• Щукин Никита Игоревич, Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН (Иркутск, Россия)

В статье рассматривается задача интеграции разнородных математических моделей, применяемых при формировании цифровой модели цифрового двойника ветровой электростанции. Актуальность исследования определяется тем, что ветровая электростанция представляет собой не один объект, а сложную техническую систему, включающую ряд взаимосвязанных подсистем: ветровую установку, аэродинамический контур, механическую передачу, силовую электронику, систему передачи энергии, дизельную электростанцию, аккумуляторные батареи и потребителей. Для каждой из указанных подсистем в научной литературе используются различные классы моделей, отличающиеся составом исходных данных, уровнем детализации, расчетным шагом, принятыми допущениями, ограничениями и областью применимости. При разработке цифрового двойника такие модели должны быть не только реализованы в одном программном комплексе, но и согласованы между собой по смыслу параметров, единицам измерения, временным характеристикам, граничным условиям и правилам передачи результатов расчетов. Цель работы состоит в обосновании целесообразности применения онтологического подхода к интеграции моделей в цифровой модели цифрового двойника ветровой электростанции. Показано, что при отсутствии явной формализации предметной области усложнение цифрового двойника сопровождается дублированием данных, появлением неявных зависимостей между расчетными модулями, затруднением сопровождения программной системы и ростом затрат на развитие новой функциональности. Предлагается использовать онтологическую модель, как средство ограничения этих эффектов, задающее общий слой терминов, связей, ограничений и требований к данным. Целесообразно применять такую модель на этапе проектирования новой функциональности цифрового двойника, включая внедрение новых расчетных моделей, изменение компонентов визуализации, расширение базы данных и уточнение связей между подсистемами. Новизна подхода заключается в рассмотрении онтологии не только как средства представления знаний о предметной области, но и как инструмента снижения организационных и программно-инженерных рисков при интеграции моделей цифрового двойника. Отдельное внимание уделено тому, что онтологическая модель позволяет фиксировать знания специалистов в формализованном виде и тем самым снижать зависимость проекта от ограниченного числа сотрудников, одновременно владеющих программной инженерией, математическим моделированием и спецификой энергетических объектов. В работе обосновывается, что использование онтологического подхода может способствовать повышению согласованности компонентов цифровой модели, снижению вероятности ошибок при обмене данными между расчетными модулями и упрощению последующего развития цифрового двойника ветровой электростанции.

цифровой двойник, ветровая электростанция, математическое моделирование, онтологическое моделирование, интеграция моделей

2026-09-03