Управление процессом проветривания подземных горно-добывающих предприятий (ПГДП), характеризующимся высокой инерционностью и множеством влияющих внешних факторов, по текущим показаниям с датчиков, которые расположены в горных выработках и на поверхности, с высоким уровнем точности регулировки подачи воздуха главной вентиляторной установкой (ГВУ) возможно только в условиях заранее предопределенной траектории управляющих воздействий. Такую задачу можно отнести к задачам аппроксимированного динамического программирования (ADP), что подразумевает синтез субоптимальной функции управления работой ГВУ в режиме предиктивного моделирования процесса воздухораспределения при известном пространстве возможных состояний и выборе наилучшей стратегии управления, обеспечивающей заданный критерий. Приведена имитационная модель подсистемы цифрового двойника процесса управления проветриванием на примере двух типов ПГДП (калийных рудников и нефтяных шахт), которую можно использовать для решения задач ADP. Для предиктивного моделирования воздухораспределения и определения значения критерия энергоэффективности работы ГВУ, потребляющей до половины всей электроэнергии ПГДП, цифровой двойник подключается к внешним данным, с учетом которых оценивается энергопотребление при сохранении подачи требуемого объема подаваемого воздуха. Подобный способ управления позволит не только безопасно и энергоэффективно управлять процессом проветривания, но и участвовать в планировании и реализации мероприятий ценозависимого управления спросом на электроэнергию.
В статье рассматривается кибернетическая модель ценозависимого управления спросом на электроэнергию (Demand Response, DR), потребляемую подземным горно-добывающим предприятием (ПГДП), в частности главной вентиляторной установкой (ГВУ). Предложены схема модели управления энергопотреблением ГВУ в режиме DR и имплементации кибернетического подхода к DR на базе платформы Интернета вещей. Описаны основные функциональные требования и алгоритм работы платформы, показано взаимодействие платформы с симулятором цифровой модели ПГДП, на которой будут заранее имитироваться процессы, связанные с осуществлением технологического процесса проветривания и управления спросом на электроэнергию. Приведены результаты моделирования снижения нагрузки на ГВУ горно-добывающего предприятия на сутки вперед. Представленное решение позволяет заблаговременно определять требуемые затраты электроэнергии на работу ГВУ, управлять ее работой в энергосберегающем режиме, учитывать прогнозируемые изменения в плановом (например, при спуске-подъеме рабочих по вентиляционному стволу) и внеплановом (например, при изменении параметров наружного воздуха) режимах. Результаты исследования могут быть использованы для снижения себестоимости добычи полезного ископаемого ПГДП без ущерба для безопасности технологических процессов, как за счет реализации энергосберегающих технических, технологических или иных мероприятий, так и при участии предприятий в рынке DR. Предложенная модель дает ПГДП гарантированное получение финансовой компенсации за счет обоснованного изменения профиля энергопотребления ГВУ в часы высокого спроса на электроэнергию, устанавливаемые системным оператором Единой энергетической системы.
