ОТКРЫТЫЕ РАБОТЫ
Оригинальная статья
УДК 622.271:622.3.013 © С.М. Карпенко, Н.В. Карпенко,Е.А. Ематин, У.В. Абельянц, 2024
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 03-2024 /1178/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-3-79-86
Название
Статистический анализ и прогнозное моделирование электропотребления экскаваторов и участков угольного разреза
Авторы
Карпенко С.М., канд. техн. наук, доцент кафедры «Энергетика и энергоэффективность
горной промышленности» Горного института НИТУ «МИСИС», 119991, г. Москва, Россия,
е-mail: ksm_62@mail.ru
Карпенко Н.В., канд. техн. наук, доцент кафедры «Информационные системыцифровой экономики»
Института экономики и финансов Российского университета транспорта (МИИТ), 103030, г. Москва, Россия, е-mail: nvkarpenko@yandex.ru
Ематин Е.А., аспирант кафедры «Энергетика и энергоэффективность горной промышленности»
Горного института НИТУ «МИСИС», 119991, г. Москва, Россия, е-mail: ematin_1@mail.ru
Абельянц У.В., магистрант кафедры «Энергетика и энергоэффективность горной промышленности»
Горного института НИТУ «МИСИС», 119991, г. Москва, Россия, е-mail: u.abelyants@internet.ru
Аннотация
В статье приводятся результаты статистического анализа и прогнозного моделирования электропотребления экскаваторов и участков угольного разреза. В соответствии с предложенной методикой проведено исследование структуры рядов электропотребления и объемов работ, построены модели авторегрессии с распределенными лагами краткосрочного прогнозирования электропотребления экскаваторов и участков с учетом производственных факторов. Произведена верификация моделей, оценена прогностическая способность, рассчитаны показатели точности МАРЕ, определен
модельный вклад каждого экскаватора в прогнозируемые объемы электропотребления участков для повышения точности прогноза. Предложенный подход позволяет учитывать индивидуальные особенности потребителей электроэнергии при краткосрочном прогнозировании электропотребления, улучшить показатели качества и точности прогнозов как по отдельным подразделениям, так и по предприятию в целом, повысить эффективность планирования электропотребления и снизить затраты при оплате за электроэнергию.
Ключевые слова
Электропотребление, прогнозирование, угольный разрез, экскаваторы, временные ряды, корреляционный анализ, модель авторегрессии с распределенным лагом, точность прогноза.
Список литературы
1. Подэрни Р.Ю. Механическое оборудование карьеров. М.: Изд-во МГГУ, 2007. 680 с.
2. Бабокин Г.И. Оценка влияния технических параметров, условий и режима работы одноковшового экскаватора на эксплуатационную энергоэффективность // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 11. С. 199-207. DOI: 10.25018/02361493-2019-11-0-199-207. Babokin G.I. Influence of technical parameters, work conditions and operating mode on energy efficiency of single-bucket exсavator. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten'. 2019;(11):199-207. (InRuss.). DOI: 10.25018/02361493-2019-11-0-199-207.
3. Стефанов В.К., Игумнова С.А., Антоненков Д.В. Удельный расход электрической энергии карьерных экскаваторов, работающих в условиях Крайнего Севера // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2011. Отдельный выпуск № 4 ?Электрификация и энергоэффективность». С. 18-21. StefanovV.K., IgumnovaS.A., AntonenkovD.V. Specificconsumption
of electric power by open-pit excavators operating in conditions of the Far North Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten'. 2011, Special Issue No.4: Electrification and energy efficiency, pp. 18-21. (In Russ.).
4. Клюев Р.В., Гаврина О.А., Хетагуров В.Н., Фоменко О.А. Исследование горно-технологических факторов, влияющих на потребление энергии экскаваторов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2020. № 11-1. С. 146–157. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-111-0-146-157.
Klyuev R.V., Gavrina O.A., Khetagurov V.N., Fomenko O.A. Analysis of geotechnical factors influencing power consumption of excavators. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten'. 2020;(11-1):146-157. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236-1493-2020-111-0-146-157.
5. Электрификацияоткрытыхгорныхработ: учебникдлявузов /С.А. Волотковский, В.И. Щуцкий, Н.И. Чеботаевидр. М.: Недра, 1987. 332 с.
6. Анализ режимов работы электротехнического оборудования выемочного участка современной угольной шахты / В.А. Воронин, Ф.С. Непша, А.Н. Ермаков и др. // Устойчивое развитие горных территорий. 2021. Т. 13. № 4. С. 599–607. DOI: 10.21177/1998-4502-2021-13-4-599-607.
Voronin V.A., Nepsha F.S., Ermakov A.N., Kantovich L.I. Analysis of electrical equipment operating modes of the excavation site of a modern coal mine. Ustojchivoe razvitie gornyh territorij. 2021;13(4):599-607. (In Russ.). DOI: 10.21177/1998-4502-2021-13-4-599-607.
