ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ ПОДСИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ОБЛАСТИ

RATIONALE FOR THE DEVELOPMENT OF AN INFORMATION SUPPORT SUBSYSTEM FOR FORECASTING ELECTRICITY CONSUMPTION AT A ROCKET AND SPACE ENTERPRISE

Dmitry Obukhov

student of the field of study 09.04.01, Moscow Aviation University Institute (National Research University),

Russia, Moscow

Olga Shestopalova

scientific supervisor, Ph.D., Associate Professor, Head of the B21 Department, of the Moscow Aviation Institute (National Research University),

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В данной работе представлено обоснование разработки подсистемы информационного обеспечения для прогнозирования потребления электроэнергии на предприятии ракетно-космической отрасли. На примере центра эксплуатации наземной космической инфраструктуры описаны проблемы в существующих системах учёта и управления потреблением электроэнергии, которые включают недостаточную точность данных, отсутствие интеграции с современными информационными технологиями, а также сложности в анализе и прогнозировании потребления энергоресурсов. В условиях увеличения количества запусков ракет-носителей и роста потребления электроэнергии в периоды подготовки к запускам важность эффективного прогнозирования становится ещё более очевидной. Предложена разработка подсистемы, включающей функции по учету показаний счетчиков, прогнозированию потребления электроэнергии на основе исторических данных и внешних факторов.

ABSTRACT

This paper presents the rationale for the development of an information support subsystem for forecasting electricity consumption at an enterprise in the rocket and space industry. Using the example of the center for the operation of ground-based space infrastructure, problems in existing systems for accounting and managing electricity consumption are described, which include insufficient data accuracy, lack of integration with modern information technologies, as well as difficulties in analyzing and forecasting energy consumption. With the increase in the number of launch vehicles and the increase in electricity consumption during the pre-launch periods, the importance of effective forecasting becomes even more obvious. The development of a subsystem is proposed, which includes functions for recording meter readings, forecasting electricity consumption based on historical data and external factors.

Ключевые слова: предприятие, потребление, электроэнергия, прогнозирование.

Keywords: enterprise, consumption, electricity, forecasting.

Предприятие ракетно-космической отрасли – стратегически важный объект, на котором осуществляются космические запуски и научные исследования. Эффективное управление энергетическими ресурсами на предприятии имеет решающее значение для обеспечения надежности и безопасности всех процессов. Увеличение объемов потребления электроэнергии, особенно в периоды подготовки к запускам, требует создания современного подхода к прогнозированию потребления электроэнергии [1].

Существующие системы учёта и управления потреблением электроэнергии на предприятии часто не обеспечивают необходимой точности и своевременности данных о текущем уровне потребления, нагрузке на сети, пиковых значениях и прогнозах потребности в электроэнергии. Отсутствие интеграции с современными информационными системами затрудняет анализ и прогнозирование потребления, что, в свою очередь, может привести к нехватке ресурсов в критические моменты.

С увеличением количества запусков ракета-носителей потребление электроэнергии на предприятии постоянно возрастает. Это создает необходимость в более точном и оперативном прогнозировании для предотвращения перегрузок и сбоев в энергоснабжении.

Предприятие ракетно-космической отрасли включает в себя несколько ключевых структурных подразделений, каждое из которых выполняет свои уникальные функции в рамках космической деятельности. Основные направления работы включают:

- запуск космических аппаратов: организация и выполнение запусков ракет различных с различными типами космических аппаратов;

- обслуживание и подготовка техники: поддержание работоспособности оборудования и ракетно-космических комплексов.

Одним из таких подразделений является группа эксплуатации зданий и сооружений, и систем энергоснабжения, выполняющая следующие задачи:

- контроль за соблюдением норм и стандартов безопасности, а также обеспечение защиты от пожаров и других чрезвычайных ситуаций;

- регулярный осмотр и обслуживание оборудования и систем для обеспечения их надежной работы;

- оценка состояния конструкций и систем для выявления потенциальных проблем и предотвращения аварий;

- проведение ремонтов и модернизации для продления срока службы зданий и систем;

- ведение учета и документации по эксплуатации, ремонту и техническому обслуживанию объектов;

- обеспечение комфортных условий для пользователей зданий и сооружений, реагирование на их запросы и предложения;

- оптимизация потребления энергии, внедрение энергосберегающих технологий и систем.

