекти (контроль перетоків, система обліку), а також економічні 
(маркетингові) аспекти – систему модифікації тарифів і цін. 
У систему управління попитом включаються такі програми [53]: 
– пряме управління навантаженням (ПУН); 
– програми вимог (пропозицій) навантаження або програми зворотної 
купівлі; 
– тариф, диференційований за часом доби; 
– комерційні / промислові варіанти програми: 
– програми переривання; 
– програми зниження навантаження; 
– тарифікація в режимі реального часу; 
– програми вимог (пропозиції) навантаження або програми зворотної 
купівлі. 
Зазначимо, що у світовій практиці розроблено кілька способів 
управління навантаженням, частина з яких вже успішно реалізується і в 
українській  господарської практиці.   
Пряме управління навантаженням (ПУН). Програми ПУН 
призначаються для споживачів з обладнанням, що може бути вимкнено або 
працює циклами протягом відносно короткого періоду часу. Найбільш 
поширені сфери застосування, в порядку часткою участі: 
– центральні кондиціонери для житлових приміщень; 
– водонагрівачі; 
– насоси для басейну; 
– електричні опалювальні прилади з пристосуваннями для зберігання. 
Для прийому сигналів від енергетичної або мережевої компанії 
обладнання на стороні споживача повинно бути обладнане відповідними 
приймачами і виконавчими механізмами відключення. Програми ПУН як 
правило є обов'язковими до виконання після того, як споживач вирішує брати 
участь. Добровільна участь можлива для активних споживачів в деяких 
 
82 
 
технологічно досконаліших інтелектуальних мережах і може стимулюватися 
більш низькими платежами за участь [54]. 
Система заохочень для споживачів залежить від декількох факторів, 
включаючи [54]: 
– тип контрольованого обладнання; 
– рівень контролю; 
– середній рівень скорочення навантаження; 
– рівень скорочення навантаження. 
Зрозуміло, що чим складніше система заохочень, тим більшими 
повинні бути економічні стимули для того, щоб споживачі усвідомлено в ній 
брали участь. 
Встановлення необхідного обладнання та підключення споживача до 
даної програми може здійснюватися за рахунок постачальника 
електроенергії, за рахунок споживача (як одноразово, так і у формі 
розподіленої в часі доплати), а також спільно в обумовленій пропорції. 
Знижки на встановлення обладнання можуть стати істотним чинником, що 
стимулює участь населення в програмі. 
Програми вимоги (пропозиції) навантаження або програми 
зворотної купівлі можуть використовуватися у випадках, коли звичайний 
споживач хоче відмовитися від споживання електрики за високою ціною. Як 
правило, це – добровільні програми, так як у споживача є вибір щодо того, як 
довго брати участь в програмі в будь-який день [55, 31]. 
В рамках даної програми споживач отримує інформацію про ціни на 
покупку через Інтернет і вживає відповідних заходів, щоб управляти 
піковими навантаженнями, продаючи свою невикористану енергію назад за 
цінами, що діють в даний момент. Ключове питання для програм зворотної 
купівлі – як їх модернізувати або вдосконалити для забезпечення можливості 
посилати цінові сигнали. Важливим також є запобігання можливостей 
спекуляції з боку споживачів через завищення запланованих навантажень і 
потім зворотний продаж свідомо надлишкової електроенергії. 
 
83 
 
Тарифи, диференційовані за часом доби розроблені, щоб краще 
відобразити структуру витрат виробника, де показники вище під час пікових 
періодів і нижче під час непікових періодів [55]. Тут можливі і добровільні, і 
обов'язкові програми. Ці програми можуть носити добровільний і 
примусовий характер. 
Добровільні програми дозволяють споживачам спочатку вибрати, а 
пізніше відмовлятися, хоча вони повинні залишитися в рамках погодженого 
проміжку часу, наприклад, на один рік. Ці програми найбільше підходять для 
споживачів, які використовують більше енергії під час непікових періодів. Це 
становить серйозну проблему для добровільних програм, тому що  у 
постачальників можуть знизитися доходи, якщо будуть брати участь 
споживачі тільки з сприятливими параметрами навантаження [56]. 
Примусові програми розроблені для цілих сегментів споживачів, і всі 
споживачі зобов'язані в них брати участь. Наприклад, всі споживачі з певним 
рівнем споживання можуть бути зобов'язані купувати енергію за тарифами, 
диференційованими за часом доби [56, 57]. 
Втім, добровільність участі споживача не завжди передбачає 
зменшення прибутків енергетичної компанії. При правильному підході 
розробляється меню тарифів, орієнтованих на різні групи споживачів. Кожен 
входить до меню тариф реалізує певний компроміс між інтересами 
постачальника і певної групи споживачів. При цьому меню організовано 
таким чином, що споживачеві вигідно вибирати тариф, розрахований саме на 
його тип. Така диференціація зменшує втрати від усереднення особливостей 
споживачів у великих сегментах і дозволяє отримати додатковий дохід. 
Якщо показники розроблені належним чином і поведінка споживачів 
змінюється в розумних межах, доходи постачальника можуть не залежати від 
примусових програм. Таким чином, споживачі, економлять гроші на тарифах, 
диференційованих за часом доби, що компенсуються за рахунок споживачів, 
які платять більше. Коли поведінка змінюється в бік зменшення пікового 
попиту і споживання під час дешевших періодів часу, коефіцієнти 
 
84 
 
навантаження поліпшуються і, з часом, всі тарифи можуть бути знижені 
щодо їх рівня без урахування тарифів, диференційованих за часом доби [56, 
57]. 
Ключові питання включають в себе вимір, складання рахунків, і 
споживчу обізнаність. Покращені системи вимірювання необхідні, як 
правило, в кожному будинку для того, щоб реєструвати обсяг споживання за 
часом доби, замість того, щоб щомісяця вимірювати обсяги використання для 
виставлення рахунків. Сучасні системи вимірювання вимагають більш 
складних інтелектуальних мереж і обчислювальних систем для перекладу 
обсягу споживання на рахунки для оплати [56, 58]. 
Наступні ключові питання пов'язані з визначенням пікових і непікові 
періодів. У деяких комунальних організацій є два періоди ценобразованія в 
день, у інших три, буває і чотири. Зазвичай вихідні та святкові дні вважають 
непікові. Особливо цікаве питання полягає в тому, які тарифи 
використовувати в кожен період, так як розподіл постійних і змінних витрат 
не тільки по класах споживачів, але також і за періодами часу може 
грунтуватися на міркуваннях, що  істотно відрізняються [58]. 
Комерційні / промислові варіанти програми – програми управління 
піковими навантаженнями також доступні для споживачів комерційного та 
промислового класу споживачів. Фактично, серед цих видів програм існує 
більше різноманітності. 
Програми зниження навантаження є крайнім варіантом програм 
переривання [59]. По-іншому такі програми можна назвати "режим 
зниженого споживання потужності". Ключові особливості: 
– менші очікувані скорочення навантажень, мінімум на 100 – 200 кВт, 
але можливо і 500 кВт або 1 000 кВт; 
– менша кількість запитів скорочення, наприклад 15; 
– вимога щодо зниження тільки в певні дні та час, наприклад, будні 
дні і між 11:00 і 19.00; 
– примусова участь після укладення угоди; 
 
