Ключевые слова
Как цитировать
Аннотация
Интеграция фотогальванических систем (ФЭС) в современные электрические сети является критическим элементом глобального энергетического перехода. Однако этот процесс сопровождается значительными техническими вызовами, включая снижение инерции системы, нестабильность напряжения и частоты, гармонические искажения, проблемы релейной защиты и операционной гибкости.
В данной обзорной статье проведён систематический анализ ключевых технических проблем, возникающих при интеграции ФЭС как на уровне маломасштабных распределённых систем, так и на уровне крупномасштабных централизованных солнечных электростанций. Рассмотрены фундаментальные характеристики солнечной генерации, включая частичную непредсказуемость и неконтролируемую изменчивость, которые обуславливают стохастический характер выработки электроэнергии. Проанализированы проблемы регулирования напряжения и качества электроэнергии в распределительных сетях, а также вопросы стабильности напряжения, угловой стабильности ротора и стабильности частоты в передающих сетях.
Представлен сравнительный анализ стратегий управления инверторами, включая традиционные методы (ПИ/ПИД-регуляторы, управление скользящим режимом, модельно-прогнозное управление) и интеллектуальные подходы на основе нечёткой логики, нейронных сетей и обучения с подкреплением. Показано, что комбинированное применение традиционных и интеллектуальных методов повышает КПД на 5–10%, а интеллектуальные методы снижают ошибки отслеживания максимальной мощности на 20%. Рассмотрена роль аккумуляторных систем накопления энергии в обеспечении синтетической инерции и вспомогательных услуг. Особое внимание уделяется перспективам развития, включая гибридные стратегии, объяснимый искусственный интеллект и децентрализованные сети с использованием блокчейна, для обеспечения надёжной эксплуатации умных сетей будущего.
Библиографические ссылки
[1] Elomari, Y., Norouzi, M., Marín-Genescà, M., Fernández, A., Boer, D.: Integration of Solar Photovoltaic Systems into Power Networks: A Scientific Evolution Analysis. Sustainability. 14, 9249 (2022). https://doi.org/10.3390/su14159249
[2] Mansouri, N., Lashab, A., Sera, D., Guerrero, J.M., Cherif, A.: Large Photovoltaic Power Plants Integration: A Review of Challenges and Solutions. Energies (Basel). 12, 3798 (2019). https://doi.org/10.3390/en12193798
[3] Panigrahi, R., Mishra, S.K., Srivastava, S.C., Srivastava, A.K., Schulz, N.N.: Grid Integration of Small-Scale Photovoltaic Systems in Secondary Distribution Network—A Review. IEEE Trans. Ind. Appl. 56, 3178–3195 (2020). https://doi.org/10.1109/TIA.2020.2979789
[4] Zubi, G., Parag, Y., Wald, S.: Implications of Large-Scale PV Integration on Grid Operation, Costs, and Emissions: Challenges and Proposed Solutions. Energies (Basel). 18, 130 (2024). https://doi.org/10.3390/en18010130
[5] Rajendran, G., Raute, R., Caruana, C.: A Comprehensive Review of Solar PV Integration with Smart-Grids: Challenges, Standards, and Grid Codes. Energies (Basel). 18, 2221 (2025). https://doi.org/10.3390/en18092221
[6] Yin, J., Molini, A., Porporato, A.: Impacts of solar intermittency on future photovoltaic reliability. Nat. Commun. 11, 4781 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-18602-6
[7] Yao, X., Yi, B., Yu, Y., Fan, Y., Zhu, L.: Economic analysis of grid integration of variable solar and wind power with conventional power system. Appl. Energy. 264, 114706 (2020). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114706
[8] Panigrahi, R., Mishra, S.K., Srivastava, S.C., Srivastava, A.K., Schulz, N.N.: Grid Integration of Small-Scale Photovoltaic Systems in Secondary Distribution Network—A Review. IEEE Trans. Ind. Appl. 56, 3178–3195 (2020). https://doi.org/10.1109/TIA.2020.2979789
[9] Elomari, Y., Norouzi, M., Marín-Genescà, M., Fernández, A., Boer, D.: Integration of Solar Photovoltaic Systems into Power Networks: A Scientific Evolution Analysis. Sustainability. 14, 9249 (2022). https://doi.org/10.3390/su14159249
[10] Zubi, G., Parag, Y., Wald, S.: Implications of Large-Scale PV Integration on Grid Operation, Costs, and Emissions: Challenges and Proposed Solutions. Energies (Basel). 18, 130 (2024). https://doi.org/10.3390/en18010130
[11] Mansouri, N., Lashab, A., Sera, D., Guerrero, J.M., Cherif, A.: Large Photovoltaic Power Plants Integration: A Review of Challenges and Solutions. Energies (Basel). 12, 3798 (2019). https://doi.org/10.3390/en12193798
