Bridging Natural Language and Microgrid Dynamics: A Context-Aware Simulator and Dataset

arXiv cs.CL / 4/8/2026

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Key Points

  • 提案論文「OpenCEM Simulator and Dataset」は、再生可能エネルギー(PV+バッテリー)マイクログリッドにおいて、人が生成する文書・ログ・予定などの“非構造(自然言語等)文脈”と時系列ダイナミクスを統合して扱えるオープンソースのデジタルツインを目指している。
  • 同アセットは、実運用マイクログリッドから取得した言語リッチなデータセットと、文脈をネイティブに処理できるモジュール型シミュレータをセットで提供し、文脈無視の従来手法のギャップを埋めるとしている。
  • シミュレータはコンポーネントベースの設計に加え、データ駆動と物理ベースのハイブリッドモデリングを備え、制御アルゴリズムや予測モデルの開発・検証に利用できるとしている。
  • 大規模言語モデル(LLM)を活用する文脈対応の制御・予測(例:文脈を考慮した負荷予測、オンライン最適バッテリー充電制御)での実用例も示している。
  • 公開により、次世代の“真に文脈対応”な持続可能エネルギーシステム研究の加速を狙うとしている。

Abstract

Addressing the critical need for intelligent, context-aware energy management in renewable systems, we introduce the \textbf{OpenCEM Simulator and Dataset}: the first open-source digital twin explicitly designed to integrate rich, unstructured contextual information with quantitative renewable energy dynamics. Traditional energy management relies heavily on numerical time series, thereby neglecting the significant predictive power embedded in human-generated context (e.g., event schedules, system logs, user intentions). OpenCEM bridges this gap by offering a unique platform comprising both a meticulously aligned, language-rich dataset from a real-world PV-and-battery microgrid installation and a modular simulator capable of natively processing this multi-modal context. The OpenCEM Simulator provides a high-fidelity environment for developing and validating novel control algorithms and prediction models, particularly those leveraging Large Language Models. We detail its component-based architecture, hybrid data-driven and physics-based modelling capabilities, and demonstrate its utility through practical examples, including context-aware load forecasting and the implementation of online optimal battery charging control strategies. By making this platform publicly available, OpenCEM aims to accelerate research into the next generation of intelligent, sustainable, and truly context-aware energy systems.