85 
 
– маленькі штрафи за відмови скорочення навантаження; 
– кредити, засновані на обсязі зниженою навантаження, зменшують 
розмір стандартних тарифів. 
Більш підходить для комерційних споживачів, такі, як офіси і 
роздрібні споживачі. Споживачі з резервними генераторами можуть не тільки 
зменшити навантаження, але також і самі покривати частину навантаження. 
Одна з особливостей програми зниження навантаження полягає в 
тому, що вона може бути використана як окремими учасниками, так і 
колективно. Більшість програм звертається до споживачів індивідуально і 
винагороджує їх окремо, але деякі програми можуть бути націлені на 
кооперацію, самоорганізацію споживачів і створення ними співтовариств з 
власної енергетичною інфраструктурою. 
Тарифікація в режимі реального часу заснована на пропозиції 
варіанти ціноутворення, заснованого на тарифі, диференційованому за часом 
доби [60]. Періоди часу і тарифи можуть бути стандартними, що залежать від 
часу використання, які зафіксовані для всіх сезонів на рівні пікових і непікові 
цін. 
Більш вдосконалена альтернатива – тарифікація в режимі реального 
часу, коли ціни змінюються годину за годиною. Споживачі можуть 
добровільно брати участь, але повинні залишатися в програмі протягом 
деякого встановленого періоду часу, наприклад, один рік. Конструкція 
програми включає: 
– день перед ціноутворенням з погодинними витратами; 
– день ціноутворення з погодинними витратами, і  добровільні зміни 
навантаження з боку споживача. 
Досвідчені споживачі можуть включити схему ціноутворення 
постачальника електроенергії в свою систему управління енергією. Великі 
цінові розходження між періодами з високим і низькими цінами можуть 
автоматично викликати великі зміни в споживанні електроенергії. 
 
86 
 
Слід зазначити, що на відміну від існуючих варіантів тарифікації в 
режимі реального часу, перехід до інтелектуальної енергосистемі передбачає 
також зниження горизонту планування на спотовому ринку: для 
балансуючого ринку – максимальне наближення до режиму реального часу (в 
той час як зараз балансуючий ринок проводиться раз в 4 години). 
Програми вимоги (пропозиції) навантаження або програми 
зворотної купівлі побудовані на тому, що споживач користується 
стандартним тарифом, але отримує можливість брати участь або планувати 
скорочення навантаження у відповідь на запити комунальної компанії. 
Важливим питанням є визначення ціни пропозиції. 
Є чотири загальних схеми ціноутворення [60, 61]. 
– Споживачам пропонується фіксований відсоток від оптової ціни на 
ринку наявного товару. Відсоток може змінюватися в залежності від 
постачальника частково через те, чи хочуть вони повернути адміністративні 
витрати і заробити прибуток. 
– Змінний відсоток оптових цін на ринок електроенергії. Відсоток 
змінюється в залежності від системи і ринкових умов. 
– Постійна ціна, відповідно до якої споживач визначає на початку 
програми, яка кількість навантаження він отримає за вказаною ціною. 
Постачальник може спочатку звернутися до тих споживачів, які погодилися 
на найнижчі ціни зворотної купівлі, і якщо буде необхідність звернутися до 
інших споживачів. 
– Змінна ціна, яку визначає споживач. Мінлива ціна може бути 
визначена для кожного випадку споживачем або може перебувати в межах 
діапазону, узгодженого з постачальником. Коли споживач пропонує (робить 
заявку) у відповідь на запит постачальника, організація може оцінити 
заявлені навантаження і ціни, щоб вирішити, скільки взяти і від яких 
споживачів. 
 
 
87 
 
3.3 Оцінка результативності реалізації концепції «активного» 
споживача 
Найбільш повна класифікація, на думку автора, представлена в 
дослідженнях Департаменту енергетики США [38, 62-64]. Так, у зазначеній 
класифікації виділені три категорії переваг, одержуваних від реалізації 
активної поведінки споживачів: прямі, непрямі і інші переваги. Прямі 
переваги з'являються у споживачів, що здійснюють дії з управління попитом, 
а непрямі та інші переваги – отримують інші споживачі і стейкхолдери.  
Оцінка результативності реалізації концепції «активного» споживача 
є складним завданням, що вимагає зокрема моделювання роботи 
енергосистеми в нових умовах [65]. Проте на базі запропонованої  
доопрацьованої автором методики обґрунтування стратегії «активного» 
споживача, що включає формування графіка енергоспоживання і режиму 
завантаження власної генерації, можна здійснити оцінку одного з ефектів, 
одержуваних споживачами – зниження витрат на енергопостачання за 
рахунок оптимізації графіків енергоспоживання і режимів роботи власної 
генерації. 
 
Висновки до розділу 3 
1. На підставі класифікаційних ознак, виділених з використанням 
традиційних характеристик споживачів і основних факторів, що впливають 
на поведінку активного споживача, виявлених при розробці інструменту 
реалізації його функцій, запропонована класифікації споживачів з точки зору 
ступеня залученості споживачів в ланцюжок створення цінності і потенціалу 
участі в програмах з управління попитом. 
2. Характеристики, які послужили основою для розробки 
класифікації, дозволяють в подальшому використовувати її з метою розробки 
або адаптації механізмів реалізації та стимулювання «активної» поведінки 
споживача для кожної виділеної категорії споживачів. 
 
88 
 
3. Запропоновано доопрацьовану систему механізмів реалізації та 
стимулювання активної поведінки споживача в Україні, що заснована на 
принципах мотиваційного управління. За результатами аналізу зарубіжного 
досвіду, а також особливостей ринку електричної енергії в Україні 
сформовані основні положення запропонованих механізмів. 
4. Адаптовано  підхід   до формування системи механізмів реалізації 
та стимулювання «активного» споживача в Україні дозволяє визначити 
систему заходів щодо зміни організаційно-економічних відносин в  
електроенергетиці, спрямованих на створення економічних стимулів, що по-
перше, дозволяють інтегрувати в енергосистему власну генерацію 
споживача, а , по-друге, побудувати гнучку систему тарифів, спрямованих на 
формування бажаної поведінки споживачів. 
 
 
89 
 
РОЗДІЛ 4 
ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ ЗА 
РАХУНОК АКТИВНОГО ВПЛИВУ СПОЖИВАЧІВ НА ЇЇ РЕЖИМИ 
 
4.1 Застосування «активного» споживача при вирішенні 
режимних задач 
 
Для початку потрібно визначити коло завдань, які можливо вирішити 
за допомогою «активного» споживача. Як відомо, найбільш значущими 
параметрами в електричній мережі є: рівень напруги в її вузлах і втрати 
потужності. Тому головним чином слід зупиниться саме на цих показниках.  
На рис. 4.1 приведена найпростіша лінійна схема, на підставі якої 
можна розглянути і представити роботу «активного» споживача. 
 
