Составление прогнозов применительно к воздушным линиям электропередач с помощью предиктивной аналитики

Введение. В настоящее время отказы являются одной из основных и актуальных проблем для нормального функционирования систем электроснабжения, имеют на первый взгляд непредсказуемый характер, однако, помимо случайных, существуют отказы, происходящие по некоторой закономерности. В качестве основного электрооборудования рассматриваются силовые трансформаторы, электрические машины и линии электропередач разного уровня напряжений. Общей тенденцией является высокий процент износа, моральное и физическое старение основного и вспомогательного электрооборудования.

Цель – применение методов математического анализа и предиктивной аналитики к прогнозированию количества отказов электрооборудования и разработка алгоритма расчета прогнозирования для оценки ущербов в будущий период.

Материалы и методы. Применяемые методики основаны на аппроксимации и на экстраполяции данных отказов электрооборудования за 2011-2021 годы в условиях системы электроснабжения Магнитогорского энергетического узла. Для удобства работы с математическим аппаратом были использованы программы ПО «Matlab» в формате направленных векторов и утилиты «Curve fitting», а также ПО «Microsoft Excel»

Результаты и обсуждение. В статье предлагается методика прогнозирования отказов на будущий период, которая может позволить при достаточном количестве исходных данных получить предполагаемое количество отказов по исследуемому объекту.

Заключение. По итогам проведённого исследования разработана методика для краткосрочного прогнозирования количества отказов, также она была применена к реальным статистическим данным и показала допустимую достоверность и адекватность. В дальнейшем подобные прогнозы можно выполнять для различных видов электрооборудования в условиях городских и промышленных сетей для будущего планирования бюджетных средств, выделяемых для дополнительной диагностики, замены и профилактического ремонта по состоянию на текущий момент, что позволит предотвратить масштабность аварий, сократить их количество, повысить надёжность системы электроснабжения промышленного и городского потребителя.

1. Гокенбах Е., Чжан С., Лю Ч. [и др.]. Прогнозирование срока службы силовых трансформаторов с помощью мониторинга состояния // Электроэнергия. Передача и распределение. 2014. № 4(25). С. 82-88.

2. Ильичев В. Ю., Юрик Е. А. Использование методов предиктивной аналитики для обработки сигналов с датчиков частоты вращения роторных машин // Научное обозрение. Технические науки. 2019. № 1. С. 22-26.

3. Одинцов К. Э., Ротанова Ю. Н., Карандаева О. И. [и др.]. Методика прогнозирования остаточного ресурса электрооборудования при эксплуатации // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2010. № 3-1. С. 192-198.

4. Кондрашова Ю. Н., Третьяков А. М., Шалимов А. В. Оценка влияния разработки регламентов технического обслуживания и ремонта производственного оборудования с целью минимизации затрат и убытков предприятия черной металлургии // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2022. Т. 20. № 1. С. 112-120. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2022-20-1-112-120.

5. Методы интерполяции и апроксимации // Portal.tpu. URL: https://portal.tpu.ru/SHARED/rn/MBB/uchebnaya_rabota/Model/Tab/Interp_app.pdf (дата обращения: 14.06.2023).

6. Страшко И. В., Кравченко Т. С. Сущность методов экстраполяции // Студопедия. URL: https://studopedia.ru/17_38085_sushchnost-metodov-ekstrapolyatsii.html (дата обращения: 14.06.2023).