Проект «Разработка солнечной электростанции с применением искусственного интеллекта для прогнозирования выработки электроэнергии и балансировки комплексной энергетической системы» является грантовым проектом, финансируемым АО «Фонд науки» и реализуемым ТОО «Уральский трансформаторный завод» (УТЗ). В рамках проекта разрабатывается специализированное программное обеспечение для интеллектуального прогнозирования выработки солнечной электроэнергии. Решение направлено на повышение эффективности эксплуатации солнечных электростанций, улучшение качества планирования генерации и более точную балансировку энергетической системы. Проект объединяет современные подходы в области искусственного интеллекта, анализа данных и цифрового мониторинга, формируя практический инструмент для энергетических предприятий и операторов объектов возобновляемой энергетики.
Разрабатываемая программная платформа предназначена для обработки больших массивов данных, поступающих из различных источников: от солнечных электростанций, метеорологических сервисов, датчиков оборудования и смежных информационных систем. На этой основе система формирует прогнозы выработки электроэнергии, выявляет закономерности в поведении генерации и предоставляет результаты в удобном для пользователя виде. Такой подход позволяет перейти от реактивного управления к проактивному принятию решений на основе аналитики и прогноза.
Ключевая особенность проекта заключается в использовании алгоритмов машинного обучения для повышения точности прогнозирования. В рамках разработки рассматриваются и сравниваются несколько моделей, включая LSTM, CNN и LightGBM, что позволяет подобрать наиболее эффективный подход для работы с временными рядами и погодными параметрами. Система способна учитывать исторические данные о генерации, солнечную радиацию, температуру, облачность, влажность, скорость ветра и другие значимые факторы, напрямую влияющие на производительность солнечной станции.
Важным элементом платформы является модуль визуализации и оперативного мониторинга. Пользователь получает доступ к цифровой панели, на которой в наглядной форме отображаются прогнозы погоды, параметры солнечной радиации, показатели работы станции и прогнозируемая выработка электроэнергии. Как показано на рисунке 1, интерфейс модуля прогноза погоды позволяет отслеживать почасовые изменения температуры, ветра, влажности, осадков и инсоляции, а также сравнивать ключевые метеопараметры, влияющие на будущую генерацию. Это особенно важно для краткосрочного планирования и диспетчерского управления.
Отдельное значение в системе имеет анализ радиационных параметров, определяющих потенциальный уровень солнечной генерации. На рисунке 2 представлен пример визуализации трендов солнечной радиации, включая глобальную горизонтальную, прямую нормальную и диффузную составляющие. Такая аналитика позволяет глубже оценивать динамику инсоляции в течение суток, учитывать внешние условия и, как следствие, повышать достоверность прогнозных моделей. Для операторов это означает более точное понимание будущей доступной мощности и возможность заранее адаптировать режимы работы оборудования.
Практическая ценность разработки подтверждается сопоставлением фактических и прогнозных данных выработки. На рисунке 3 приведён пример динамики генерации во времени, где демонстрируется близость прогнозной кривой к реальным значениям выработки. Это показывает, что система может использоваться не только как аналитический инструмент, но и как основа для принятия управленческих решений, связанных с распределением нагрузки, снижением дисбалансов, оптимизацией накопления энергии и повышением общей устойчивости энергосистемы.
Разрабатываемое решение создаётся с учётом требований надёжности, масштабируемости и интеграции с существующей цифровой инфраструктурой предприятий. Архитектура платформы предусматривает возможность дальнейшего расширения функциональности, регулярного обновления моделей, подключения новых источников данных и внедрения дополнительных аналитических инструментов. При этом особое внимание уделяется удобству эксплуатации, защите данных и адаптации системы под реальные условия промышленного применения.
Потенциальными пользователями программного обеспечения являются солнечные электростанции, энергетические компании, промышленные предприятия, а также организации, занимающиеся управлением и планированием энергосистем. Внедрение такой платформы позволит повысить предсказуемость солнечной генерации, сократить операционные риски, улучшить эффективность использования возобновляемых источников энергии и внести вклад в цифровую трансформацию энергетического сектора Казахстана. В более широком смысле проект направлен на укрепление энергетической устойчивости, поддержку «зелёной» экономики и развитие отечественных технологических решений в области интеллектуальной энергетики.
