novtexmechМехатроника, автоматизация, управлениеMekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie1684-64272619-1253Commercial Publisher «New Technologies»10.17587/mau.24.190-198novtexmech-1352Research ArticleАВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИAUTOMATION AND CONTROL TECHNOLOGICAL PROCESSESКонцепция формирования интеллектуальных управляющих систем энергоснабжения городских сетейThe Concept of Formation of Intelligent Control Systems of Power Supply of Urban NetworksАнтоновВ. В.AntonovV. V.

д-р техн. наук, проф.

Уфа

Ufa, 450008

antonov.v@bashkortostan.ruКроминаЛ. А.KrominaL. A.

канд. техн. наук, доц.

Уфа

Ufa, 450008

luyda-kr@yandex.ruРодионоваЛ. Е.RodionovaL. E.

канд. техн. наук, доц.

Уфа

Ufa, 450008

lurik@mail.ruФахруллинаА. Р.FakhrullinaA. R.

канд. техн. наук, доц.

Уфа

Ufa, 450008

almirafax@mail.ruБаймурзинаЛ. И.BaimurzinaL. I.

ст. преподаватель

Уфа

Ufa, 450008

lilabay@mail.ruПальчевскийЕ. В.PalchevskyE. V.

преподаватель

Москва

Moscow, 109456

teelxp@inbox.ruРодионовЕ. А.RodionovE. A.

вед. инженер центра технической поддержки

Москва

Moscow, 127018

real42@yandex.ruУфимский университет науки и технологийРоссияUfa University of Science and TechnologyRussian FederationФинансовый университет при Правительстве Российской ФедерацииРоссияFinancial University under the Government of the Russian FederationRussian FederationООО "Сбербанк-сервис"РоссияLLC "Sberbank Service"Russian Federation202312042023244190198Copyright © Commercial Publisher «New Technologies», 20232023Commercial Publisher «New Technologies»Commercial Publisher «New Technologies»https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://mech.novtex.ru/jour/article/view/1352

Вопросы интеллектуального управления в предметно-ориентированной области электроэнергетики (в нашем случае — энергосбережения) как основы любого индустриального производства в современных условиях требуют разработки и внедрения, в первую очередь, новых решений на основе современных IT-технологий.

По данным Всемирного банка известно, что энергоемкость в России в 3...4 раза ниже, чем в европейских странах. Также известно, что в связи со вступившими в силу новыми положениями в сфере жилищно-коммунального хозяйства, направленными на повышение экономической эффективности в плане потребления электрической энергии, становится весьма актуальным вопрос об обеспечении ее точного и оперативного учета с возможностью дальнейшего прогнозирования потребления электроэнергии и состояния объектов электросети. Это позволит специализированным организациям и службам, а также управляющим органам в кратчайшие сроки принимать сбалансированные эффективные решения в условиях растущей экономической неопределенности.

В данной статье предлагается концепция интеллектуальной управляющей системы для управления процессом мониторинга состояния на основе данных интеллектуальных датчиков. Научная новизна заключается в разработке и применении новой интеллектуальной модели (теоретико-множественной модели процессов соглашения для жизненного цикла интеллектуально-управляющей системы) и методов математического моделирования на основе полученных и восстановленных больших разнородных данных при определении потерь электроэнергии с применением методов теории множеств и теории категорий.

