probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2021-23-6-134-147probener-2072Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИКАELECTRICAL ENGINEERINGАнализ фактических электрических нагрузок помещений общественного назначения, встроенных в жилые зданияAnalysis of the actual electrical loads of public premises embedded in residential buildingsСолуяновЮ. И.SoluyanovYu. I.

 д-р техн. наук, профессор, почетный профессор; президент Ассоциации; председатель совета директоров; председатель технического комитета по стандартизации ТК 337  «Электроустановки зданий»

 Казань 

Kazan

Moscow

ФедотовА. И.FedotovA. I.

 д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры«Электрические станций» им. В.К. Шибанова; главный специалист  

 Казань 

Kazan

Moscow

https://orcid.org/0000-0003-4424-7761АхметшинА. Р.AkhmetshinA. R.

 канд. техн. наук, доцент кафедры «Энергетическоемашиностроение»; ведущий специалист 

 Казань 

Kazan

Moscow

dr.akhmetshin@ieee.orghttps://orcid.org/0000-0002-0004-7509СолуяновВ. И.SoluyanovV. I.

 главный инженер; ведущий специалист 

 Казань 

Moscow

Kazan

 

vs@tatem.ruКазанский государственный энергетический университет; Ассоциация «Росэлектромонтаж»; АО «Татэлектромонтаж»РоссияKazan State Power Engineering University; Association «Roselectromontazh»; JSC «Tatelektromontazh»Russian FederationКазанский государственный энергетический университет; Ассоциация «Росэлектромонтаж»РоссияKazan State Power Engineering University; Association «Roselectromontazh»Russian FederationАссоциация «Росэлектромонтаж»; АО «Татэлектромонтаж»РоссияAssociation «Roselectromontazh»; JSC «Tatelektromontazh»Russian Federation202101042022236134147Copyright © Солуянов Ю.И., Федотов А.И., Ахметшин А.Р., Солуянов В.И., 20222022Солуянов Ю.И., Федотов А.И., Ахметшин А.Р., Солуянов В.И.Soluyanov Y.I., Fedotov A.I., Akhmetshin A.R., Soluyanov V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/2072ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. С помощью данных от интеллектуальных приборов учета электроэнергии проведен анализ профилей электрических нагрузок коммерческих организаций, входящих в состав многоквартирных домов. Выполнено сравнение полученных результатов с их действующими нормативными значениями. Рассмотрены новые значения удельных электрических нагрузок для помещений общественного назначения: аптек, продовольственных и промтоварных магазинов, предприятий общественного питания, офисных помещений.

МЕТОДЫ

МЕТОДЫ. Получасовые профили нагрузки получены от интеллектуальных приборов учета электроэнергии, установленных непосредственно у исследуемых объектов, передача данных выполнялась автоматизированной системой учета электроэнергии. Интервалы наблюдения составляли несколько десятков дней. Для обработки экспериментально полученных данных применены статистические методы анализа электрических нагрузок.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, представлены профили электрических нагрузок помещений общественного назначения с выделением характерных признаков в отдельности по каждой группе потребителей электроэнергии. Рассмотрены новые удельные расчетные электрические нагрузки, в том числе произведен анализ по сопоставлению с существующими нормативами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Расчетные значения электрической мощности с целью обеспечения технологического присоединения для помещений общественного назначения, включающих в себя социально-культурные объекты, необходимо актуализировать, так как на сегодняшний день существует значительная разница между фактической и рассчитанной по нормативным документам электрическими нагрузками. Актуализация удельных расчетных электрических нагрузок помещений общественного назначения позволит уменьшить запертую мощность, приходящуюся на данные объекты, одновременно сократить стоимость технологического присоединения, тем самым повысить рейтинг инвестиционного климата региона.

THE PURPOSE

THE PURPOSE. With the help of data from smart electricity meters, an analysis of the profiles of electrical loads of commercial organizations that are part of apartment buildings was carried out. The results obtained are compared with their current standard values. New values of specific electrical loads for public premises are considered: pharmacies, grocery and manufactured goods stores, catering establishments, office premises.

METHODS

METHODS. Half-hour load profiles were obtained from intelligent electricity metering devices installed directly at the objects under study, data transmission was carried out by an automated electricity metering system. The observation intervals were several tens of days. To process the experimentally obtained data, statistical methods for the analysis of electrical loads were used.

RESULTS

RESULTS. The article describes the relevance of the topic, presents the profiles of electrical loads of public premises with the highlighting of characteristic features separately for each group of electricity consumers. New specific design electrical loads are considered, including an analysis in comparison with existing standards.

