Digital Twin as the Basis of the Automated Monitoring System for the Technological Process of a Power Unit at a Power Plant
DOI:
https://doi.org/10.47451/tec2025-11-01Keywords:
digital twin, power unit, technological process, principles and functions of the digital twinAbstract
The relevance of the research topic is determined by several important factors that are key to the modern energy sector: real-time monitoring of technological parameters of a power unit, which is critical for maintaining the reliable and uninterrupted operation of a power plant; ensuring energy security management to prevent accidents, failures, and unforeseen emergency situations for the power unit; reducing operational costs, which allows increasing the economic efficiency of power plant operations in the context of rising energy resource prices. The relevance of the research topic is defined by the need to implement digital technologies to improve the efficiency, safety, and economic viability of power unit operations at power plants. The digital twin is an integrated tool for automated monitoring and management of technological processes in a power unit, which can be integrated with various control systems, sensor data, information systems, and cyber-physical systems, creating a unified digital ecosystem for power unit management. This ensures a high level of automation, reducing human error and enhancing the efficiency of power unit operations. The object of the study is the processes of automated monitoring and management of technological processes in a power unit using a digital twin. It is shown that the digital twin of a power unit is a virtual model that reproduces the physical state and behavior of a real power unit in real-time. It combines mathematical models, control algorithms, data from sensors, and automated control systems to ensure an accurate reflection of all key energy production processes. The main functions of the digital twin are highlighted: real-time monitoring of technological parameters; optimization of technological equipment operation modes and energy consumption; diagnosis of deviations and forecasting of emergency situations; decision support at the level of automated process control systems and management systems; integration with cyber-physical systems to ensure the connection between technical and economic indicators.
Downloads
References
Alam, K. M., & El Saddik, A. (2017). C2PS: A Digital Twin Architecture Reference Model for the Cloud-Based Cyber-Physical Systems. IEEE Access, 5, 2050–2062. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2017.2657006
Dombrovska, T. (2023). Sectoral trends in digitalization of the global energy sector. Economy and Society, 50. (In Ukr.). [Домбровська Т. Секторальні тенденції діджиталізації глобального енергетичного сектору // Економіка та суспільство. — 2023. — № 50]. https://doi.org/10.32782/2524-0072/2023-50-22
Holotsukova, T., & Lamonov, P. (2024). Digital enterprise and digital doppelgangers: Integration challenges and opportunities. In: Energy security in the digital transformation era (pp. 87–90). Kyiv: IPME im. H.Ye. Pukhova NAN Ukrainy. (In Ukr.). [Голоцукова Т., Ламонов П. Цифрове підприємство та цифрові двійники: виклики та можливості інтеграції // Безпека енергетики в епоху цифрової трансформації. — Київ: ІПМЕ ім. Г. Є. Пухова НАН України, 2024. — С. 87–90]. https://doi.org/10.30525/978-9934-26-575-4-29
Klimenko, O. (2025). Digital technologies in renewable energy: Economic challenges and opportunities. In: T. Nestorenko & D. Kalita (Eds.), Exploring AI and innovation across key sectors (pp. 184–201). Gliwice: Wydawnictwo WST. (In Ukr.). [Кліменко О. Цифрові технології у відновлювальній енергетиці: економічні виклики та можливості // Exploring AI and Innovation Across Key Sectors: колективна монографія / за ред. T. Nestorenko, D. Kalita. — Gliwice: Wydawnictwo WST, 2025. — С. 184–201]. https://repository.hneu.edu.ua/handle/123456789/36731
Lapychak, N. I. (2024). Research of essential features of the modern process of standardization and certification of products: the impact of digitalization. Inclusive Economy, 1(03), 42–46. (In Ukr.). [Лапичак Н. І. Дослідження сутнісних ознак сучасного процесу стандартизації й сертифікації продукції: вплив цифровізації // Інклюзивна економіка. — 2024. — № 1(03). — С. 42–46]. https://doi.org/10.32782/inclusive_economics.3-6