Modern capabilities of intelligent control systems are increasingly being used in areas previously considered the exclusive work of people — experts with relevant experience in a particular field. Machine learning capabilities in the field of electric power industry, obtaining forecasts based on the data of intelligent sensors of various purposes are not an exception. At present the Russian Government has adopted a program for the development of the manufacturing industry until the end of 2035: during this time manufacturing output should grow by 192 %. It is obvious that this program should also meet the requirements of the modern scientific concept of industrial revolution "Industry 4.0", when manufacturing enterprises and corporations begin to develop and apply subsystems and elements of "smart manufacturing", which help to build intelligent communications between individual tasks and operations during the entire life cycle of production, in accordance with the principles and methods of systems engineering. It is important to note that the issues of intelligent management in the subject-oriented area of electric power industry (in our case — energy saving), as the basis of any industrial production in modern conditions, require the development and implementation, first of all, of new solutions based on modern IT-technologies. It is known that energy intensity in Russia, according to the World Bank, is 3-4 times lower than in European countries. It is also known that in connection with the new provisions in the field of housing and communal services, aimed at improving economic efficiency in terms of electricity consumption, it becomes very important to ensure its accurate and operational accounting with the possibility of further forecasting of electricity consumption and the state of power grid facilities, which will allow specialized organizations and services, as well as the managing bodies in the shortest time to make a balanced specialized decisions This paper proposes the concept of intelligent control system to manage the process of condition monitoring based on data from intelligent sensors. The novelty of the concept is to consider a variant of solving the problem of integration of information systems associated with weakly structured subject-oriented information flows in the electric power industry enterprise by using methods of set theory and category theory.