 
 
Рис. 4.1.  Схема електричної мережі 
 
90 
 
Джерелом електроенергії на схемі умовно позначений елемент G1, 
який можна розглядати як ідеальне джерело нескінченної потужності. 
Джерело G1 живить двох споживачів: споживач N2 отримує живлення через 
трансформатор Т2, і дві лінії L1 і L2, а споживач N3, відповідно, через 
трансформатор Т3 і лінії L1 і L3. Також на схемі відмічені шини (Ш1–Ш6), 
які є ключовими точками. До шин можуть підключатися будь-які види 
розглянутих елементів мережі: джерела електроенергії, лінії електропередач, 
трансформатори і навантаження. Тому вони є важливим елементом мережі. 
Моделювання мережі здійснюється шляхом подання кожного елемента 
мережі у вигляді певного агента, тобто джерелу відповідає агент джерела  
( AG1 ), трансформатору – агент трансформатора ( AT2 , AT3 ), лінії 
електропередач – агент лінії (AL1 ,AL2 ,AL3 ),  споживачам N2 та N3 – 
відповідно агенти навантаження (AN2 ,AN3 ,), шинам – агенти шин 
(AШ1 −AШ6 ,). Таким чином схема перетвориться до виду, що зображений на 
рис. 4.2. 
 
 
 
Рис. 4.2. Схема розташування та взаємозв'язків  «активного» споживача  
 
 
91 
 
На рис. 4.2 стрілочками показані прямі і зворотні взаємозв'язки 
агентів. Кожен агент може взаємодіяти тільки із сусідніми агентами, таким 
чином усувається необхідність наявності надмірно великої кількості 
взаємозв'язків і ліній зв'язку між агентами. За допомогою тільки цих 
обмежених можливостей взаємодії агенти можуть передавати один одному 
повідомлення і дані, і таким чином впливати на своїх сусідів. 
Агенти шин виконують певний набір функцій, перша з яких полягає в 
підсумовуванні окремих навантажень.  
Наприклад, на рис. 4.1 кожне з двох навантажень (N2, N3) 
представлено у вигляді єдиного споживача, проте якщо їх представити 
деяким набором окремих навантажень, то в завдання агентів шин АШ4 і 
АШ6 буде входити підсумовування цих навантажень для отримання 
загального значення навантаження. 
 
N
SN =Si  ,      (4.1) 
i=1
 
де SN – загальне навантаження, що підключено до шин,  
Si  – навантаження i-го підключення,  
N – загальне число підключень. 
Друга функція стає очевидною, якщо розглянути більш детально шини 
Ш2. Як видно з рис. 4.1, основний потік електроенергії підходить до цієї 
шині по лінії L1, а далі розподіляється по лініях L2 і L3. Відповідно до цього 
на агента шин покладається функція контролю балансу потужностей. 
 
SG =SN  ,       (4.2) 
 
де SG – сумарне значення потужності, що приходить до шини,  
 
92 
 
S – сумарне значення потужності, що відходить споживачам або 
N
необхідне значення потужності. 
Агенти ліній мають інформацію про тип власної лінії і про її 
максимальну пропускну спроможність, що в кінцевому результаті впливає на 
можливості електропостачання. 
 
SL  SLmax  ,                                                      (4.3) 
 
де SL – значення потужності, яка протікає через лінію, 
SL max – максимальне значення пропускної здатності лінії. 
Аналогічним чином, агенти трансформаторів мають інформацію про те, 
якому типу трансформатора вони відповідають, про його номінальну 
потужність і перевантажувальну здатність. 
 
ST  ST max  ,                                                     (4.4) 
 
де ST – значення потужності, яка протікає через трансформатор,  
ST max – максимальне значення переданої потужності. 
З урахуванням перевантажувальної здатності трансформатора 
 
S = k S ,                                                  (4.5) 
Tmax пер Tном
 
де kпер – коефіцієнт перевантаження трансформатора, який може 
змінюватися, наприклад,  в межах (1-1,4), залежно від попереднього режиму 
роботи трансформатора. 
Таким чином, агент трансформатора відстежує ступінь завантаження 
трансформатора в часі і відповідно до цього параметра може змінювати 
коефіцієнт перевантаження k , що в значній мірі важливо для 
пер
 
93 
 
двотрансформаторних підстанцій. При цьому виконуються (або 
враховуються)  співвідношення (4.1) – (4.5). Враховуючи, що і на тупикових 
підстанціях при нерівномірності графіка навантажень можлива робота 
трансформатора в різних режимах, в тому числі і з перевантаженням, тому 
дана здатність силового трансформатора є значущою. 
З урахуванням всіх цих обмежень робота АС здійснюється наступним 
чином: в початковий момент часу є деякий розподіл потужностей у 
зазначеній схемі. Припустимо, що споживачеві N3 потрібна більша кількість 
потужності, тоді агент навантаження AN3  створює запит про надання більшої 
кількості потужності і передає його агенту шин AШ6 . Так як у агента шин 
AШ6  немає власних ресурсів для надання додаткової потужності, то він 
перенаправляє запит агенту трансформатора AT3 . Агент AT3  перевіряє 
можливість передачі через трансформатор додаткової кількості 
електроенергії і, переконавшись в наявності такої можливості, передає запит 
агенту шин вищої напруги AШ5 . Агент шин AШ5 , маючи тільки одну 
відповідну лінію, передає цей запит агенту цієї лінії AL3 . Агент лінії AL3  
перевіряє завантаження власної лінії і, визначаючи можливість передачі 
додаткової кількості потужності, перенаправляє запит агенту шин AШ 2 . 
Агент шин AШ 2 , володіючи інформацією про перетоки потужності, робить 
висновок про переспрямування запиту агенту лінії AL1 . Агент AL1  також 
перевіряє власні резерви і тільки після цього перенаправляє запит агенту шин 
AШ1 . А агент шин AШ1  відповідно перенаправляє його агенту генерації AG1 , і 
після отримання позитивної відповіді передає його агенту лінії AL1 . Далі ця 
відповідь по черзі передається всіма тими ж агентами і досягає свого 
відправника – агента навантаження AN3 . 
Таким чином, поліагентна система здатна визначати параметри 
режимів роботи мережі на підставі локальних даних про параметри елементів 
мережі і їх пропускної здатності. Однак, агентам необхідно враховувати не 
 
94 
 
тільки фактичну здатність передачі необхідної кількості електроенергії, а й 
фактичне падіння напруги, яке в деяких випадках може перевищувати 
допустимі значення. Також величезне значення має величина втрат активної 
та реактивної потужностей в цих елементах мережі. Регулюючи ці параметри 
шляхом встановлення компенсаторів реактивної потужності або елементів 
розподіленої генерації, можна досягти ефекту перерозподілу потоків 
електроенергії, зниження втрат і підвищення рівня напруги. 
 