7. Кубрин С.С., Решетняк С.Н., Бондаренко А.М. Анализ влияния технологических факторов на удельные нормы электропотребления оборудования выемочных участков угольных шахт //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2020. № 2. С. 161–170. DOI: 10.25018/0236-
1493-2020-2-0-161-170. Kubrin S.S., Reshetnyak S.N., Bondarenko A.M. Impact of technology factors on specific power demands of equipment in extraction districts of coal mines. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten'.
2020;(2):161-170. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236-1493-2020-2-0-161-170.
8. Lyakhomskii A.V., Petrochenkov A.B., Petukhov S.V., Perfil’eva E.N. Consulting on energy management systems in mining industry. Eurasian Mining. 2022;38(2):30-33. DOI: 10.17580/em.2022.02.07.
9. Sychev Y.A., Aladin M.E. Overall performance analysis of generalpurpose power quality controls on the basis of active converters in nonlinearly loaded industrial power lines. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten'. 2023;(11):159-181. (In Russ). DOI: 10.25018/0236-1493-2023-11-0-159.
10. Shevyreva N.Yu., Shevyrev Yu.V., Pichuev A.V. Electricity Quality Assurance in Open-Pit Mining: Considerations of Today. ICIEAM, Russia. IEEE Xplore. 2020. DOI:10.1109/ICIEAM48468.2020.9111993.
11. Shevyrev Yu.V., Pichuev A.V., Shevyreva N.Yu. Improving energy performance in networks with semiconductor converters. 2019 International Conference on Industrial Engineering, Applications
and Manufacturing, ICIEAM 2019. Sochi, 2019, article 8743020. DOI: 10.1109/ ICIEAM.2019.8743020.
12. Исследование закономерностей электропотребления электропривода скребкового конвейера очистного забоя / Г.И. Бабокин, Д.М. Шпрехер, Е.Б. Колесников и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2023. № 10. С. 149-163. DOI:
10.25018/0236-1493-2023-10-0-149. Babokin G.I., Shprekher D.M., Kolesnikov E.B., Ovsyannikov D.S. Eco?
nomics of electric energy consumption by longwall scraper conveyor drives. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten'. 2023;(10):149-163. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236-1493-2023-10-0-149.
13. АнтоненковД.В. Краткосрочноепрогнозированиеэлектропотребленияугольногоразрезавусловияхоптовогорынкаэлектроэнергии. Автореф. дис.… канд. техн. наук. Красноярск, 2009. 22 с.
14. Валь П.В. Краткосрочное прогнозирование электропотребления горного предприятия в условиях оптового рынка электроэнергии и мощности. Дисс…канд. техн. наук. Красноярск, 2012. 191 с.
15. Вялкова С.А., Моргоева А.Д., Гаврина О.А. Разработка гибридной модели прогнозирования потребления электрической энергии для горно-металлургического предприятия // Устойчивое развитие горных территорий. 2022. Т. 14. № 3. С. 486-493. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-3-486-493.
Vyalkova S.A., Morgoeva A.D., Gavrina O.A. Development of a hybrid model for predicting the consumption of electrical energy for a mining and metallurgical enterprise. Ustojchivoe razvitie gornyh
territorij. 2022;14(3):486-493. (In Russ.). DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-3-486-493.
16. Краткосрочноепрогнозированиеэлектропотребленияобогатительнойфабрики / А.Д. Моргоева, И.Д. Моргоев, Р.В. Клюевидр. // Горныйинформационно-аналитическийбюллетень (научно-техническийжурнал). 2023. № 5-1. С. 157-169. DOI: 10.25018/0236-1493-2023-51-0-157. Morgoeva A.D., Morgoev I.D., Klyuev R.V., Khetagurov V.N., Gavrina O.A. Short-term prediction of energy consumption at concentra?
tion factory. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten'. 2023; (5-1):157-169. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236-1493-2023-51-0-157.
17. Подкорытова О.А., Соколов М.В. Анализ временных рядов: учебное пособие для вузов. М.: ИздательствоЮрайт, 2023. 267 с.
18. Bubnova G.V., Frolovichev A.I., Akopova E.S. Economic Models of Well-Balanced Usage of the Economic Resources of a Transportation Company. LectureNotesinNetworksandSystems, 2020, рр. 838-845. DOI: 10.1007/978-3-030-29586-8-95.
Для цитирования
Статистический анализ и прогнозное моделирование электропотребления экскаваторов и участков угольного разреза /С.М. Карпенко, Н.В. Карпенко, Е.А. Ематин и др. // Уголь. 2024;(3):79-86.
DOI: 10.18796/0041-5790-2024-3-79-86.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 1.02.2024
Поступила после рецензирования: 15.02.2024
Принята к публикации: 26.02.2024