CONCLUSION

CONCLUSION. The calculated values of electrical power in order to ensure technological connection for public premises, including social and cultural facilities, must be updated, since today there is a significant difference between the actual and calculated according to regulatory documents electrical loads. Updating the specific design electrical loads of public premises will reduce the locked capacity of these facilities, at the same time reduce the cost of technological connection, thereby increasing the rating of the investment climate in the region.

интеллектуальные приборы учетаудельные расчетные электрические нагрузкиэлектрические нагрузки помещений общественного назначениязапертая электрическая мощностьпроектирование жилых комплексовsmart metersspecific design electrical loadselectrical loads of public premiseslocked electrical powerdesign of residential complexesReferencesСолуянов Ю.И., Федотов А.И., Галицкий Ю.Я., и др. Актуализация нормативных значений удельной электрической нагрузки многоквартирных домов в Республике Татарстан // Электричество. 2021. № 6. С .62–71.Soluyanov YI, Fedotov AI, Galitskiy YY, et al. Updating the normative values of the specific electrical load of apartment buildings in the Republic of Tatarstan. Electricity. 2021; 6:62-71.Солуянов Ю.И., Ахметшин А.Р., Солуянов В.И. Энерго-ресурсосберегающий эффект в системах электроснабжения жилых комплексов от актуализации нормативов электрических нагрузок // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2021. №1(23). C. 156-166.Soluyanov YI, Akhmetshin AR, Soluyanov VI. Energy-resource-saving effect in the power supply systems of residential complexes from the actualization of standards for electrical loads. Proceedings of the higher educational institutions. ENERGY SECTOR PROBLEMS. 2021; 23(1):156-166.Proedrou A. Comprehensive review of residential electricity load profile models // IEEE Access. 2021. V. 9. pp. 12114 – 12133.Proedrou A. Comprehensive review of residential electricity load profile models. IEEE Access. 2021;9:12114-12133.Mansoor H., Rauf H., Mubashar M., et al. Past vector similarity for short term electrical load forecasting at the individual household level // IEEE Access. 2021. V. 9. pp. 42771-42785.Mansoor H, Rauf H, Mubashar M, et al. Past vector similarity for short term electrical load forecasting at the individual household level. IEEE Access. 2021;9:42771-42785.Солуянов Ю.И., Федотов А.И., Ахметшин А.Р., и др. Актуализация удельных электрических нагрузок дошкольных образовательных и общеобразовательных учреждений // Вестник Чувашского университета. 2021. №1. C. 134-145.Soluyanov YI, Fedotov AI, Akhmetshin AR, et al. Actualization of specific electrical loads of preschool educational and general educational institutions. Bulletin of the Chuvash University. 2021;1:134-145.Soluyanov Y.I., Fedotov A.I., Ahmetshin A.R. Calculation of electrical loads of residential and public buildings based on actual data // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. V. 643. Article number 012051.Soluyanov YI, Fedotov AI, Ahmetshin AR. Calculation of electrical loads of residential and public buildings based on actual data. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019;643:012051.Ополева Г.Н. Электроснабжение промышленных предприятий и городов. Москва: ИД «ФОРУМ» ИНФРА-М, 2017. 416 с.Opoleva GN. Ehlektrosnabzhenie promyshlennykh predpriyatii i gorodov. Moscow: Publishing House FORUM INFRA-M; 2017;416.Надтока И.И., Павлов А.В., Новиков С.И. Проблемы расчета электрических нагрузок коммунально-бытовых потребителей микрорайонов мегаполисов // Известия вузов. Электромеханика. 2013. №1. С. 136-139.Nadtoka II, Pavlov AV, Novikov SI. Problems of calculating electrical loads of municipal consumers in micro-districts of megapolises. Izvestiya vuzov. Electromechanics. 2013;1:136-139.Soluyanov Y.I., Fedotov A.I., Soluyanov D.Y., et al. Experimental research of electrical loads in residential and public buildings // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. The International Conference on Advances in Energy Industry and Power Generation (AdvEnGen-2020). 2020. V. 860. Article number 012026.Soluyanov YI, Fedotov AI, Soluyanov DY, et al. Experimental research of electrical loads in residential and public buildings. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. The International Conference on Advances in Energy Industry and Power Generation (AdvEnGen-2020). 2020;860:012026.Надтока И.И., Павлов А.В. Повышение точности расчета электрических нагрузок многоквартирных домов с электроплитами // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2015. №2. С. 45-48.Nadtoka II, Pavlov AV. Increasing the accuracy of calculating the electrical loads of apartment buildings with electric stoves. Izvestiya vuzov. North Caucasian region. Technical science. 