4.2 Збереження стабільного рівня напруги в мережах за допомогою 
«активних» споживачів 
 
В даний час майже всі споживачі отримують електроенергію з 
електроенергетичного комплексу. Від параметрів електроенергії, що 
постачається, в першу чергу залежить нормальна робота електроустановок 
споживачів, характеристики яких можуть істотно змінюватися, а також 
втрати електроенергії в самій системі електропостачання (наприклад, при 
зниженні рівня напруги). Ці умови підкріплюються ДСТУ EN 50160:2023 
[66], що розповсюджується на ряд параметрів електроенергії, що 
постачається, і одним з таких параметрів є  допустимий рівень напруги. 
Основною функцією регулювання напруги при роботі розподільчих 
систем є збереження стабільного рівня напруги в системі в допустимих 
межах. Потрібна напруга може бути отримана або при зміні коефіцієнту 
трансформації силових трансформаторів, або зміні параметрів мережі, або 
зміні величини реактивної потужності, що протікає в мережі. 
Пристрій регулювання напруги під навантаженням (РПН) є 
невід'ємною частиною більшості трансформаторів з номінальною напругою 
35–330 кВ, тому даний спосіб регулювання напруги є найбільш пріоритетним 
[67]. Однак в розподільних мережах 6–10кВ в основному застосовуються 
трансформатори з невеликою потужністю (400–630 кВА), у яких є тільки 
пристрій перемикання без збудження( ПБЗ ). 
 
95 
 
Розміщення базових пристроїв РПН трансформаторів показано на 
рис. 4.3. 
При цьому контролер на РПН підтримує напругу на вторинній шині U1 
в діапазоні 
 
 ULB  U1  UUB  ,                                                (4.6) 
 
де ULB = Uset − 0,5UDB  – є нижньою межею напруги 
UUB = Uset + 0,5UDB  – є верхньою межею напруги; 
Uset – напруга уставки; 
UDB  – мертва зоно РПН. 
 
 
 
Рис. 4.3. Базова компоновка РПН 
 
96 
 
На сучасних трансформаторних підстанціях пристрої РПН додатково 
забезпечуються функцією компенсації падіння напруги на лінії (ПНЛ) для 
підтримки постійного рівня напруги на шинах споживача без використання 
каналу зв'язку. 
Система оцінює падіння напруги на основі викликаного струму I, 
активного і реактивного опорів лінії і виконує коригування напруги ULC  в 
певній точці, яка вважається центром навантаження – рис. 4.4 – 
співвідношення (4.6). В результаті напруга ULC  підтримується постійним у 
межах: 
 
 ULB  ULC  UUB                                               (4.7) 
 
 
 
Рис. 4.4.  Взаємодія РПН з функцією компенсації падіння напруги на лінії  
 
 
97 
 
Однак на практиці у багатьох трансформаторів, що працюють з РПН, 
функція компенсації ПНЛ відсутня або відключена, в результаті чого 
здійснюється спрощений контроль і, таким чином, запобігають помилковим 
діям. В першу чергу причина такого підходу полягає в тому, що РПН 
використовує для контролю параметри навантаження. Зміни в значенні cosφ 
або потоки активної і реактивної потужностей будуть впливати на 
ефективність ПНЛ.  
При використанні технології  «активного споживача» для вирішення 
поставленого завдання, реальна схема електричної мережі заміщається 
альтернативної, що складається з множини агентів. Кожен агент 
співвідноситься з певним видом електроенергетичного обладнання реальної 
схеми:  
AN1 , AN2 – агенти навантажень N1 і N2;  
AT1 , AT2  – агенти трансформаторів T1 і T2, тощо.  
Агенти стежать за станом і режимом роботи відповідного обладнання, 
прагнучи при цьому до оптимізації зазначених параметрів. 
Зміна параметрів споживачів спричиняє зміну режиму, наприклад, 
якщо відбувається збільшення навантаження у споживача N1, то при 
дотриманні балансу потужностей, рівні напруг на шинах обох споживачів 
знизяться в результаті збільшення потужності, що протікає по мережі. 
Для усунення зазначених провалів напруги необхідно підвищити рівні 
напруги на живильних підстанціях. При цьому відбувається узгодження дій 
агентів у обох споживачів, розташованих у вузлах N1 і N2. На підставі 
зазначеного параметра агент навантаження AN1  складає і відправляє запит 
про необхідність підвищення рівня напруги на шинах N1 0,4 кВ. Процедури 
обміну запитами та відповідями представлені в табл. 4.1. 
 
98 
 
Таблиця 4.1 
Комунікації агентів 
№ кроку дії Пояснення 
1 Агент навантаження AN1  формує запит і відправляє його агенту 
AT1  
2 Агент трансформатора AT1  перевіряє наявність власних 
пристроїв РПН і можливості зміни відпайки. Змінює рівень 
напруги на низькій стороні і відправляє позитивну відповідь AN1 . 
3 AN1  отримує позитивну відповідь. Перевіряє рівень напруги на 
власних шинах, робить висновок про достатній рівень напруги 
 
Проведений аналіз ілюструє істотну перевагу технології  «активного 
споживача», яка полягає в задоволенні обмежень і вимог кожного окремого 
агента по режиму роботи конкретного устаткування, що важко виконати або 
навіть неможливо здійснити в існуючих електричних мережах. 
 
4.3 Алгоритм управління електроенергетичними системами із 
застосуванням технологій впливу «активного» споживача 
 
Проілюструємо застосування технологій впливу «активного» 
споживача для управління електротехнічною системою, до складу якої 
входить кілька джерел, ліній електропередач та споживачів. Зазначені 
джерела живлять споживачів з дотриманням деяких обмежень. 
«Налаштування» конфігурації мережі має на меті визначення джерела 
живлення, яке буде постачати електроенергією споживачу, шляхом 
включення або відключення відповідних ліній електропередачі. Таким 
чином, множина позицій вимикачів визначають конфігурацію мережі. 
Критерієм оптимізації (алгоритмом управління) є умова мінімуму 
втрат    
T M
W =f =min ,                                           (4.8) 
=1 f =1
 
99 
 
при дотриманні наступних вимог: 
- балансів активної Pf  і реактивної Q потужності в мережі в 
fi
кожен момент часу τ інтервалу T  
 
 M
Pf −Pf  − f = 0
i
 f =1 i
  ;                              (4.9) 
M
Qf −Qf  − qf = 0,  =1,T

i
f =1 i
 
- обмежень за величинами струмів у гілках вузлів 
 
Il  Il, доп; l =1,L,  =1,T  ;                                       (4.10) 
 
- обмежень за величиною напруги в вузлах 
 
 Uimin  U1  Uimax ; i =1,N, =1,T ,                        (4.11) 
 
де τ – дискретний час, наприклад, з кроком в 1 годину; 
M – кількість фідерів (підсхем) в мережі. 
Для даного алгоритму – співвідношення (4.8) – (4.11) отримані рішення 
дійсні тільки для наявної конфігурації. 
Невизначеність в генерації призводить до зниження продуктивності, 
яка включає в себе модифікацію (після виникнення обурення) конфігурації 
мережі. Ці зміни в конфігурації мережі повинні проводитися з урахуванням 
задоволення обмежень, які раніше були порушені, а також нова конфігурація 
повинна забезпечувати електроенергією споживачів, які раніше були 
відключені. В системі електропостачання відключення споживачів, тобто 
скидання навантаження, неприпустиме.  
 