машинное обучениеискусственный нейронискусственный интеллекттеория категорийинтеграция системпрограммно-аналитический комплексинтеллектуальные датчикиэнергоэффективностьmachine learningartificial neuronartificial intelligencecategory theorysystems integrationinformation and control systemsmart sensorsenergy efficiencyИсследования выполнены при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках выполнения Государственного задания № FEUE-2023-0007The research is carried out with the financial support of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation as part of the basic part of the state task for higher education institutions # FEUE-2023-0007.ReferencesInternational Energy Agency. Transition to Sustainable Buildings: Strategies and Opportunities to 2050. Paris: OECD/ IEA, 2013. 284 p.International Energy Agency. Transition to Sustainable Buildings: Strategies and Opportunities to 2050, Paris, 2013, 290 p.Батенин В. М., Бушуева В. В., Воропай Н. И. Инновационная электроэнергетика. М.: Энергия, 2017. 584 с.Batenin V. M., Bushueva V. V., Voropai N. I. Innovative electric power industry, Moscow, Energy, 2017, 584 p. (in Russian).Воропай Н. И., Суслов К. В. Задачи обоснования разработки систем активного электроснабжения // Промышленная энергетика. 2018. № 1. С. 2—6.Voropay N. I., Suslov K. V. Tasks of substantiation of the development of active power supply systems, Industrial Energy, 2018, no. 1, pp. 2—6 (in Russian).Гежа Э. Н., Ивкин Э. С., Сердюков О. В., Глазырин В. Е., Глазырин Г. В., Марченко А. И., Семендяев Р. Ю., Фишин А. Г. Системная автоматизация интеграции локальных систем электроснабжения с синхронной малой генерацией в электрические сети" // Ретранслятор. 2018. Т. 2, № 32. С. 24—31.Gezha E. N., Ivkin E. S., Serdyukov O. V., Glazyrin V. E., Glazyrin G. V., Marchenko A. I., Semendyaev R. Yu., Fishin A. G. System automation of the integration of local power supply systems with synchronous small generation into electric networks, Retranslator. 2018, vol. 2, no. 32, pp. 24—31 (in Russian).Ерохин П. М., Ерошенко С. А., Паздерин А. В., Самойленко В. О., Рывлин А. Л., Стерлягова С. А. Разработка адекватных технических условий на технологическое присоединение объектов малой мощности к электрическим сетям // Промышленная энергетика. 2016. Т. 2. С. 6—12.Erokhin P. M., Eroshenko S. A., Pazderin A. V., Samoilenko V. O., Ryvlin A. L., Sterlyagova S. A. Development of adequate technical conditions for the technological connection of low-power facilities to electric networks, Industrial Energy, 2016, vol. 2, pp. 6—12 (in Russian).Ильюшин П. В., Кучеров Ю. Н., Жук А. З., Веселов Ф. В. Особенности интеграции малых распределенных тепловых электростанций в энергосистему // Энергетическая академия. 2014. T. 6, № 3. С. 36.Ilyushin P. V., Kucherov Yu. N., Zhuk A. Z., Veselov F. V. Features of the integration of small distributed thermal power plants into the energy system, Energy Academy, 2014, vol. 6, no. 3, p. 36 (in Russian).Фишов А. Г., Ландман А. К., Сердюкова О. В. SMART-технологии подключения к электрическим сетям и управления режимами малой генерации // VIII Международная молодежная научно-техническая конференция "Электроэнергетика глазами молодежи — 2017. Самара: СамГТУ, 2017. С. 27—34.Fishov A. G., Landman A. K., Serdyukova O. V. SMART technologies for connecting to electric grids and controlling modes of small generation, VIII International Youth Scientific and Technical Conference "Electric power industry through the eyes of youth — 2017", pp. 27—34 (in Russian).Суворов А. А., Гусев А. С., Андреев М. В., Ставицкий С. А. Проблема достоверности расчетов токов короткого замыкания в электроэнергетических системах и средства их всережимной проверки // Известия РАН. Энергия. 2018. Т. 2. С. 13—25.Suvorov A. A., Gusev A. S., Andreev M. V., Stavitsky S. A. The problem of reliability of calculations of short-circuit currents in electric power systems and means of their all-mode verification, Izvestiya RAN. Energy, 2018, vol. 2, pp. 13—25 (in Russian).Lei L., Lezhu C., Sheng X., Yongjia X., Chenjun S. Design and implementation of intelligent monitoring terminal for distribution room based on edge computing // Energy Reports. 2021. Vol. 7. P. 1131—1138.Lei L., Lezhu C., Sheng X., Yongjia X., Chenjun S. Design and implementation of intelligent monitoring terminal for distribution room based on edge computting, Energy Reports, 2021, vol. 7, pp. 1131—1138 (in Russian).Gellings C. W. The Smart Grid: Enabling Energy Efficiency and Demand Response. River Publishers, 2009. 250 p.Gellings C. W. The Smart Grid: Enabling Energy Efficiency and Demand Re-sponse, River Publishers, 2009, 250 p.Mohab G., El-Banna S. H., El-Dabah M., Hamad M. S. Intelligent Energy Management System for an all-electric ship based on adaptive neuro-fuzzy inference system // Energy Reports. 2021. Vol. 7. P. 7989—7998.Mohab G., El-Banna S. H., El-Dabah M., Hamad M. S. Intelligent Energy Management System for an all-electric ship based on adaptive neuro-fuzzy inference system, Energy Reports, 2021, vol. 7, pp. 7989—7998.Wang K., Dagne T. B., Lin C. J., Haile B. W., Nguyen H. P. Intelligent control for energy conservation of air conditioning system in manufacturing systems // Energy Reports. 