2015;2:45-48.Ashok K., Li D., Divan D., et al. Distribution transformer health monitoring using smart meter data // IEEE Power and Energy Society Innovative Smart Grid Technologies Conference. 2020. Article number 9087641.Ashok K, Li D, Divan D, et al. Distribution transformer health monitoring using smart meter data. IEEE Power and Energy Society Innovative Smart Grid Technologies Conference. 2020;9087641.Carroll P., Murphy T., Hanley M., et al. Household classification using smart meter data // Journal of official statistics. 2018. V. 34. N1. pp. 1-25.Carroll P, Murphy T, Hanley M, et al. Household classification using smart meter data. Journal of official statistics. 2018;34(1):1-25.Воропай Н.И., Стычински З.А., Козлова Е.В., и др. Оптимизация суточных графиков нагрузки активных потребителей // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2014. № 1. C. 84-90.Voropai NI, Stychinski ZA, Kozlova EV, et al. Optimization of daily load schedules for active consumers. Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Energy. 2014;1:84-90.Гальперова Е.В., Мазурова О.В. Долгосрочное прогнозирование спроса на электроэнергию в условиях неопределенности социально-экономического развития страны и конъюнктуры региональных энергетических рынков // Электроэнергия. Передача и распределение. 2020. № 3(60). C. 41-45.Galperova EV, Mazurova OV. Long-term forecasting of demand for electricity in the face of uncertainty in the socio-economic development of the country and the conjuncture of regional energy markets. Elektroenergiya. Transmission and distribution. 2020;60(3):41-45.Солуянов Ю.И., Ахметшин А.Р., Солуянов В.И. Актуализация удельных электрических нагрузок помещений общественного назначения, встроенных в жилые здания // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2021. №3(23). С. 47-57.Soluyanov YI, Akhmetshin AR, Soluyanov VI. Updating the specific electrical loads of public premises built into residential buildings. Proceedings of the higher educational institutions. ENERGY SECTOR PROBLEMS. 2021;23(3):47-57.Надтока И.И., Павлов А.В. Расчеты электрических нагрузок жилой части многоквартирных домов с электрическими плитами, основанные на средних нагрузках квартир // Известия вузов. Электромеханика. 2014. №3. С. 36-39.Nadtoka II, Pavlov AV. Calculations of electrical loads in the residential part of apartment buildings with electric stoves based on the average loads of apartments. Izvestiya vuzov. Electromechanics. 2014;3:36-39.Albert A., Rajagopal R. Smart meter driven segmentation: what your consumption says about you // IEEE Transactions on Power Systems. 2013. V. 28. Iss. 4. pp. 4019-4030.Albert A, Rajagopal R. Smart meter driven segmentation: what your consumption says about you. IEEE Transactions on Power Systems. 2013;28(4):4019-4030.Mai W., Chung C.Y., Wu T., et al. Electric load forecasting for large office building based on radial basis function neural network // IEEE Power and Energy Society General Meeting. 2014. article number 6939378.Mai W, Chung CY, Wu T, et al. Electric load forecasting for large office building based on radial basis function neural network. IEEE Power and Energy Society General Meeting. 2014;6939378.Cembranel S.S., Lezama F., Soares J., et al. A short review on data mining techniques for electricity customers characterization // 2019 IEEE PES GTD Grand International Conference and Exposition Asia. 2019. pp. 194-199.Cembranel SS, Lezama F, Soares J, et al. A short review on data mining techniques for electricity customers characterization. 2019 IEEE PES GTD Grand International Conference and Exposition Asia. 2019;194-199.Жилкина Ю.В. Концепции интернета вещей как способ мотивации к энергосбережению // Электрические станции. 2020. № 2. C. 23–26.Zhilkina YV. Concepts of the Internet of Things as a Motivation for Energy Saving. Electric Power Plants. 2020;2:23–26.Воропай Н.И., Ретанц К., Хэгер У., и др. Разработка инновационных технологий и средств для оценки и повышения гибкости современных энергосистем // Электроэнергия. Передача и распределение. 2021. № 1(64). C. 52-63.Voropai NI, Retants K, Hager U, et al. Development of innovative technologies and tools for assessing and increasing the flexibility of modern energy systems. Electricity. Transmission and distribution. 2021;64(1):52-63.Антонов Н.В., Евдокимов М.Ю., Чичеров Е.А. Проблемы в оценке региональной дифференциации потребления электроэнергии в бытовом секторе России // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки. 2019. № 4. С. 53–71.Antonov NV, Evdokimov MY, Chicherov EA. Problems in assessing regional differentiation of electricity consumption in the household sector of Russia. Bulletin of the Moscow State Regional University. Series: Natural Sciences. 