數(shù)字孿生智慧海上風(fēng)電場Web3D可視化運維平臺

建設(shè)背景

雙碳目標(biāo)背景下，大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)已成為各界共識。風(fēng)能憑借其資源總量豐富、環(huán)保、運行管理自動化程度高、度電成本持續(xù)降低等突出的優(yōu)勢，目前已成為開發(fā)和應(yīng)用最為廣泛的可再生能源之一，是全球可再生能源開發(fā)與利用的重要構(gòu)成，其發(fā)展正逐漸從補充性能源向替代性能源持續(xù)轉(zhuǎn)變，其應(yīng)用是推動能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、能源低碳化的重要驅(qū)動力。

隨著平價電時代的到來以及補貼逐步退坡，智能化運營成為海上風(fēng)電行業(yè)解決痛點、加速轉(zhuǎn)型的引擎與利器。

系統(tǒng)價值

系統(tǒng)基于Sovit3D可視化開發(fā)平臺，結(jié)合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等先進技術(shù)綜合應(yīng)用，打造智慧海上風(fēng)電三維可視化運維系統(tǒng)，打通數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，讓海上風(fēng)電行業(yè)與數(shù)字化實現(xiàn)深度融合，實現(xiàn)海上風(fēng)電場設(shè)備運行管理、檢修管理、可視化管理集中化，保障海上風(fēng)電場綜合利用效益最大化。給海上風(fēng)電行業(yè)帶來更大的價值提升。

開發(fā)平臺

智慧海上風(fēng)電三維可視化運維系統(tǒng)依托數(shù)維圖科技自主研發(fā)的可視化編輯器Sovit2D、Sovit3D，無縫融合 2D、3D 技術(shù)，通過拖拉拽的編輯方式，輕松實現(xiàn)可交互式的 Web 三維海上風(fēng)電場景。利用空間模型、IOT、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在虛擬空間中完整真實世界的映射，來反映海上風(fēng)電場施工建設(shè)項目周期，以及實體裝備安裝、運維全生命周期過程。運維方在數(shù)字孿生平臺上，能夠?qū)φ麄€風(fēng)電場的建設(shè)、運營、維護等業(yè)務(wù)有更深入的了解和把控，從而提高運維能力。

系統(tǒng)概述

智慧海上風(fēng)電場是指廣泛采用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)通信、人工智能等新技術(shù)，集成智能設(shè)備、控制和管理等技術(shù)，把傳統(tǒng)風(fēng)電場中無感知、無思想的設(shè)備、系統(tǒng)，構(gòu)建成狀態(tài)感知、自主適應(yīng)、智能融合、精準(zhǔn)可控的安全、高效、經(jīng)濟的全新海上風(fēng)電場。

系統(tǒng)功能

大屏展示系統(tǒng)

通過數(shù)字可視化大屏，信息可穿透、業(yè)務(wù)可追溯，參觀總覽、集團調(diào)度、遠(yuǎn)程運維狀態(tài)一目了然;通過大數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控電量分析、故障分析、能耗分析等，確保設(shè)備正常運行，為企業(yè)管理者決策提供強大、科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。

海纜監(jiān)測系統(tǒng)

通過對接光纖分布式傳感新技術(shù)，將海纜分布走向進行繪制渲染。3D 場景內(nèi)生動形象的展示出海纜的分布運作狀態(tài)，包括相應(yīng)的溫度、載流量、應(yīng)變力等相關(guān)信息，方便管理人員分析數(shù)據(jù)背景下的真實狀態(tài)，從而進行有效監(jiān)管。

風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)

風(fēng)機監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)是風(fēng)機廠成套提供的、以計算機、網(wǎng)絡(luò)通信和智能調(diào)節(jié)技術(shù)為基礎(chǔ)的風(fēng)機監(jiān)測控制系統(tǒng)。它對風(fēng)機設(shè)備進行全面監(jiān)視和控制，監(jiān)測功率、電流、電壓、風(fēng)速以及溫度、壓力等信號，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、參數(shù)調(diào)節(jié)以及信號報警，完成風(fēng)機的能量管理。

風(fēng)機輔控系統(tǒng)

考慮配置風(fēng)機主要部件狀態(tài)監(jiān)測——風(fēng)機輔控系統(tǒng)，整合風(fēng)機部件狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的信息，實現(xiàn)風(fēng)機的動力設(shè)備、環(huán)境、安防的統(tǒng)一后臺監(jiān)控，以及對風(fēng)機多個關(guān)鍵部件的全面狀態(tài)監(jiān)測、故障早期預(yù)警和診斷。

電氣監(jiān)控系統(tǒng)

在陸上集控中心內(nèi)實現(xiàn)對海上風(fēng)電場電氣部分(陸上集控中心、海上升壓站電氣設(shè)備)的統(tǒng)一監(jiān)控，作為全場電氣設(shè)備數(shù)據(jù)的集散中心，建立與電力調(diào)度中心的傳輸通道，完成海上風(fēng)電場遠(yuǎn)動信息上送，并接受調(diào)度中心的調(diào)度指令(包括AGC、AVC控制)，完成電氣設(shè)備五防功能。

智能巡檢系統(tǒng)

針對海上風(fēng)電工程水域大、環(huán)境復(fù)雜、維護人員少、海上升壓站平臺無人值班的特點，在海上升壓站GIS室、配電室等主要區(qū)域，設(shè)置智能巡檢機器人;對風(fēng)機葉片進行全自動無人機航測、巡檢，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程圖傳、AI、射頻識別、三維建模等多種先進技術(shù)，從管理、安防、節(jié)能、隱患排查等多維度對海上風(fēng)電場實施動態(tài)監(jiān)控及預(yù)警。

設(shè)備智能管理

基于各風(fēng)電場海量的歷史數(shù)據(jù)，可以立起設(shè)備健康狀態(tài)的預(yù)警模型，提取主要故障特征量，結(jié)合風(fēng)機運行的實時數(shù)據(jù)，比對模型特征量，判斷設(shè)備的實時運行狀態(tài)，實現(xiàn)設(shè)備初期劣化和故障預(yù)警。

環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

實時測量并顯示風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、相對濕度、氣壓；并對作業(yè)海區(qū)未來7天的天氣現(xiàn)象、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)力、氣溫、浪高、能見度等要素進行預(yù)報，安排預(yù)警和預(yù)處理方案及出海作業(yè)策略。

……

總結(jié)

建設(shè)智慧海上風(fēng)電場三維可視化運維系統(tǒng)，實現(xiàn)海上風(fēng)電場設(shè)備、資產(chǎn)的智慧化監(jiān)控與管理，對提高海上風(fēng)電場自動化水平和運維效率、降低運維成本、提高海上風(fēng)電的經(jīng)濟和社會效益、提高抵御風(fēng)險的能力具有重要意義。

本文主要介紹了Sovit2D和Sovit3D可視化編輯器在海上風(fēng)電場智慧化系統(tǒng)開發(fā)中的實踐應(yīng)用，數(shù)維圖只提供可視化開發(fā)編輯器產(chǎn)品，不提供行業(yè)解決方案。

審核編輯 黃昊宇