Основные работы, требующие электроэнергии:

- обеспечение связи с космическими аппаратами, а также управление их полётами требует мощных радиостанций и серверных комнат, которые также нуждаются в постоянном электроснабжении;

- электроснабжение офисных и административных зданий, систем отопления и кондиционирования воздуха, а также систем охраны и безопасности;

- установка датчиков и систем автоматизации для контроля состояния оборудования требует постоянного потребления электроэнергии;

- процессы технического обслуживания и ремонта требуют электроэнергии для работы инструментов и оборудования;

- обучение персонала и подготовка к запуску требуют наличия тренажёров и симуляторов, работающих на электроэнергии [2].

Из вышеперечисленных видов работ выделяются следующие задачи:

- увеличение объёмов потребления электроэнергии в периоды подготовки к запускам требует качественного прогноза, чтобы избежать дефицита ресурсов в критические моменты;

- существующие системы учёта и управления, потребляющие электроэнергию не интегрирована с современными IT-решениями, что затрудняет анализ данных, их интерпретацию и оперативное принятие решений;

- текущие системы учета не обеспечивают должной точности и своевременности, что может привести к ошибкам в планировании и распределении энергетических ресурсов;

- для тренировки сотрудников необходимо обеспечить бесперебойное электроснабжение тренировочных комплексов, что также требует учёта в общем плане энергетического управления;

- для эффективного управления энергетическими ресурсами необходимо не только краткосрочное, но и долгосрочное прогнозирование, что требует более комплексного подхода и современных инструментов [3].

Из приведенных функций группы эксплуатации зданий и сооружений и энергоснабжения необходимых для автоматизации можно выделить следующие проблемы:

- вся документация ведется в бумажном и электронном (Word и Excel) виде, которые составляются вручную;

- необходимость в точном прогнозировании энергопотребления для предотвращения перерасхода;

- большие объемы данных, которые генерируются в процессе эксплуатации здания и энергоснабжения, требуют эффективной обработки и анализа.

Для решения вышеперечисленных проблем, предлагается разработать подсистему информационного обеспечения потребления электроэнергии с использованием алгоритмов машинного обучения и оценкой влияния различных факторов (погодные условия, смены) на объемы потребления энергии для прогнозирования потребления электроэнергии, которая будет выполнять следующие функции:

1. Введение учета:

- показаний счетчиков электроэнергии по времени (за день, неделю, месяц);

- данных о пиковом и минимальном потреблении;

- оборудование и объекты, потребляющие электроэнергию (тип, количество, рабочее время);

- данные о погодных условиях.

2. Прогнозирование объема потребления электроэнергии в течение заданного периода.

3. Прогнозирование потребления электроэнергия на основе прошлых данных.

4. Оповещения о превышении норм потребления электроэнергии.

5. Формирование:

- Отчета о текущем потреблении электроэнергии.

- Отчет по эффективности потребления энергии по предыдущим данным. - Отчет по нарушению норм потребления.

- Отчет по внешним факторам влияния.

Пользователи: начальника группы эксплуатации зданий и сооружений и систем энергоснабжения и его заместитель.

Предложенная система для учета и прогнозирования потребления электроэнергии на предприятии ракетно-космической отрасли решает ключевые проблемы, связанные с неэффективным управлением энергоресурсами и отсутствием точных данных. Внедрение системы с использованием алгоритмов машинного обучения позволит не только прогнозировать потребление энергии с учетом внешних факторов, но и автоматизировать процессы учета, анализа и отчетности. Это обеспечит оперативное принятие решений, снизит риски перегрузок и сбоев в энергоснабжении, а также повысит эффективность использования ресурсов в критические моменты.

Список литературы:

1. Космический центр «Южный». URL: http://russian.space/129/ (дата обращения: 09.11.2024).
2. Гостевой С.А., Кудрявцев В.П. «Управление энергоресурсами на предприятии» — М.: Энергия, 2015. – 200 с.
3. Васильев С.Г., Сорокин М.Н. Эксплуатация и ремонт зданий и сооружений на космодромах — М.: Стройиздат, 2018. – 150 с.