Loboda, P. P., & Starovit, I. S. (2023). Modeling and management of processes of new safe confinement of the Chernobyl Nuclear Power Plant based on digital twin technology. Bulletin of the Kherson National Technical University, 2(85), 168–173. (In Ukr.). [Лобода П. П., Старовіт І. С. Моделювання та управління процесами нового безпечного конфайнменту ЧАЕС на основі технології цифрових двійників // Вісник Херсонського національного технічного університету. — 2023. — № 2(85). — С. 168–173]. https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2023.2.23
Merzhynskyi, Ye., Byrskyi, V., & Khoroshun, V. (2025). Analysis of software platforms for creating digital doubles in economic sectors. Economy and Society, 74. (In Ukr.). [Мержинський Є., Бирський В., Хорошун В. Аналіз програмних платформ для створення цифрових двійників в галузях економіки // Економіка та суспільство. — 2025. — № 74]. https://doi.org/10.32782/2524-0072/2025-74-41
Minchev, D. S., Varbanets, R. A., Zalozh, V. I., Ahieiev, M. S., & Psariuk, S. P. (2025). Improving the diesel engine fuel combustion model when using it in a digital twin. Transport Development, 4(19), 108–124. (In Ukr.). [Мінчев Д. С., Варбанець Р. А., Залож В. І., Агєєв М. С., Псарюк С. П. Удосконалення моделі згоряння палива дизельного двигуна при застосуванні її в цифровому двійнику // Розвиток транспорту. — 2025. — № 4(19). — С. 108–124. https://doi.org/10.33082/td.2023.4-19.09
Myskovets, S., Feshchuk, Yu., Feshchuk, M., & Pivovarchuk, Yu. (2025). Optimization of digital doubles of Festo modular production stations, Scientific Notes, 1(79–80), 164–168. (In Ukr.). [Мисковець С., Фещук Ю., Фещук М., Півоварчук Ю. Оптимізація цифрових двійників модульних виробничих станцій FESTO // Наукові нотатки. — Луцьк : Луцький національний технічний університет, 2025. — № 1(79–80). — С. 164–168]. https://doi.org/10.36910/775.24153966.2024.79.28
Nazarenko, N., Zaiets, S., & Kyrychuk, Yu. (2024). Collaboration between Industry 4.0 and the Internet of Things (IoT). Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences, 341(5), 74–79. (In Ukr.). [Назаренко Н., Заєць С., Киричук Ю. Співпраця індустрії 4.0 та Інтернету речей IoT // Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences. — 2024. — № 341(5). — С. 74–79]. https://doi.org/10.31891/2307-5732-2024-341-5-10
Orobchuk, B., Kozak, K., Tarasenko, M., Babyuk, S., & Stasiv, A. (2025). Introduction of digital substations in the educational process based on real-time training complexes. Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences, 351(3.1), 19–27. (In Ukr.). [Оробчук Б., Козак К., Тарасенко М., Бабюк С., Стасів А. Впровадження цифрових підстанцій у навчальний процес на базі тренажерних комплексах реального часу // Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences. — 2025. — № 351(3.1). — С. 19–27]. https://doi.org/10.31891/2307-5732-2025-351-2
Ostrovska, K. Yu., Ostrovskyi, Ye. V., & Staryk, V. V. (2024). Technology for creating digital doubles based on cloud computing platform Resources. System Technologies, 5(154), 73–81. (In Ukr.). [Островська К. Ю., Островський Є. В., Старик В. В. Технологія створення цифрових двійників на основі ресурсів хмарної обчислювальної платформи // Системні технології. — 2024. — № 5(154). — С. 73–81. https://doi.org/10.34185/1562-9945-5-154-2024-09
Polishchuk, I. A., & Stolbov, D. V. (2024). Application of digital twin and machine learning to optimize wood chip burning in boilers. Visnyk VPI, 6, 7–12. (In Ukr.). [Поліщук І. А., Столбов Д. В. Застосування цифрового двійника та машинного навчання для оптимізації спалювання деревної тріски у котлах // Вісник ВПІ. — 2024. — Вип. 6. — С. 7–12]. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-177-6-7-12
Polishchuk, I. A., Hikalo, P. V., & Shevchenko, M. H. (2024). Ensuring optimal indoor microclimate and energy-efficient management of building engineering systems using digital doubles. Scientific Works of VNTU, 3, 1–7. (In Ukr.). [Поліщук І. А., Гікало П. В., Шевченко М. Г. Забезпечення оптимального мікроклімату у приміщеннях та енергоефективне керування інженерними системами будівель за допомогою цифрових двійників // Наукові праці ВНТУ. — 2024. — Вип. 3. — С. 1–7]. https://doi.org/10.31649/2307-5376-2024-3-1-7
