gscienceMining Science and Technology (Russia)Горные науки и технологии2500-0632The National University of Science and Technology MISiIS (NUST MISIS)10.17073/2500-0632-2025-09-461gscience-1041Research ArticlePOWER ENGINEERING, AUTOMATION, AND ENERGY PERFORMANCEЭНЕРГЕТИКА, АВТОМАТИЗАЦИЯ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬIntegration of digital technologies into the design process of power supply systems for mining enterprisesИнтеграция цифровых технологий в процесс проектирования систем электроснабжения горнопромышленных предприятийhttps://orcid.org/0000-0002-6474-5349ПетровВ. Л.PetrovV. L.

Вадим Леонидович Петров – доктор технических наук, проректор, профессор кафедры энергетики и энергоэффективности горной промышленности

г. Москва

Scopus ID 8919065900

ResearcherID P-9984-2015

Vadim L. Petrov – Dr. Sci. (Eng.), Vice-Rector, Professor of the Department of Energy and Energy Efficiency of the Mining Industry

Moscow

Scopus ID 8919065900

ResearcherID P-9984-2015

petrovv@misis.ruБурматоваЕ. К.BurmatovaE. K.

Елизавета Константиновна Бурматова – инженер-проектировщик электротехнического отдела

г. Москва

Elizaveta K. Burmatova – Design Engineer of the Electrical Engineering Department

Moscow

burmatova.elz@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7457-5702ПичуевА. В.PichuevA. V.

Александр Вадимович Пичуев – доктор технических наук, профессор кафедры энергетики и энергоэффективности горной промышленности

г. Москва

Scopus ID 57209798580

Alexander V. Pichuev – Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Department of Energy and Energy Efficiency of the Mining Industry

Moscow

Scopus ID 57209798580

allexstone@mail.ruУниверситет науки и технологий МИСИСРоссияUniversity of Science and Technology MISISRussian FederationООО «Промстрой Инжиниринг»РоссияPromstroy Engineering LLCRussian Federation202523122025104393–403Copyright © Petrov V.L., Burmatova E.K., Pichuev A.V., 20252025Петров В.Л., Бурматова Е.К., Пичуев А.В.Petrov V.L., Burmatova E.K., Pichuev A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mst.misis.ru/jour/article/view/1041

The study focuses on the development of an integrated software solution for the automation of power supply system (PSS) design for industrial enterprises. The relevance of this work arises from systemic issues observed in existing software packages, such as fragmented design processes, the need for repeated manual data transfer between different platforms, dependence on specific manufacturers’ equipment, and the lack of universal component selection tools. The research included a comprehensive analysis of current approaches to PSS design, the development of new automation methods, and the creation of algorithms for calculating electrical loads and selecting equipment. The methodological framework was based on regulatory standards and the principles of modular architecture, implemented in C# with integration into BIM platforms (nanoCAD) and spreadsheet processors (Excel). The key result is the creation of digital software that automates data collection from BIM models, calculation of electrical loads and short-circuit currents, and selection of PSS components. Practical testing on the power supply project of the Kumroch gold processing plant demonstrated an 80% reduction in manual operations, improved calculation accuracy, and independence from specific equipment manufacturers. The developed software solution effectively eliminates the main shortcomings of existing analogues by providing an end-to-end automated design process, which significantly enhances the efficiency, accuracy, and flexibility of design activities in the context of power sector digitalization.

Исследование направлено на разработку интегрированного программного решения для автоматизации проектирования систем электроснабжения (СЭС) промышленных предприятий. Актуальность работы обусловлена наличием системных проблем в существующих программных комплексах, таких как: фрагментированность процессов проектирования, необходимость многократного ручного переноса данных между различными платформами, зависимость от оборудования конкретных производителей и отсутствие универсальных решений для подбора компонентов. В ходе исследования выполнен комплексный анализ современных подходов к проектированию СЭС, разработаны новые методики автоматизации, созданы алгоритмы расчета электрических нагрузок и подбора оборудования. Методологическую основу составили положения нормативных документов и принципы модульной архитектуры, реализованные на языке C# с обеспечением интеграции с BIM-платформами (nanoCAD) и табличными процессорами (Excel). Ключевым результатом стало создание цифрового программного обеспечения, автоматизирующего сбор исходных данных из BIM-моделей, расчет электрических нагрузок, токов короткого замыкания и подбор элементов СЭС. Практическая апробация на проекте электроснабжения золотоизвлекающей фабрики «Кумроч» продемонстрировала сокращение ручных операций до 80%, повышение точности расчетов и обеспечение независимости от производителей оборудования. Разработанное программное решение эффективно устраняет основные недостатки существующих аналогов, обеспечивая сквозной автоматизированный процесс проектирования, что позволяет существенно повысить производительность, качество и гибкость проектных работ в контексте реализации стратегии цифровизации энергетики.