100 
 
Ця умова є причиною того, що невизначеності в генерації джерел 
необхідно враховувати при вирішенні поставленого завдання. Однак 
забезпечення споживачів електроенергією (не відключив навантаження) 
може бути здійснено, незважаючи на зазначену невизначеність в генерації. 
При цьому необхідно відзначити, що в реальних електричних мережах 
існують деякі обмеження, які повинні бути закладені в агентів. Основні 
електротехнічні обмеження визначаються наступним чином:  
1. Два джерела не повинні бути взаємопов'язані під час роботи: 
допустима конфігурація не повинна містити шлях, що з'єднує обидва 
джерела.  
2. Кожен споживач повинен бути заживлено тільки від одного джерела.  
3. Отримана конфігурація мережі не може бути кільцевої.  
4. Кожне джерело може видавати тільки обмежену кількість 
потужності (дорівнює К). 
5. Кожна лінія може передавати максимальний потік електроенергії.  
Надалі будемо вважати, що значення максимального потоку дорівнює 
максимальному значенню К. Таким чином, конфігурація мережі, яка 
задовольняє обмеженню 4, також задовольняє обмеженню 5. Перших три 
умови чітко визначають структуру шуканого варіанту електричної мережі, 
таким чином, щоб вона була радіального типу. Ці умови також продиктовані 
необхідністю зменшення струмів короткого замикання і, як наслідок, 
здешевлення вартості вимикачів. Однак таке схемне рішення передбачає 
способи резервування шляхом підключення іншого джерела при відключенні 
першого. 
Пошук рішення здійснюється наступним чином [65]: агенти джерела 
задають рівні напруг, які передаються сусіднім з ними агентам ліній. За цим 
рівнем з урахуванням параметрів ліній електропередач агенти ЛЕП 
визначають початкові наближення рівнів напруги на кінцях ліній (тобто на 
шинах підстанцій у найближчих споживачів).  
 
101 
 
З урахуванням навантаження у споживачів коригуються рівні напруг на 
їх шинах відповідними агентами навантаження і агентами ЛЕП. Ці параметри 
передаються наступним агентам ЛЕП і агентам навантажень. Цикл 
перерахунку і уточнення відбувається повторно для всіх попередніх агентів. 
За наявності кількох ліній попередній агент передає дані всім наступним 
агентам ЛЕП, а ті відповідним агентам навантажень і процес обчисленні 
відбувається паралельно. Отримані при цьому уточнені значення 
потокорозподілу підсумовуються попереднім агентом ЛЕП при зворотному 
ході, і відбувається перерахунок параметрів попередніми агентами.  
Всі ці процеси відбуваються до тих пір, поки деякий агент в ланцюзі 
послідовного розрахунку отримує запит з двох сторін (або одночасно, або по 
черзі). Здійснюючи відповідні розрахунки спочатку для одних параметрів з 
одного боку, а потім для інших параметрів – з іншого, агент порівнює 
отримані дані з розрахованими параметрами і робить висновок про те, які 
параметри є більш оптимальними (наприклад, отриманий рівень напруги 
буде вище розрахункового). Після чого агент вирішує, який вимикач повинен 
бути включений / відключений. 
Якщо є різниця у напрузі (розрахунковій і отриманої), то агент ЛЕП, 
приймаючи за найкращий варіант більший рівень напруги, передає запит 
протилежному агенту, а той розраховує і уточнює відповідні рівні напруг на 
кінці приєднаної ЛЕП. І якщо рівні напруги в цьому випадку більше, то 
відбувається формування запиту наступному агенту, якщо ж ні, то 
розрахунок при цьому припиняється і фіксується положення вимикачів. 
Слід зазначити, що важливу роль відіграє також дотримання умов 
допустимого відхилення напруги ( (5%Uном )  або (10%Uном ) . Якщо 
врахування подальшого навантаження веде до порушення даної умови, то 
агентами подальший розрахунок в цьому напрямку не проводиться, а 
навпаки відбувається повернення до попередніх умов. Таким чином, 
визначається найкраща конфігурація мережі з наявними параметрами 
 
102 
 
навантажень. Однак при будь–якій зміні цих параметрів агентами 
проводиться перерахунок режиму і при необхідності зміна положення 
вимикачів. 
Запропонований алгоритм роботи АС для вирішення завдань 
управління розподільними електричними мережами з метою оптимального 
розподілу навантажень між найближчими джерелами електроенергії при 
дотриманні радіальній конфігурації мережі і допустимому рівні відхилення 
напруги може бути також реалізований в електричних мережах з 
резервуванням. 
 
Висновки до розділу 4 
 
Проведено моделювання радіальної розподільної мережі за допомогою 
технологій впливу «активного» споживача. Запропоновано алгоритм 
взаємодії агентів для визначення режимів роботи мережі на підставі 
локальних даних про параметри елементів мережі. Відзначено, що агентам 
необхідно враховувати не тільки фактичну здатність передачі необхідної 
кількості електроенергії, а й фактичне падіння напруги. 
1. Показано, що у розгалужених мережах радіального характеру АС 
дозволяє врахувати обмеження і вимоги кожного окремого агента по режиму 
роботи конкретного устаткування, а також дозволяє оптимізувати рівні 
напруги на шинах споживачів за допомогою пристроїв РПН на власних 
трансформаторах. 
2. Розроблено алгоритм роботи технологій впливу «активного» 
споживача в складнозамкненій електричній мережі для вирішення задачі 
оптимального розподілу навантажень між джерелами електроенергії при 
дотриманні радіальної конфігурації мережі і допустимого рівня відхилення 
напруги. 
 
 
 
103 
 
ВИСНОВКИ ПО РОБОТІ 
 
1. Уточнено визначення «активного» споживача, визначені його 
завдання, роль і функції в енергосистемі, на підставі чого сформована 
система умов і вимог, необхідних для реалізації поведінки активного 
споживача в енергосистемі, що включає в себе технологічні, економічні та 
організаційні вимоги. 
2. Доопрацьовано методику обґрунтування стратегії «активного» 
споживача, що включає формування графіка енергоспоживання і режиму 
завантаження власної генерації на основі  моделі прийняття рішень 
«активним» споживачем, що відображає економічні інтереси «активного» 
споживача, з урахуванням ступеня задоволеності обраним графіком 
енергоспоживання 
3. На підставі виявлених факторів, що впливають на зміну поведінки 
споживача, запропоновані класифікаційні ознаки «активних» споживачів, які 
дозволяють класифікувати активних споживачів з точки зору рівня ступеня 
залученості споживачів в ланцюжок створення цінності і потенціалу участі в 
програмах управління попитом. 
4. Розроблений підхід до формування системи механізмів реалізації та 
стимулювання «активного» споживача дозволяє визначити систему заходів 
щодо зміни організаційно-економічних відносин в електроенергетиці, що 
дозволяють інтегрувати в енергосистему власну генерацію споживача, а 
також  побудувати гнучку систему тарифів, спрямованих на формування 
бажаної поведінки споживачів. 
5. Проведено моделювання радіальної розподільної мережі за  
допомогою  технологій впливу «активного» споживача. Розроблено алгоритм 
взаємодії агентів для визначення режимів роботи мережі на підставі 
локальних даних про параметри елементів мережі. Відзначено, що агентам 
необхідно враховувати не тільки фактичну здатність передачі необхідної 
кількості електроенергії, а й фактичне падіння напруги. 
 
