Интеллектуальный синтез цифрового двойника для проектирования интегрированных энергетических систем

Создание на базе нескольких раздельно функционирующих систем энергоснабжения (электро-, тепло/хладо-, газоснабжения и других) новой энерготехнологической конструкции в виде интегрированной энергетической системы (ИЭС) значительно расширяет их функциональные возможности, обеспечивает взаимозаменяемость энергоносителей и реализует синергетический эффект по обеспечению надежного, безопасного, экономичного и экологичного энергоснабжения. Проектирование ИЭС представляет собой сложную задачу, требующую применения сложных математических моделей и алгоритмов, учета характеристик различных типов энергетических систем и согласования условий их совместного функционирования. Цифровой двойник позволяет в рамках единого информационного пространства объединить различные математические, информационные и интеллектуальные составляющие для решения комплекса проектных задач. Практическое применение цифрового двойника позволяет повысить качество получаемых проектных решений и снизить затраты на проектирование и эксплуатацию ИЭС. В рамках проекта выделена актуальная научная проблема разработки цифровых двойников для проектирования ИЭС и автоматизации трудоемких этапов их построения. Научная новизна результатов исследований, проводимых в рамках этого проекта, состоит в том, что будет предложена оригинальная методология построения универсального инструмента – платформы – для интеллектуального синтеза цифровых двойников ИЭС. Платформа позволит организовать процесс проектирования этих систем в следующем режиме. Инженером создается компьютерная модель ИЭС с описанием ее конфигурации, на основе которой в автоматизированном режиме строится цифровой двойник: формируются структуры данных, описывающих конфигурацию системы и свойства ее составных элементов, определяется набор математических моделей и алгоритмов, объединяются в единую систему программные компоненты (графические, системные, прикладные математические), формируется хранилище данных, содержащее значение свойств системы и ее элементов в различные моменты времени, и создается система обмена данными с внешней средой. Результаты моделирования на цифровом двойнике используются для подготовки проектных решений и, в конечном счете, построения реальной ИЭС. В свою очередь, на основе данных с характеристиками реальной ИЭС можно построить ее цифровой двойник.