2021. Vol. 7. P. 2125—2137.Wang K., Dagne T. B., Lin C. J., Haile B. W., Nguyen H. P. Intel-ligent control for energy conservation of air conditioning system in manufacturing systems, Energy Reports, 2021, vol. 7, pp. 2125—2137.Onile A. E., Machlev R., Petlenkov E., Levron Y., Belikov J. Uses of the digital twin’s concept for energy services, intelligent recommendation systems, and demand side management // A review, Energy Reports. 2021. Vol. 7. P. 997—1015.Onile A. E., Machlev R., Petlenkov E., Levron Y., Belikov J. Uses of the digital twin’s concept for energy services, intelligent recommendation systems, and demand side management, A review, Energy Reports, 2021, vol. 7, pp. 997—1015.Allaev K., Makhmudov T. Research of small oscillations of electrical power systems using the technology of embedding systems // Electrical Engineering. 2020. Vol. 102. P. 309—319.Allaev K., Makhmudov T. Research of small oscillations of electrical power sys-tems using the technology of embedding systems, Electrical Engineering, 2020, vol. 102, pp. 309—319 (in Russian).Avezova N. R., Avezov R. R., Samiev K. A. et al. Comparative Heating Performance and Engineering Economic Indicators of the "Trombe Wall" System in Different Climate Zones of Uzbekistan // Applied Solar Energy. 2021. Vol. 57. P. 128—134.Avezova N. R., Avezov R. R., Samiev K. A. et al. Comparative Heating Performance and Engineering Economic Indicators of the "Trombe Wall" System in Different Climate Zones of Uzbekistan, Applied Solar Energy, 2021, vol. 57, pp. 128—134.ISO/IEC/IEEE 15288:2015 System and software engineering — System life cycle processes.ISO/IEC/IEEE 15288:2015 System and software engineering — System life cycle processes.Куликов Г. Г., Ризванов К. А., Петров Ю. Е. Системный подход к построению структуры организационно-функциональной модели цифрового моделирования производственных процессов // Вестник ЮУрГУ. Серия: Вычислительная техника, управление, радиоэлектроника. 2018. № 2. С. 60—70.Kulikov G. G., Rizvanov K. A., Petrov Yu. E. A systematic approach to building the structure of an organizational-functional model of digital modeling of production processes, Bulletin of the South Ural State University. Series: Computer technology, control, radio electronics, 2018, no. 2, pp. 60—70 (in Russian).Куликов Г. Г., Антонов В. В., Фахруллина А. Р., Родионова Л. Е. Формальная модель процессов взаимодействия компонентов программных систем на основе фрактального подхода // Электротехнические и информационные комплексы и систе мы. 2018. № 4. С. 48—69.Kulikov G. G., Antonov V. V., Fakhrullina A. R., Rodionova L. E. Formal model of the processes of interaction between components of software systems based on the fractal approach, Electrotechnical and information complexes and systems, 2018, no. 4, pp. 48—69 (in Russian).Kulikov G. G., Antonov V. V., Antonov D. V. Theoretical and applied aspects of building models of information systems // LAP LAMBERT Academic Publishing, Germany, 2011. 134 p.Kulikov G. G., Antonov V. V., Antonov D. V. Theoretical and applied aspects of building models of information systems, LAP LAMBERT Academic Publishing, 2011, 134 p.Kulikov G. G., Antonov V. V., Rodionova L. E., Fakhrullina A. R., Kromina L. A. Architecture of the intelligent softwarea-nalytical complex for operating big in a subject-oriented area (for example in the power engineering) // Proceedings 2020 International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems: ICOECS 2020. 2020. P. 1—6.Kulikov G. G., Antonov V. V., Rodionova L. E., Fakhrullina A. R., Kromina L. A. Architecture of the intelligent software-analytical complex for operating big in a subject-oriented area (for example in the power engineering), Proceedings of 2020 International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems: ICOECS 2020, 2020, pp. 1—6.Раскрытие информации в соответствии со Стандартами раскрытия информации субъектами оптового и розничного рынков электрической энергии, утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 21.01.2004 № 24 [Электронный ресурс]. URL: http://pravo.gov.ru/proxy/ips/?docbody=&nd=102085036Disclosure of information in accordance with the Standards for Disclosure of Information by the Entities of the Wholesale and Retail Electricity Markets, approved by Decree of the Government of the Russian Federation No. 24 dated January 21, 2004, available at: http://pravo.gov.ru/proxy/ips/?docbody=&nd=102085036Севек В. К, Сагааноол К. Б., Манчык-Сат Ч. С., Монгушовна С. Р. Состав и классификация потерь электроэнергии при ее передаче // Вестник Тувинского государственного университета. Технические и физико-математические науки. 2014. № 3. С. 124—130.Sevek V. K, Sagaanool K. B., Manchyk-Sat C. S., Mongushovna S. R. Composition and classification of electricity losses during transmission, Bulletin of the Tuva State University. Technical and physical and mathematical sciences, 2014, no. 3, pp. 124—130 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.