горнопромышленные предприятияцифровые технологииэлектротехнические системысистемы электроснабженияпроектированиецифровизацияпрограммное обеспечениецифровая трансформацияавтоматизация проектированияmining enterprisesdigital technologieselectrical systemspower supply systemsdesigndigitalizationsoftwaredigital transformationdesign automationReferencesПичуев А. В., Петуров В. И., Суворов И. Ф. Влияние нестационарных режимов на электробезопасность при эксплуатации электрооборудования горных предприятий. Монография. М.: Горная книга; 2011. 326 с.Pichuev A. V., Peturov V. I., Suvorov I. F. Impact of non-stationary modes on electrical safety during the operation of mining enterprises' electrical equipment. Monograph. Moscow: Gornaya Kniga; 2011. 326 p. (In Russ.)Клюев Р. В. Разработки методики расчета качаний в электрической системе. Устойчивое развитие горных территорий. 2024;16(3):1205–1213. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2024-16-3-1205-1213Klyuev R. V. Development of a methodology for calculating swings in an electrical system. Sustainable Development of Mountain Territories. 2024;16(3):1205–1213. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2024-16-3-1205-1213Петров В. Л., Пичуев А. В. Оценка эффективности средств повышения качества электроэнергии в системе частотно-регулируемого электропривода скребковых конвейеров. Горные науки и технологии. 2024;9(1):60–69. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2024-01-198Petrov V. L., Pichuev A. V. Assessing the efficiency of measures to enhance electric power quality in variable-frequency drive for scraper conveyors. Mining Science and Technology (Russia). 2024;9(1):60–69. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2024-01-198Клюев Р. В. Обоснование решений по совершенствованию вентиляторных установок и подъемных машин на основе оценки энергоэффективности их работы в условиях реконструкции рудника «Молибден». Горные науки и технологии. 2025;10(1):84–94. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2024-10-362Klyuev R. V. Assessment of energy efficiency improvement strategies for ventilation and hoisting systems during the reconstruction of the Molibden mine. Mining Science and Technology (Russia). 2025;10(1):84–94. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2024-10-362Шеметов А. Н., Ильина Е. А., Кондрашова Ю. Н. Обработка информации в системе автоматизированного проектирования электроснабжения жилого микрорайона для определения электрических нагрузок. Математическое и программное обеспечение систем в промышленной и социальной сферах. 2021;9(2):29–37. https://doi.org/10.18503/2306–2053-2021-9-2-29–38Shemetov A. N., Ilina E. A., Kondrashova Yu. N. Information processing in the automated power supply system of a residential microdistress for determining electric loads. Software of Systems in The Industrial And Social Fields. 2021;9(2):29–37. (In Russ.) https://doi.org/10.18503/2306–2053-2021-9-2-29–38Степанов В.М., Косырихин В. С. Применение программно-методического комплекса для расчёта и проектирования электроснабжения. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018;(12):180–186.Stepanov V. M., Kosyrikhin V. S. Application of the program-methodical complex for calculation and design of electrical supply. Izvestiya Tula State University. Technical Sciences. 2018;(12):180–186. (In Russ.)Ляшан И. К., Парфенов Я. А., Голованова К. А. Проектирование схемы внутреннего электроснабжения. Вестник науки. 2024;3(3):614–622.Lyashan I. K., Parfenov Ya. A., Golovanova K. A. Design of internal power supply scheme. Vestnik Nauki. 2024;3(3):614–622. (In Russ.)Дмитриев А. А., Герасимов В. Е., Плосков А. Н. Применение современных программных возможностей в процессе проектирования систем электроснабжения. Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2019;15(1):20–25. https://doi.org/10.17122/1999-5458-2019-15-1-20-25Dmitriev A. A., Gerasimov V. E., Ploskov A. N. Application of modern software capabilities in the design of power supply systems. Electrical and Data Processing Facilities and Systems. 2019;15(1):20–25. (In Russ.) https://doi.org/10.17122/1999-5458-2019-15-1-20-25Клочкова Н. Н., Обухова А. В. Автоматизация проектирования систем электроснабжения 6–10 кВ промышленных объектов. Научный альманах. 2024;(7–2):49–51.Klochkova N. N., Obukhova A. V. Automation of design of 6-10 kV power supply systems for industrial facilities. Nauchnyi Almanakh. 2024;(7–2):49–51. (In Russ.)Баширов М. Г., Юсупова И. Г., Биткулов Р. Д. Способ разработки программно-вычислительных комплексов для проектирования систем электроснабжения. Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2021;13(1):37–51.Bashirov M., Yusupova I., Bitkulov R. Comparative analysis of software and computing systems for the design of power supply systems. Vestnik of Kazan State Power Engineering University. 2021;13(1):37–51. (In Russ.)