Лаборатория «Интеллектуальные энергетические системы»

р.
р.
Ученики управляют моделью энергосистемы будущего: строят сеть, подключают потребителей, используют традиционные и возобновляемые источники энергии, выбирают тарифы и соревнуются с другими командами.

Это не просто лаборатория, а инженерно-экономическая игра.

Команды выступают как энергокомпании. Покупают ресурсы на аукционе, проектируют энергосистему, запускают её на стенде и получают итоговый результат (число, которое показывает качество всех решений).

Лаборатория помогает изучать энергетику, программирование, математику, экономику, microGRID, возобновляемые источники энергии и управление сложными системами.
Возраст
12+
Направление
Интеллектуальные энергетические системы
Основные дисциплины
Физиика
Информатика
Математика
Экономика
Дополнительное образование
Программирование
Теория игр

Как проходит игра

ИЭС работает как соревнование команд в общем пространстве. Каждая команда управляет своей энергокомпанией и принимает решения, от которых зависит устойчивость сети, стоимость энергии и итоговый результат.
Игра объединяет физический стенд и цифровую модель: часть решений проверяется на реальном оборудовании, часть — в виртуальной среде. Поэтому участники видят не только “правильный ответ”, а последствия выбранной стратегии.
1
Подготовка
Команда изучает сценарий, распределяет роли, составляет стратегию и адаптирует программы управления
2
Аукцион
Команды выбирают тарифы, получают доступные ресурсы и конкурируют за инженерные решения. Уже на этом этапе экономика начинает влиять на будущую сеть
3
Проектирование сети
Участники собирают топологию энергосистемы из доступных элементов: источников, потребителей, накопителей и линий. Нужно распределить нагрузку так, чтобы сеть работала устойчиво
4
Моделирование и запуск
Команда проверяет систему на стенде: учитывает генерацию, потребление, погоду, потери и алгоритмы управления microGRID
5
Итоговый результат
Все решения команды сводятся к единому числу. Это позволяет сравнить стратегии разных команд
6
Анализ
После игры команды разбирают ход решений, ищут ошибки, улучшают модель и составляют план следующей попытки

Что можно моделировать

Взаимодействие традиционной и возобновляемой энергетики
Устойчивость ВИЭ в разных погодных условиях
Применение накопителей энергии
Биржи и рынки электроэнергии
Прогнозирование потребления и генерации
Минимизацию потерь в сети
Алгоритмическое управление энергосистемой
Экономическое давление конкурентов
Управление генерацией и потреблением

Особенности лаборатории

Энергетика в формате игровой стратегии
Ученики не просто собирают схему, а выбирают тарифы, проектируют сеть, распределяют нагрузку и конкурируют с другими командами
Реальные погодные факторы
Стенд имитирует ветер и солнце на основе физических измерений. Погода меняет генерацию и заставляет команду перестраивать стратегию
Открытая задача без одного правильного ответа
У игры нет заранее заданного “идеального решения”. Команды выдвигают гипотезы, проверяют их и видят, как инженерные, экономические и командные решения меняют результат
Реальные объекты + виртуальные двойники
Участники одновременно работают с физическими элементами стенда и цифровой моделью энергосистемы
Мультиагентная среда
Результат зависит не только от собственной стратегии, но и от действий других команд. Можно моделировать рынки энергии, конкуренцию, динамическое ценообразование и взаимодействие с ИИ-участниками

Состав лаборатории

1
Основание стенда с комплектующими
2
Персональный компьютер
3
Программное обеспечение
4
Методические материалы и сценарии занятий

Компетенции учеников

Проектируют энергосистемы с традиционными и возобновляемыми источниками
Собирают топологию сети и распределяют нагрузку
Разрабатывают адаптивные стратегии с учётом техники, экономики и поведения участников
Прогнозируют потребление, генерацию и влияние погодных условий
Принимают экономические решения: тарифы, аукционы, рынки энергии
Работают с киберфизической моделью и виртуальными двойниками
Управляют microGRID по заданному алгоритму
Сравнивают стратегии команд и улучшают модель
Осваивают основы теории игр и динамического ценообразования
Работают в команде, распределяют роли и перестраивают стратегию под задачу
Знакомятся с профессиями в энергетике и управлении сложными системами

Руководство пользователя

Все, что нужно знать во время игры на стенде

Форматы запуска

1
Мастер-классы
«Знакомство с альтернативной энергетикой», «Почувствуй себя энергетиком», «Архитектура Интернета энергии»
2
Образовательная программа
Курс по энергетике, программированию, математике и информатике с теорией и практикой на стенде. В презентации указана длительность программы: 3–9 месяцев занятий
3
Инженерные соревнования
Хакатоны на 1–2 дня, командные турниры, Skolkovo Junior Challenge и подготовка к НТО по профилю ИЭС
4
Проектные интенсивы
Смены и школы на 7–21 день: «Большие вызовы» в ВДЦ «Сириус», Остров 10–21, Университет НТИ, Остров 10–22
5
Профориентация и школы наставников
Формат для школьников, студентов, преподавателей и специалистов, которые хотят погрузиться в энергетику будущего

Соревнования и проекты

Какие соревнования, конкурсы или олимпиады можно посетить или провести с оборудованием из этой лаборатории
Инженерные соревнования по энергетике и интеллектуальным системам

Попробовать до запуска

Бесплатные программы и онлайн курсы, руководство пользователя во время игры на стенде