---

В российском ГОСТе под цифровым двойником (ЦД) изделия понимается система, состоящая из цифровой модели этого изделия и двусторонних информационных связей с ним и его составными частями. Технология цифровых двойников призвана снизить затраты на обслуживание оборудования благодаря автоматизации процессов на производстве. Кроме того, она предоставляет для всех участников процесса совместный доступ в цифровом рабочем пространстве, что повышает эффективность работы. Некоторые цифровые двойники могут не просто хранить данные об объектах, но и анализировать их основные показатели: при обнаружении износа цифровой двойник сообщит о проблеме и предложит оптимальные варианты решения.

В России рынок ЦД хоть и находится на стадии формирования, но постоянно растет. Этому способствовало принятое в 2023 г. Постановление Правительства РФ, обеспечивающее всем участникам энергорынка равный доступ к цифровым двойникам. Решение призвано повысить техническую и экономическую эффективность принимаемых решений по строительству электростанций и сетевых объектов и подключению новых потребителей электроэнергии.

О том, насколько перспективно направление цифровых двойников, свидетельствуют данные Credence Research: если в 2018 г. мировой рынок ЦД оценивался в $3,76 млрд, то к 2027 г. по прогнозам он вырастет до $57,38 млрд.

---

 

Лаборатория была создана в 2022 г. при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ. Основная деятельность лаборатории связана с разработкой программно-аппаратных комплексов с использованием технологий искусственного интеллекта и роботов для решения задач в области электроэнергетики.

Прогнозы позволяют учитывать множество факторов, влияющих на работу ГЭС, например погодные изменения.

При этом анализ метеоусловий и формирование возможных сценариев весеннего паводка осуществляется энергетиками отнюдь не по собственному желанию: к рациональному использованию водных ресурсов пользователей обязывает Водный кодекс РФ и Правила технической эксплуатации электростанций и сетей РФ, закрепляющие необходимость прогнозирования режимов работы ГЭС с учётом гидрологических условий.

Для построения этой модели наряду с данными многолетних наблюдений используются метеорологические сведения, охватывающие период от нескольких часов до нескольких месяцев в зависимости от типа прогноза.

Метеостанции должны были обеспечивать достаточную точность измерений и поддерживать возможность автономной работы с интеграцией в единую систему передачи данных.

До 2024 года, когда была введена в действие автоматизированная сеть на базе метеостанций «Сокол-М», гидрометеорологические параметры оценивались на основе данных, получаемых от Росгидромета и стационарных гидрометеорологических постов. Прогнозирование базировалось на исторических данных многолетних наблюдений, аналитических методах расчёта водного баланса и эмпирических зависимостях. Существующая сеть постов не всегда обеспечивала достаточное пространственное покрытие и не позволяла получать данные с высокой оперативностью.

В основе планирования работы гидроузла лежит прогноз объема притока весеннего половодья от Росгидромета. В рамках проекта, который Лаборатория разрабатывала по заказу собственника ГРЭС, задачи полностью заменить их не стояло – от специалистов лаборатории требовалось предоставить заказчику повышение точности половодья, а кроме того, реализовать оперативный прогноз притока.

Это позволяет учитывать особенности локальных метеоусловий, а также оперативно адаптироваться к изменениям гидрологической обстановки. Собственная модель прогнозирования даёт возможность гибко оценивать разные сценарии и повышает осведомлённость при планировании режима работы водохранилища.

Ключевыми метеорологическими параметрами для исследования являются:

• Температура воздуха – она влияет на скорость таяния снега и испарения
• Количество и интенсивность осадков – этот параметр определяет водный баланс бассейна реки
• Относительная влажность воздуха, влияющая на испаряемость и насыщенность атмосферы влагой
• Атмосферное давление

Всем заявленным параметрам подошла метеостанция «Сокол-М».

Лаборатория остановила свой выбор именно на этой модели еще и потому, что она дает возможность интеграции в единую информационную сеть и работы с внешними системами сбора и передачи данных.

Дополнительный аргумент в пользу станции «Сокол-М» – надежная техническая поддержка со стороны производителя.

Наличия государственного сертификата на метеостанции для проведения исследования не требовалось.

 В комплект приобретенного лабораторией оборудования входят:

• Основной блок метеостанции с интегрированными датчиками
• Автономная система питания
• Датчики температуры и влажности почвы
• Мачта для установки оборудования

Основные сложности возникли при установке метеостанций в удалённых районах с ограниченным доступом. Для решения этих задач были использованы усиленные антенны и дополнительные модули питания – по одной единицы того и другого на каждую из пяти метеостанций.