104 
 
6. Показано, що у розгалужених мережах радіального характеру 
технологія впливу «активного» споживача дозволяє врахувати обмеження і 
вимоги кожного окремого споживача по режиму роботи конкретного 
устаткування, а також дозволяє оптимізувати рівні напруги на шинах 
споживачів за допомогою пристроїв РПН на власних трансформаторах. 
7. Розроблено алгоритм роботи технологій впливу «активного» 
споживача в електричній мережі радіальної конфігурації для вирішення 
задачі оптимального розподілу навантажень між  джерелами електроенергії 
при дотриманні  допустимого рівня відхилення напруги. 
 
 
 
 
 
 
 
105 
 
СПИСОК ВИКОРИСТАННИХ ДЖЕРЕЛ 
 
1. Стогній Б. С. Інтелектуальні  електрічні мережі: світовий досвід і 
перспективи України / Б. С. Стогній, О. В. Кириленко, А. В. Праховник, С. П. 
Денисюк // Пр. Ін-ту електродинаміки НАН України : зб. наук. пр. Спец. вип. 
Ч. 1. – К. : ІЕД НАНУ, 2011. – С. 5–20. 
2. Праховник А. В. Мала енергетика: розподілена генерація у 
системах енергопостачання. / А. В. Праховник. – К. : Освіта України, 2007. – 
464 с. 
3. Денесюк С.П., Базюк Т.Н. Особливості формування активного 
споживача у сучасних електромережах/ Вісник Вінницького політехнічного 
інституту. 2014. № 3. С. 75–79. 
4. S. Pelka, E.J.L. Chappin , M. Klobasa , L.J. de Vries. Energy Strategy 
Reviews. Participation of active consumers in the electricity system: Design 
choices for consumer governance. Volume 44, November 2022, 
https://doi.org/10.1016/j.esr.2022.100992 
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211467X22001869. 
5. Каплун В. В. Smart Grid як інноваційна платформа розвитку 
електроенергетичних систем / В. В. Каплун, В. В. Козирський // Праці 
Таврійського державного агротехнологічного університету. — Мелітополь : 
ТДАТУ, 2011. — Вип. 11. — Т. 4. — С. 35 —46. 
6. Shahidehpour M. Smart Grid: A new paradigm for power delivery // 
IEEE Bucharest Power Tech., Bucharest, Romania, June 28– July 2, 2009, 7 p. 
https://www.researchgate.net/publication/260670952_Smart_Grid_-
_The_New_and_Improved_Power_Grid_A_Survey. 
7. P. Palensky, D. Dietrich, Demand side management: Demand response, 
intelligent energy systems, and smart loads, Industrial Informatics, IEEE 
Transactions on 7 (2011).381–388. 
https://www.researchgate.net/publication/224243498_Demand_Side_Management
_Demand_Response_Intelligent_Energy_Systems_and_Smart_Loads. 
 
106 
 
8. F. Jiyuan, S. Borlase, The evolution of distribution, Power and Energy 
Magazine, IEEE 7 (2009) 63–68. 1540–7977. DOI: 10.1109/MPE.2008.931392. 
https://www.researchgate.net/publication/224387556_The_evolution_of_distributi
on.  
9. Стрелков М.Т. Лібералізація в системі ринку електричної енергії / 
М.Т. Стрелков // Енергетика та електрифікація. – 2012. – №10. – С.10-17. 
10. Стрелков М.Т. Реструктуризація галузевої інфраструктури ринку 
електричної енергії / М.Т. Стрелков // Енергетика та електрифікація. – 2007. – 
№9. – С.3-8. 
11. Стрелков М.Т. Статична модель складу системи ринку 
електроенергії / М.Т. Стрелков // Енергетика: економіка, технології, екологія. 
– 2015. – №3. – С.117-121. 
12. Денисюк С.П.  Технологічні орієнтири реалізації концепції Smart 
Grid в електроенергетичних системах. «Енергетика: економіка, технології, 
екологія». № 1 (2014): 35. DOI: https://doi.org/10.20535/1813-
5420.1.2014.133209 
https://energy.kpi.ua/article/view/133209. 
13. Стогній   Б.С.,   Кириленко   О.В.,   Денисюк   С.П. Інтелектуальні   
електричні мережі електроенергетичних систем та їхнє технологічне 
забезпечення // Техн. електродинаміка. –2010. –No 6.–С. 44–50. 
14. Стогній Б.С., Кириленко О.В., Денисюк С.П. Розвиток  
інтелектуальних  електричних  мереж України на основі положень концепції 
Smart Grid // Пр. Ін-ту електродинаміки НАН України: Зб. наук. пр. Спец. 
вип. –К.: ІЕД НАН України, 2012. –С. 5–13 
15. European Smart Grids Technology Platform.  Vision and Strategy for 
Europe’s Electricity. –2006,  44 p. [Electronic resource] –Mode of access:   
https://www.researchgate.net/publication/261556414_Vision_and_Strategy_for_E
urope's_Electricity_Networks_of_the_Future. 
 
107 
 
16. Денисюк С. П. Оцінка ефективності сумісної роботи 
розосереджених джерел генерації електроенергії, включаючи 
відновлювальні, в електроенергетичних системах [Текст] / С. П. Денисюк, Т. 
М. Базюк, Д. Г. Дерев’янко // Вісник Кременчуцького національного 
університету імені Михайла Остроградського. — 2013. — № 3 (80). 
17. Smart Power Grids — Talking about a Revolution // IEEE Emerging 
Technology Portal, 2009. 
https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=2277707. 
18. Ю.І.ЯКИМЕНКО, В.В.ПРОКОПЕНКО, С.П.ДЕНИСЮК, 
О.М.ЗАКЛАДНИЙ. SMART  системи як одна із основних складових сталого 
розвитку енергетики. Енергетика: економіка, технології, екологія. №1 – 2012. 
С. 4-13.  https://energy.kpi.ua/article/view/160093/159295. 
19. Smart  Grid  –  European  Technology  Platform  for  Electricity  
Networks  of  the  Future.  –  European  Commission, 2005. [Electronic resource] – 
Mode of access: http://www.smartgrids.eu/.  
20. Oliver R. K., Webber M. D. 1982. Supply chain management: 
Logistics catches up with strategy. Outlook, reprinted in: Christopher M. 1992. 
Logistics: The Strategic Issues. Chapman Hall: London; 63–75. 
https://merlinsourcing.com/supplier-relationship-management-factsheet-revamped. 
21. Porter M. E. 1985. Competitive Advantage: Creating and Sustaining 
Superior Performance. Free Press: N. Y. 
https://www.researchgate.net/publication/275609583_PORTER_Competitive_adva
ntage_creating_and_sustaining_superior_performance. 
22. Сучасні тенденції розвитку світової економіки: нові виклики та 
проблеми: матеріали VI Міжнародної науково-практичної конференції (м. 
Одеса, 19 квітня 2019 р.) / за ред. Деркач Т.В., Кобилянської А.В. – Одеса:  
2019. – 260 с. https://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/lib/.pdf. 
23. J. Viner. Bentham and J. S. Mill // American Economic Review 
XXXIX, I949, p. 360–82. https://cooperative-individualism.org/viner-
jacob_bentham-and-j-s-mill-1949-mar.pdf. 
 
