Заседание семинара "Общеинститутский семинар" 13.05.2026 в 14-00. "Методический подход к построению цифровых двойников энергетических объектов с применением моделей машинного обучения (на примере солнечной электростанции)", Цыбиков Алексей Ринчинович

Проблема построения цифровых двойников энергетических объектов приобретает высокую актуальность в связи с развитием интеллектуальных энергетических систем, возобновляемой энергетики и необходимостью повышения эффективности проектирования, прогнозирования и сопровождения объектов на различных стадиях их жизненного цикла. Для солнечных электростанций данная задача является особенно значимой, поскольку их работа существенно зависит от состояния внешней среды, погодных факторов, состава оборудования и качества исходных данных.

Несмотря на активное развитие исследований в области цифровых двойников и методов искусственного интеллекта, вопросы разработки интегрированного методического подхода, объединяющего математическое моделирование, цифровую тень, виртуальную среду, онтологические модели и методы машинного обучения, остаются недостаточно проработанными применительно к энергетическим объектам, в частности к солнечным электростанциям.

Целью работы является разработка методического подхода к построению умных цифровых двойников энергетических объектов с использованием интеллектуальных технологий, в частности моделей машинного обучения.

В работе предложена формализованная модель умного цифрового двойника, основанная на модификации базовой модели цифрового двойника и дополненная описанием моделей искусственного интеллекта, базы знаний и виртуальной среды. Построена модель цифрового двойника солнечной электростанции, обеспечивающая интеграцию математических моделей, данных о состоянии объекта и внешней среды, а также интеллектуальных компонентов прогнозирования.

Разработан численный метод ансамблирования моделей машинного обучения с динамическим выбором модели на основе состояния внешней среды. Метод ориентирован на повышение точности прогнозирования временных рядов в составе виртуальной среды цифрового двойника солнечной электростанции и позволяет учитывать изменение внешних условий при выборе наиболее подходящей модели прогнозирования.

Предложена методика построения виртуальной среды цифрового двойника, обеспечивающая эмуляцию данных на этапе научного прототипирования. Разработана методика построения умного цифрового двойника энергетического объекта с применением онтологического и математического моделирования, а также моделей машинного обучения.

Разработана агентно-сервисная архитектура умного цифрового двойника солнечной электростанции и реализован программный комплекс — научный прототип цифрового двойника, интегрирующий вычислительное ядро, цифровую тень, виртуальную среду и пользовательский web-интерфейс. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании цифровых двойников солнечных электростанций, прогнозировании их выходных характеристик и проведении вычислительных экспериментов в различных конфигурациях оборудования и климатических условиях.