Shapurov, O. (2023a). Industrial innovations: Internet of things, blockchain, digital twin. Acta Academiae Beregsasiensis. Economics, 4, 164–177. (In Ukr.). [Шапуров О. Промислові інновації: інтернет речей, блокчейн, цифровий двійник // Acta Academiae Beregsasiensis. Economics. — 2023. — № 4. — С. 164–177]. https://doi.org/10.58423/2786-6742/2023-4-164-177
Shapurov, O. (2023b). Industrial innovations: Internet of things, blockchain, digital double. Transformational Economy, 5(05), 115–121. (In Ukr.). [Шапуров О. Промислові інновації: Інтернет речей, блокчейн, цифровий двійник // Трансформаційна економіка. — 2023. — № 5(05). — С. 115–121]. https://doi.org/10.32782/2786-8141/2023-5-20
Shchehlov, V. R., & Morozova, O. I. (2022). Methods and technologies for developing digital doubles for reliable systems of the Industrial Internet of things. Control, Navigation and Communication Systems, 4, 127–137. (In Ukr.). [Щеглов В. Р., Морозова О. І. Методи та технології розроблення цифрових двійників для гарантоздатних систем індустріального інтернету речей // Системи управління, навігації та зв’язку. — 2022. — № 4. — С. 127–137]. https://doi.org/10.26906/SUNZ.2022.4.127
Storoshchuk, Yu., Kulyk, N., & Stefanyuk, Yu. (2025). Digital technologies of Industry 4.0 in change management at enterprises. Social Development: Economic and Legal Problems, 4, 1–12. (In Ukr.). [Сторощук Ю., Кулик Н., Стефанюк Ю. Цифрові технології індустрії 4.0 в управлінні змінами на підприємствах // Соціальний розвиток: економіко-правові проблеми. — 2025. — № 4. — С. 1–12]. https://doi.org/10.70651/3083-6018/2025.4.28
Semenchuk, K. (2024). Supply chain management using digital doubles. Science and Technology, 9(37), 817–831. (In Ukr.). [Семенчук К. Управління ланцюгів постачань з використанням цифрових двійників // Наука і техніка. — 2024. — № 9(37). — С. 817–831]. https://doi.org/10.52058/2786-6025-2024-9(37)-817-831
Semenyshen, A., Sokolan, Yu., Maidan, P., & Makaryshkin, D. (2024). Calculation of parameters of the digital double of the Panda Arm robot manipulator. Measurement and Computer Technology in Technological Processes, 4, 207–214. (In Ukr.). [Семенишен А., Соколан Ю., Майдан П., Макаришкін Д. Розрахунок параметрів цифрового двійника робота-маніпулятора Panda Arm // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. — 2024. — № 4. — С. 207–214]. https://doi.org/10.31891/2219-9365-2024-80-25
Yepifanova, I. (2025). Influence of the use of modern technologies on the efficiency of machine-building enterprises in the country. Economy and Society, 72. (In Ukr.). [Єпіфанова І. Вплив використання сучасних технологій на ефективність діяльності машинобудівних підприємств країни // Економіка та суспільство. — 2025. — № 72]. https://doi.org/10.32782/2524-0072/2025-72-7
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 European Scientific e-Journal
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
The European Scientific e-Journal (ESEJ) is an open access journal. Articles are available free of charge as PDF files on the website of the European Institute for Innovation Development. PDF files can be previewed with Acrobat Reader from www.adobe.com.
All articles of the “Tuculart Student Scientific” are published under a Creative Commons Attribution 4.0 Generic (CC BY 4.0) International license.
According to the Creative Commons Attribution 4.0 Generic (CC BY 4.0) International license, the users are free to Share — copy and redistribute the material in any medium or format for any purpose, even commercially (the licensor cannot revoke these freedoms as long as you follow the license terms).
Under the following terms:
- Attribution — You must give appropriate credit, provide a link to the license, and indicate if changes were made. You may do so in any reasonable manner, but not in any way that suggests the licensor endorses you or your use.
- No additional restrictions — You may not apply legal terms or technological measures that legally restrict others from doing anything the license permits.
