スマートグリッドのためのAIデジタルツインを使用したマルチ戦略の最適化フレームワーク
S Sakthivel1, M Arivukarasi2, G Charulatha3
1Department of Electronics and Communication Engineering, Saveetha School of Engineering, Saveetha Institute of Medical and Technical Sciences (SIMATS), Chennai, Tamil Nadu, 602105, India. sakthi0707@gmail.com.
Scientific reports
|February 12, 2026
まとめ
この研究は,スマートグリッドのためのAIデジタルツインを導入し,多様なエネルギー貯蔵を最適化し,再生可能エネルギーの使用を促進し,炭素排出量を30%削減します. モデル予測制御 (MPC) は,現実世界のアプリケーションのためのパフォーマンスと複雑性の実用的なバランスを提供します.
科学分野:
- 電気工学 電気工学とは
- 人工知能 (AI) とは,人工知能 (AI) のことです.
- 持続可能なエネルギーシステム
背景:
- スマート・グリッドは,安定性と経済性を維持しながら,再生可能エネルギー源を統合する課題に直面しています.
- 異質なエネルギー貯蔵システム (バッテリー,熱,水素) は解決策を提供しますが,洗練された管理が必要です.
- エネルギーシステムにおける炭素中立性を達成するには,高度な最適化と制御戦略が必要です.
研究 の 目的:
- スマートグリッドにおける異質なエネルギー貯蔵システムを最適化するためのAI対応のデジタルツインのフレームワークの開発と評価.
- 異なる最適化方法の有効性を評価し,再生可能エネルギーの利用を向上させ,炭素排出量を削減する.
- スマートグリッドの制御のためのコンピューティングの複雑性,性能,および実装可能性の間のトレードオフに関する洞察を提供するために.
主な方法:
- バッテリー,熱,水素貯蔵を統合したAI対応のデジタルツインの開発.
- 3つの最適化アプローチの実装と比較分析:ルールベースの (RB) ヒューリスティック,モデル予測制御 (MPC),および多目的遺伝子アルゴリズム (GA).
- 再生可能エネルギー統合の課題に取り組むためのAI駆動の予測モデル.
主要な成果:
- AIに最適化されたマルチエネルギーストレージ (MES) の統合は,再生可能エネルギーの利用を大幅に改善します.
- 炭素排出量は,従来のアプローチと比較して約30%減少しました.
- MPCは,カーボンフットプリントを29.9%削減し,運用コストを30%削減し,GAは28.2%の改善を示した.
結論:
- AI対応のデジタルツイン・フレームワークは,スマート・グリッドのためのMESを効果的に最適化し,炭素中立性に貢献します.
- MPCは,現実世界のスマートグリッドアプリケーションの実践的な実装のためのバランスの取れたアプローチを提示します.
- この研究は,高い再生可能エネルギー浸透率,信頼性,および経済成長のための次世代スマートグリッドにおけるAIの重要な役割を強調しています.
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