108 
 
24. George J. Stigler The Development of Utility Theory. II // Journal of 
Political Economy, Vol. 58, No. 5 (Oct., 1950), pp. 373–396. https://cooperative-
individualism.org/stigler-george_the-development-of-utility-theory-1950-oct.pdf. 
25. Теорія управління [Електронний ресурс] : навчальний посібник / 
І. А. Грузіна, І. О. Кінас, І. М. Перерва та ін. – Харків : ХНЕУ ім. С. Кузнеця, 
2021. – 138 с. https://repository.hneu.edu.ua/bitstream/. 
26. Організаційна поведінка. Аспекти ефективного підприємництва / 
[П. Д. Дудкін, О. Б. Мосій, О. М. Владимир та ін.]. – Тернопіль: ФОП 
Паляниця В.А., 2015. – 252 с. https://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/pdf. 
27. Ситник Г.П., Комаха Л.Г., Рудик А.О. Основи теорії систем та 
системного аналізу: навчальний посібник / за заг. ред. Г.П. Ситника ; ТОВ 
«Академпрес». – Київ, 2024. – 160 с. 
https://ipacs.knu.ua/pages/dop/391/files/16db659a-6764-4c03-86b2-
f517aec290b6.pdf. 
28. Бєльська Т. В. Конспект лекцій з дисципліни «Теорія організації» 
(для студентів магістратури спеціальності 281 – Публічне управління та 
адміністрування) / Харків. нац. ун-т міськ. госп-ва ім. О. М. Бекетова ; уклад. 
Т. В. Бєльська. – Харків : ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2018. – 78 с. 
https://eprints.kname.edu.ua.pdf. 
29. Бех В.П., Туленков М.В. Теорія систем і системний аналіз в 
управлінні: підручник. Київ: Інтерсервіс, 2021. 680 с. 
https://caravela.com.ua/index.php?route=product/product&product_id=116. 
30. Системний аналіз сталого розвитку : навчальний посібник для 
магістрів галузі знань «Управління та адміністрування» / В. П. Бех, Ю. В. 
Бех, М. В. Туленков, В. Л. Акуленко, Н. В. Крохмаль, Я. О. Чепуренко ; за 
заг. ред. В. П. Беха, М. В. Туленкова Мін-во освіти і науки України, Нац. пед. 
ун-т імені М. П. Драгоманова. – К. : «МП Леся», 2015. – 512 с. 
https://files.znu.edu.ua/files/Bibliobooks/Inshi59/0044015.pdf. 
31. Тихоненко С. В., Громадський Ю. С., Савицький С. М., 
Гапон Д.А. Обґрунтування впровадження споживача-регулятора для 
 
109 
 
керування електричним навантаженням в системі електропостачання. 
ЕНЕРГЕТИКА, ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧІ ТЕХНОЛОГІЇ ТА ОБЛАДНАННЯ. 
№ 2/1(28), 2016. С. 22-26. DOI: 10.15587/2312-8372.2016.61616. 
https://journals.uran.ua/tarp/article/view/61616. 
32. Праховник А.В. Проблеми, методи і засоби управління 
використанням електричної енергії / Праховник А.В. Находов В.Ф. - Наукові 
вісті НТУУ «КПІ»- № 1.-1997.- С.41-48. 
33. В.П. Калінчик. Метод розподілу енергоресурсів між споживачами/ 
В.П. Калінчик, В.П.Розен, А.В.Скачок. –- Техніка в сільськогосподарському 
виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: зб. наук. праць 
КНТУ. – 2012.. – № 25, Частина ІІ. – С. 52 – 57. 
DOI: https://doi.org/10.20535/1813-5420.1.2013.141452. 
https://energy.kpi.ua/article/view/141452. 
34. Закон України. Про внесення змін до деяких законів України 
щодо удосконалення умов підтримки виробництва електричної енергії з 
альтернативних джерел енергії. (Відомості Верховної Ради (ВВР), 2020, № 
50, ст.456).  https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/810-20. 
35. Farid Karimi,  Michael Rodi. Energy Transition in the Baltic Sea 
Region: Understanding Stakeholder Engagement and Community Acceptance. 
January 2022. DOI:10.4324/9781032003092. 
https://www.researchgate.net/publication/357592393_Energy_Transition_in_the_B
altic_Sea_Region_Understanding_Stakeholder_Engagement_and_Community_Ac
ceptance. 
36. Brandon Davito, Humayun Tai, Robert Uhlaner. The smart grid and the 
promise of demand-side management // McKinsey & Company, 2010. Atlanta, 38-
44. https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=1453384. 
37. Michael Grubb , Tooraj Jamasb, Michael G. Pollitt. Delivering a Low 
Carbon Electricity System. Technologies, Economics and Policy – University of 
Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2008 – 536 p. 
 
110 
 
https://www.jbs.cam.ac.uk/wp-content/uploads/2024/02/eprg-m-pollitt_-
delivering-the-low-carbon-electricity-system.pdf. 
38. National Action Plan on Demand Response // Federal Energy 
Regulatory Commission, Washington, 2010. 
https://www.calameo.com/books/0000469927ce772068471. 
39. ARCHIVED - Canada's Energy Future: Infrastructure Changes and 
Challenges to 2020 - Energy Market Assessment. 
https://www.cer-rec.gc.ca/en/data-analysis/canada-energy-
future/archive/2009/2009-infrastructure-changes-challenges/. 
40. Nikhil Gudi, Lingfeng Wang, Vijay Devabhaktuni. A demand side 
management based simulation platform incorporating heuristic optimization for 
management of household appliances // Electrical Power and Energy Systems. 
2012 Vol. 43. P. 185–193. 
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2012IJEPE..43..185G/abstract. 
41. Juan M. Lujano-Rojas, Claudio Monteiro, Rodolfo Dufo-Lopez, Jose 
L. Bernal-Agustэn. Optimum residential load management strategy for real time 
pricing demand response programs // Energy Policy. 2012 Vol. 45. P. 671–679. 
https://econpapers.repec.org/article/eeeenepol/v_3a45_3ay_3a2012_3ai_3ac_3ap_
3a671-679.htm. 
42. Kelvin J. A New Approach to Consumer Theory // Journal of Political 
Economy, Vol. 74, No. 2 (Apr., 1966), pp. 132–157. 
https://scispace.com/papers/a-new-approach-to-consumer-theory-
eh8oxxriej?citations_page=9. 
43. Bingnan Jiang, Yunsi Fei. Dynamic Residential Demand Response and 
Distributed Generation Management in Smart Microgrid with Hierarchical Agents 
// Energy Procedia. 2011 Vol. 12. P. 7–90. 
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610211018388. 
44. J. DUNCAN GLOVER.  THOMAS J. OVERBYE. MULUKUTLA S. 
SARM. POWER SYSTEM ANALYSIS & DESIGN. SIXTH EDITION. 864 
pages. Cengage Learning, 2016. 
 