[12] Rezaei, J., Golshan, M.E.H., Alhelou, H.H.: Impacts of integration of very large‐scale photovoltaic power plants on rotor angle and frequency stability of power system. IET Renewable Power Generation. 16, 2384–2401 (2022). https://doi.org/10.1049/rpg2.12529
[13] Endiz, M.S., Gökkuş, G., Coşgun, A.E., Demir, H.: A Review of Traditional and Advanced MPPT Approaches for PV Systems Under Uniformly Insolation and Partially Shaded Conditions. Applied Sciences. 15, 1031 (2025). https://doi.org/10.3390/app15031031
[14] Mao, M., Cui, L., Zhang, Q., Guo, K., Zhou, L., Huang, H.: Classification and summarization of solar photovoltaic MPPT techniques: A review based on traditional and intelligent control strategies. Energy Reports. 6, 1312–1327 (2020). https://doi.org/10.1016/j.egyr.2020.05.013
[15] Francisti, J., Fodor, K., Balogh, Z., Magdin, M.: Predictive modeling and anomaly detection in solar PV inverters using machine learning. Results in Engineering. 28, 108348 (2025). https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.108348
[16] Iturralde Carrera, L.A., Alfonso-Francia, G., Constantino-Robles, C.D., Terven, J., Chávez-Urbiola, E.A., Rodríguez-Reséndiz, J.: Advances and Optimization Trends in Photovoltaic Systems: A Systematic Review. AI. 6, 225 (2025). https://doi.org/10.3390/ai6090225
[17] Singh, D., Shah, O.A., Arora, S.: Adaptive control strategies for effective integration of solar power into smart grids using reinforcement learning. Energy Storage and Saving. 3, 327–340 (2024). https://doi.org/10.1016/j.enss.2024.08.002
[18] Kolamroudi, M.K., Jaiyeoba, O.H., Ilkan, M., Safaei, B.: A comprehensive review on the artificial intelligence for the development of thermal concentrating photovoltaic systems. Solar Energy. 301, 113937 (2025). https://doi.org/10.1016/j.solener.2025.113937
[19] Hadavi, A., Tarafdar Hagh, M., Ghassem Zadeh, S.: Frequency stability in modern power systems with 100% renewable energy penetration. Results in Engineering. 28, 108168 (2025). https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.108168
[20] Dulal, S., Olama, M., Thotakura, N.L., Liu, Y.: Inertia estimation for power grids: A review of methods, challenges, and future prospects. Appl. Energy. 407, 127333 (2026). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.127333
[21] Fasasi, B., Adeniyi, I.S.: Frequency regulation and stability enhancement of inverter-based renewable power systems. International Journal of Science and Research Archive. 17, 521–531 (2025). https://doi.org/10.30574/ijsra.2025.17.2.3043
[22] Chatzigeorgiou, N.G., Theocharides, S., Makrides, G., Georghiou, G.E.: A review on battery energy storage systems: Applications, developments, and research trends of hybrid installations in the end-user sector. J. Energy Storage. 86, 111192 (2024). https://doi.org/10.1016/j.est.2024.111192
[23] Gilabert-Torres, C., Rus-Casas, C., Jiménez-Castillo, G., Muñoz-Rodríguez, F.J.: Photovoltaic systems with battery storage: A novel and comprehensive scheduling method for high-consumption facilities. J. Energy Storage. 139, 118858 (2025). https://doi.org/10.1016/j.est.2025.118858
[24] Jaradat, T., Khatib, T.: A review of battery energy storage system for renewable energy penetration in electrical power system: Environmental impact, sizing methods, market features, and policy frameworks. Future Batteries. 7, 100106 (2025). https://doi.org/10.1016/j.fub.2025.100106
[25] Ergun, S., Dik, A., Boukhanouf, R., Omer, S.: Large-Scale Renewable Energy Integration: Tackling Technical Obstacles and Exploring Energy Storage Innovations. Sustainability. 17, 1311 (2025). https://doi.org/10.3390/su17031311
[26] G‘ayimnazarov Israil Xoliqovich, Mamarasulov Sobir Raxmonqulogli, and Toshmurodov Jomurod Jahongirogli. “O‘ZAN TUBI BARQARORLIGINI BAHOLASH USULLARI” Sanoatda raqamli texnologiyalar/Цифровые технологии в промышленности 4.1 (2026): 237-241.
[27] Pudur, R., Rajak, M.K.: A comprehensive review of grid-connected inverter topologies and control strategies (2020–2025). Next Energy. 9, 100433 (2025). https://doi.org/10.1016/j.nxener.2025.100433
[28] Ali, A.O., Elgohr, A.T., El-Mahdy, M.H., Zohir, H.M., Emam, A.Z., Mostafa, M.G., Al-Razgan, M., Kasem, H.M., Elhadidy, M.S.: Advancements in photovoltaic technology: A comprehensive review of recent advances and future prospects. Energy Conversion and Management: X. 26, 100952 (2025). https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2025.100952.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Copyright (c) 2026 Xudaynazarov A.P., Ishanov J.H., Juraev E.T. (Muallif)