Трунов С. С., Крупнов А. В. Оптимальное проектирование систем электроснабжения на ЭВМ с учетом критериев надежности и экономичности. Вестник Тверского государственного технического университета. Серия: Строительство. Электротехника и химические технологии. 2024;(1):57–74. https://doi.org/10.46573/2658-7459-2024-1-57-74Trunov S. S., Krupnov A. V. CAD with independent design of power supply systems, taking into account the criteria of reliability and efficiency. Vestnik of Tver State Technical University. Series «Building. Electrical engineering and chemical technology». 2024;(1):57–74. (In Russ.) https://doi.org/10.46573/2658-7459-2024-1-57-74Анищенко В. А., Кирспу А. Ю. Учет неопределенности исходной информации при проектировании систем электроснабжения. Вестник Гомельского государственного технического университета им. П.О. Сухого. 2005;(3):25–29.Anishchenko V. A., Kirspu A. Yu. Accounting for the uncertainty of initial information in the design of power supply systems. Vestnik Gomel’skogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta imeni P. O. Sukhogo. 2005;(3):25–29. (In Russ.)Федоша Д. В. Оптимальное проектирование систем электроснабжения. Электротехника и электроэнергетика. 2012;(1):57–61.Fedosha D. V. Optimal design of power system. Elektrotekhnika i Elektroenergetika. 2012;(1):57–61. (In Russ.)Степанов В. М., Косырихин В. С. Методология расчёта и проектирования электрических сетей системы промышленного электроснабжения. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2014;(8):215–222.Stepanov V. M., Kosyrikhin V. S. Methodology of calculation and design of electric networks of system of industrial power supply. Izvestiya Tula State University. Technical Sciences. 2014;(8):215–222. (In Russ.)Romanova V. V. The program for determining the optimal location for installation of symmetry facilities in 0.4 kV power supply systems with a motor-drive load. Journal of Siberian Federal University. Engineering and Technologies. 2020;13(5):643–651. https://doi.org/10.17516/1999-494X-0253Romanova V. V. The program for determining the optimal location for installation of symmetry facilities in 0.4 kV power supply systems with a motor-drive load. Journal of Siberian Federal University. Engineering and Technologies. 2020;13(5):643–651. https://doi.org/10.17516/1999-494X-0253Яковкина Т. Н., Стародубцев А. А., Чеховский С. Н. Проектирование системы электроснабжения отдела разложения сульфатного мыла филиала АО "Группа "ИЛИМ" в г. Братске. Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. 2018;2:68–72.Yakovkina T. N., Starodubtsev A. A., Chekhovskiy S. N. Designing the power supply system for the sulfate soap decomposition department of the "ILIM" Group Branch in Bratsk. Proceedings of Bratsk State University. Series: Natural and Engineering Sciences. 2018;2:68–72. (In Russ.)Добродей А. О., Воронович А. А.Автоматизация расчетов при проектировании систем электроснабжения жилых домов. Агротехника и энергообеспечение. 2018;(1):35–46.Dobrodey A. O., Voronovich A. A. Automation of calculations in the designing of power supply systems of residential buildings. Agrotekhnika i Energoobespechenie. 2018;(1):35–46. (In Russ.)Савчук И. В., Смолин Н. И., Серов А. И. Автоматизация расчетов токов короткого замыкания и потерь напряжения в системах электроснабжения и интеграция в CAD систему. АгроЭкоИнфо. 2023;(5). https://doi.org/10.51419/202135539Savchuk I. V., Smolin N. I., Serov A. I. Automation of short-circuit current and voltage loss calculations in power supply systems and integration into a CAD system. AgroEkoInfo. 2023;(5). (In Russ.) https://doi.org/10.51419/202135539Волков Н. А. Внедрение БИМ-технологий в процесс проектирования сетей электроснабжения. Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке. 2024;2:19–23.Volkov N. A. The introduction of BIM technologies in the process of designing power supply networks. Scientifically Technical and Economical Cooperation in Asia-Pacific Countries in the 21st Century. 2024;2:19–23. (In Russ.)Пичуев А. В., Грибкова О. С., Бурматова Е. К. Оценка энергоэффективности применения альтернативных источников питания в системах автономного электроснабжения горно-обогатительных комбинатов. Энергобезопасность и энергоснабжение. 2024;(4):43–49.Pichuev A. V., Gribkova O. S., Burmatova E. K. Assessment of energy efficiency of alternative power sources in independent power supply systems of mining and processing plants. Energy Safety and Energy Economy. 2024;(4):43–49. (In Russ.)Софронов М. А., Петров В. Л. Перспективы применения солнечных электростанций в системах электроснабжения горных предприятий. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2024;(10):152–165. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2024_10_0_152Sofronov M. A., Petrov V. L. Prospects for solar power plants in electricity supply systems in mines. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2024;(10):152–165. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2024_10_0_152

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