111 
 
https://books.google.com.ua/books/about/Power_System_Analysis_and_Design.ht
ml?hl=fr&id=KHYcCgAAQBAJ&redir_esc=y. 
45. Electric Power. Distribution. Engineering. CRC Press.Taylor & Francis 
Group. 6000 Broken Sound Parkway NW, Suite 300. Boca Raton, FL 33487-2742 
2014 by Taylor & Francis Group, LLCCRC Press is an imprint of Taylor & 
Francis Group, an Informa business. Version Date: 20131023 International 
Standard Book Number-13: 978-1-4822-0705-7 (eBook - PDF). 
https://epeconsulting.com/?utm_term=electric%20power%20engineering&utm_ca
mpaign=Brand+Defense. 
46. Osman Sezgen, Charles Goldman, P. Krishnarao. Option Value of 
Electricity Demand. ERNEST ORLANDO LAWRENCE BERKELEY 
NATIONAL LABORATORY. Environmental Energy Technologies Division. 
October 2005 (Submitted to Energy Journal: November 2, 2003). 
https://eta-publications.lbl.gov/sites/default/files/report-lbnl-56170.pdf. 
47. P. Faria, Z. Vale. Demand response in electrical energy supply: An 
optimal real time pricing approach// Energy. 2011 Vol. 36 P. 5374–5384. 
DOI: 10.1016/j.energy.2011.06.049. 
https://ideas.repec.org/a/eee/energy/v36y2011i8p5374-5384.html. 
48. Барковський В.В. Вища математика для економістів : навч. 
посібник / В.В. Барковський,Н.В. Барковська ; 5-те вид. – К.: Центр учбової 
літератури, 2010. — 448 с. – Режим доступу :  
http://moodle.nati.org.ua/pluginfile.php/12248/mod_resource/content/1/barkovskii. 
49. Працьовитий, М. В. Вища математика. Опорні схеми та алгоритми 
для самостійної роботи студентів. Частина 1 : навч. посіб. / Працьовитий М. 
В., Ковальчук М. Б., Сачанюк-Кавецька Н. В. – Вінниця : ВНТУ, 2019. – 
103 c. https://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/IRVC/Pratsovitij_2019_103.pdf. 
50. ПОСТАНОВА Верховної Ради України Про заходи, спрямовані на 
соціальний захист населення, у зв’язку з підвищенням цін (тарифів) на 
житлово-комунальні послуги. https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1147-
20#Text. 
 
112 
 
51. Hackman S. T. Production Economics. Springer Books, Springer, 
number 978-3-540-75751-1, January. 2008, 516 p. 
DOI: 10.1007/978-3-540-75751-1 
https://ideas.repec.org/b/spr/sprbok/978-3-540-75751-1.html. 
52. Hamish Fraser. The Importance of an Active Demand Side in the 
Electricity Industry // The Electricity Journal, November 2001, 52–73. 
DOI:10.1016/S1040-6190(01)00249-4.  
https://www.researchgate.net/publication/222657163_The_Importance_of_an_Acti
ve_Demand_Side_in_the_Electricity_Industry. 
53. Chin Hui Hao,  Jin Wang. Dynamic pricing in consumer-centric 
electricity markets: A systematic review and thematic analysis. Energy Strategy 
Reviews. Volume 52, March 2024, 101349. 
https://doi.org/10.1016/j.esr.2024.101349. 
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211467X24000567. 
54. Energy Demand Management. Е360. Demand Management Software 
to Slash Peak Demand Charges. 
https://www.sanalifeenergy.com/lp/demand-management-solutions?matchtype. 
55. ECO SPHERE INNOVATIONS . Як автоматизувати процес 
продажу надлишкової електроенергії підприємству. https://e-
si.energy/blog/how-to-automate-the-sale-of-excess-electricity-steps-to-efficienc. 
56. Економіка енергетики: підручник/ за ред. д.е.н., проф. 
Л.Г.Мельника – Суми: Університетська книга, 2015. – 378 с. 
https://files01.core.ac.uk/download/pdf/141450043.pdf. 
57. William W. Hogan. Demand Response Pricing in Organized Wholesale 
Markets // Mossavar-Rahmani Center for Business and Government, John F. 
Kennedy School of Government Harvard University, Cambridge, Massachusetts, 
2010. 
https://whogan.scholars.harvard.edu/sites/g/files/omnuum4216/files/whogan/files/h
ogan_dr_tech_conf_091310.pdf. 
 
113 
 
58. Robert Earle, Sam Newell, Ahmad Faruqui,  Attila Hájos, Ryan 
Hledik. Fostering Economic Demand Response. https://www.brattle.com/wp 
content/uploads/2017/10/6331_fostering_economic_dr_in_miso_earle_et_al__dec
_2008.pdf.  
59. Ott, A.L.: Experience with PJM market operation, system design, and 
implementation. IEEE Trans. Power Systems 18(2), 528-534. 
DOI:10.1109/TPWRS.2003.810698 
https://www.researchgate.net/publication/3266815_Ott_AL_. 
60. Ринки електричної енергії: світовий досвід та українські реалії. 
Частина3. Актуальні питання модернізації енергетичного сектору України. / 
Уклад.: С.В. Казанський. – К.: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2017. – 152 с. 
61. Енергетика. Екологія. Людина. Наукові праці НТУУ «КПІ», ІЕЕ. – 
Київ: НТУУ «КПІ», ІЕЕ, 2013. – 628 с. https://www.google.com/search.  
62. FERC – National Action Planon Demand Response. 
https://www.calameo.com/books/0000469927ce772068471 
63. Potential implementation of demand side approach methods in ERRA 
countries/ Case Study – Paper Prepared by Regional Centre for Energy Policy 
Research (REKK), Budapest: Regional Centre for Energy Policy Research, 2008 – 
102 p. 
https://rekk.hu/analysis-details/78/potential-implementation-of-demand-side-
approach-methods-in-erra-countries. 
64. The National Action Plan on Demand Response // Prepared by staff of 
the Federal Energy Regulatory Commission and the U.S. Department of Energy, 
2011. 
https://www.energy.gov/sites/prod/files/oeprod/DocumentsandMedia/FERC_NAP
DR_-_final.pdf 
65. Мигаль О.О.  Оптимізація режимів роботи електричних мереж із 
використанням відновлюваних джерел енергії в умовах Smart Grid.     
ЗБІРНИК ТЕЗ ДОПОВІДЕЙ СТУДЕНТСЬКОЇ НАУКОВОПРАКТИЧНОЇ 
КОНФЕРЕНЦІЇ ЧДТУ. 22–24 квітня 2025 р. м. Черкаси. с. 135 
 
114 
 
https://er.chdtu.edu.ua/bitstream/ChSTU/5702/1/Збірник%20тез%20доповідей%
20ДСН%20ЧДТУ%202025.pdf. 
66. ДСТУ EN 50160:2023 Характеристики напруги електропостачання 
в електричних мережах загальної призначеності (EN 50160:2022, IDT. 
https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=106226. 
67. Technical application paper Volume 2: MV/LV transformer 
substations, theory and an example of short circuit calculation, February 2008. 
https://library.e.abb.com/public/2c522f583c884a4fbdf3968e1fdf1481/1SDC00710
1G0202.pdf.
ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
