Большинство электростанций в промышленных районах поставляют энергию непрерывно в течение суток, однако потребление подчинено циклическому характеру, связанному с 24-часовым временным интервалом. В результате этого в периоды пикового спроса генерируемой энергии недостаточно для удовлетворения всех потребителей.
Для решения данной проблемы в России действуют агрегаторы управления спросом на электроэнергию, которые координируют экономию ресурсов предприятий и их последующее перераспределение.
По предварительным договоренностям агрегатор компенсирует организациям вознаграждение за снижение потребления энергии на требуемую мощность в определённое время. Таким образом, компании активно внедряют энергосберегающие системы не только для сокращения финансовых затрат, но и для возможности получения дополнительного дохода.
Исследование проведено в рамках стратегического проекта «Цифровые технологии освоения недр» программы «Приоритет 2030» в 2023 году. На результаты работы получен патент № 2798530, описывающий «Систему управления технологическим процессом на подземном горнодобывающем предприятии в зависимости от спроса на электроэнергию».
Международный опыт подтверждает эффективность стратегий управления спросом, ориентированных на цены, при планировании нагрузки на сутки вперёд. В российском контексте эта практика является относительно новой и регулируется нормативными документами, утверждёнными по постановлению Правительства России.
Организации применяют различные методы участия в управлении спросом, такие как изменение расписания потребления в разные часы суток, приостановка или снижение интенсивности производственных процессов, полное или частичное отключение систем освещения, вентиляции и кондиционирования.
Учёные из Пермского Политехнического университета разработали математические зависимости, позволяющие сделать расчёт воздухораспределения между шахтными стволами (вертикальными горными выработками с выходом на поверхность) и определение режима работы основной вентиляторной установки при прогнозируемых параметрах внешнего воздуха. Эта установка является основным потребителем электроэнергии.
Разработанный командой Политехнического университета программный продукт интегрирует цифровой двойник процесса проветривания подземного горнодобывающего предприятия с веб-сайтом прогноза погоды. Изменение параметров воздуха, подаваемого в шахтные стволы, воздействует на работу основной вентиляторной установки, регулируя её энергопотребление при сохранении заданного объёма поступающего в стволы воздуха.
Архитектура модели позволяет предварительно определить необходимые затраты на функционирование основной вентиляторной установки, регулировать её работу в энергосберегающем режиме и учитывать прогнозируемые изменения как в плановых, так и во внеплановых сценариях.
Например, плановый режим включает в себя спуск-подъем рабочих по вентиляционному стволу, в то время как изменение параметров наружного воздуха может являться внеплановым.
Сервис, разработанный учёными из Пермского Политехнического университета, не только способствует сокращению электроэнергии, используемой в процессе добычи полезных ископаемых, но также предоставляет возможность заранее определить потенциал снижения энергопотребления в установленные временные интервалы, согласованные с агрегатором.
Эта разработка будет способствовать обеспечению технологического суверенитета России в сфере подземной добычи полезных ископаемых, а также позволит участвовать в рынке управления спросом, получая финансовое вознаграждение от агрегатора.
Алгоритм применим для различных предприятий, где уже установлены или могут быть установлены датчики для сбора основных параметров, необходимых для обработки и формирования прогноза. Планируемая дата производства и внедрения продукта – 2035 год.