2019;4:53–71.Ledva G.S., Mathieu J.L. Separating feeder demand into components using substation, feeder, and smart meter measurements // IEEE Transactions on Smart Grid. 2020. V. 11. Iss. 4. pp.3280-3290.Ledva GS, Mathieu JL. Separating feeder demand into components using substation, feeder, and smart meter measurements. IEEE Transactions on Smart Grid. 2020;11(4):3280-3290.Герасимов Д.О., Суслов К.В., Уколова Е.В. Принципы построения модели энергетического хаба // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2019. Т. 11. № 3(43). C. 3-12.Gerasimov DO, Suslov KV, Ukolova EV. Principles of constructing a model of an energy hub. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo ehnergeticheskogo universiteta. 2019;43(3):3-12.Майоров А.В. Развитие системы оперативно-технологического управления электросетевым комплексом в рамках концепции цифровой трансформации 2030 // Электроэнергия. Передача и распределение. 2019. № 2(13). C. 2-7.Mayorov AV. Development of the system of operational and technological management of the power grid complex within the framework of the concept of digital transformation 2030. Electricity. Transmission and distribution. 2019;13(2):2-7.Yao D., Wen M., Liang X., et al. Energy theft detection with energy privacy preservation in the smart grid // IEEE Internet of Things Journal. 2019. V. 6. Iss. 5. pp. 7659-7669.Yao D, Wen M, Liang X, et al. Energy theft detection with energy privacy preservation in the smart grid. IEEE Internet of Things Journal. 2019;6(5):7659-7669.Melhem F.Y., Grunder O., Hammoudan Z., et al. Energy management in electrical smart grid environment using robust optimization algorithm // IEEE Transactions on Industry Applications. 2018. V. 54. Iss. 3. pp. 2714-2726.Melhem FY, Grunder O, Hammoudan Z, et al. Energy management in electrical smart grid environment using robust optimization algorithm. IEEE Transactions on Industry Applications. 2018;54(3):2714-2726.Lin W., Wu D., Boulet B. Spatialoral residential short-term load forecasting via graph neural networks // IEEE Transactions on Smart Grid. 2021. V. 12. pp. 5373-53841.Lin W, Wu D, Boulet B. Spatialoral residential short-term load forecasting via graph neural networks. IEEE Transactions on Smart Grid. 2021;12:5373-53841.Лоскутов А.Б., Лоскутов А.А., Зырин Д.В. Разработка и исследование гибкой интеллектуальной электрической сети среднего напряжения, основанной на гексагональной структуре // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2016. №3(114). C. 85–94.Loskutov AB, Loskutov AA, Zyrin DV. Development and research of a flexible intelligent medium voltage electrical network based on a hexagonal structure. Proceedings of NSTU im. R.E. Alekseeva. 2016;114(3):85–94.Илюшин П.В. Особенности учета параметров нагрузки при анализе переходных процессов в сетях с объектами распределенной генерации // Электроэнергия. Передача и распределение. 2018. №6(51). C. 54-61.Ilyushin PV. Features of the account of load parameters in the analysis of transient processes in networks with distributed generation facilities. Elektroenergiya. Transmission and distribution. 2018;51(6):54-61.Федотов А.И., Абдрахманов Р.С., Ахметшин А.Р. Обеспечение нормативного уровня напряжения в распределительных сетях 0,4-10 кВ с помощью вольтодобавочных трансформаторов // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. 2011. № 09-10. С. 40-45.Fedotov AI, Abdrakhmanov RS, Akhmetshin AR. Ensuring the standard voltage level in distribution networks of 0.4-10 kV using booster transformers. Proceedings of the higher educational institutions. ENERGY SECTOR PROBLEMS. 2011;09-10:40-45.Latifi M., Sabzehgar R., Rasouli M. Reactive power compensation using plugged-in electric vehicles for an AC power grid // IECON 2018 - 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. 2018. pp. 4986-4991.Latifi M, Sabzehgar R, Rasouli M. Reactive power compensation using plugged-in electric vehicles for an AC power grid. IECON 2018 - 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. 2018;4986-4991.Peng Y., Yang Y., Xu Y., et al. Electricity theft detection in AMI based on clustering and local outlier factor // IEEE Access. 2021. V. 9. pp. 107250 – 107259.Peng Y, Yang Y, Xu Y, et al. Electricity theft detection in AMI based on clustering and local outlier factor. IEEE Access. 2021;9:107250 - 107259.James G., Witten D., Hatie T., et al. An introduction to statistical learning with Applications in R. 2nd ed. Cham. Springer. 2021. p. 612.James G, Witten D, Hatie T, et al. An introduction to statistical learning with Applications in R. 2nd ed. Cham. Springer. 2021;612.Гореева Н.М., Демидова Л.Н. Статистика. Москва: Изд.: Прометей, 2019. 496 c.Goreeva NM, Demidova LN. Statistics. Moscow: Publ.: Prometheus, 2019;496.

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