數(shù)字孿生智慧火力發(fā)電廠3D可視化系統(tǒng)

火力發(fā)電作為全球主要的可再生能源之一，被譽(yù)為21世紀(jì)最實(shí)惠、最可控制的能源形式。

建設(shè)背景

火力發(fā)電廠目前仍然是全球范圍內(nèi)主要的發(fā)電方式之一。在“雙碳”目標(biāo)壓力下，深度調(diào)峰、超低排放、靈活運(yùn)行已成為火電行業(yè)的必然發(fā)展趨勢(shì)和長(zhǎng)期研究熱點(diǎn)，隨著技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保意識(shí)的提高，各大電廠急需引進(jìn)新技術(shù)向智慧化轉(zhuǎn)型升級(jí);國(guó)務(wù)院、各地方政府和發(fā)電集團(tuán)關(guān)于建設(shè)智慧電廠的文件不斷出臺(tái)，“碳中和”政策的提出進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)能源市場(chǎng)向數(shù)字化、信息化、智慧化方向轉(zhuǎn)型。

系統(tǒng)概述

“智慧火力火電廠”利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)，將火電廠的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)和新型智能技術(shù)相結(jié)合，以自動(dòng)控制為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)管理為核心，實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制更加自主、生產(chǎn)管理更加智能、風(fēng)險(xiǎn)決策更加科學(xué)的全新電力生產(chǎn)組織形態(tài)與管理模式。從而提高能源利用效率，減少污染，改善社會(huì)環(huán)境。

系統(tǒng)功能

電廠三維總覽

基于數(shù)維圖Sovit3D可視化編輯器，利用三維建模對(duì)電廠進(jìn)行數(shù)字孿生，在線搭建火電廠三維可視化數(shù)字運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，以三維場(chǎng)景為主，2D 數(shù)據(jù)面板為輔，可視化展示火電廠各區(qū)域的建筑、設(shè)備、人員、環(huán)境等情況。對(duì)火電廠安全生產(chǎn)、設(shè)備維護(hù)、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制、故障診斷、能源管理等模塊進(jìn)行全方位的智能化管理，構(gòu)建安全、高效、綠色的智慧火電廠體系。

大屏駕駛艙

系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，將廠區(qū)重點(diǎn)信息、設(shè)備運(yùn)行情況等要素在場(chǎng)景中實(shí)時(shí)展現(xiàn)，讓廠區(qū)運(yùn)維人員通過(guò)可視化大屏駕駛艙實(shí)時(shí)監(jiān)管廠區(qū)信息。

駕駛艙左右側(cè)信息面板展示火電廠廠區(qū)以下信息：廠區(qū)綜合信息(攝像頭、車輛、機(jī)組等)、廠區(qū)人員信息(員工數(shù)、在崗數(shù)、訪客數(shù)等)、廠區(qū)生產(chǎn)信息(各機(jī)組實(shí)時(shí)功率等詳細(xì)信息)、廠區(qū)安防信息(門禁、電子圍欄、報(bào)警、異常等)、設(shè)備運(yùn)行情況(設(shè)備故障、維修記錄等)。其中經(jīng)營(yíng)信息可以查看實(shí)時(shí)的成本、收入、利潤(rùn)動(dòng)態(tài)趨勢(shì)圖。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)

在火力發(fā)電廠三維場(chǎng)景中設(shè)置了視頻監(jiān)控點(diǎn)位，以攝像頭圖標(biāo)展示其位置。存在報(bào)警信息的監(jiān)控點(diǎn)位會(huì)出現(xiàn)聲光報(bào)警效果，支持管理者及時(shí)點(diǎn)擊查看實(shí)時(shí)監(jiān)控影像以及抓拍記錄。集成各類子系統(tǒng)的設(shè)備告警信息，在可視化系統(tǒng)中展示所有的告警信息。通過(guò)三維場(chǎng)景，對(duì)廠區(qū)的攝像頭位置分布一目了然。亦可通過(guò)新興視頻融合技術(shù)，將視頻無(wú)縫嵌入到場(chǎng)景中，真實(shí)還原場(chǎng)景實(shí)景。

電子圍欄系統(tǒng)

在三維系統(tǒng)中，對(duì)電廠重點(diǎn)區(qū)域或重要設(shè)備設(shè)置電子圍欄，圍欄通常分為永久性圍欄和臨時(shí)性圍欄，永久性圍欄在火電廠項(xiàng)目中一般出現(xiàn)在汽輪機(jī)、變壓器、升壓站等區(qū)域；臨時(shí)性圍欄往往出現(xiàn)在廠區(qū)內(nèi)臨時(shí)施工或者“兩票”維修區(qū)。當(dāng)有異常闖入或異常情況，可進(jìn)行顏色報(bào)警并聚集異常區(qū)域，并且以彈窗提示異常狀態(tài)，全方位保障電廠設(shè)備運(yùn)行安全。

人員定位系統(tǒng)

通過(guò)智能穿戴設(shè)備，對(duì)電廠區(qū)域內(nèi)的人員進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行安全管控，當(dāng)人員越權(quán)進(jìn)入某區(qū)域或長(zhǎng)時(shí)間滯留某區(qū)域，系統(tǒng)立即進(jìn)行聲光報(bào)警提醒，保障人員和廠區(qū)安全；當(dāng)人員遭遇險(xiǎn)情時(shí)，可利用定位終端進(jìn)行一鍵呼救，系統(tǒng)可接收該人員的詳細(xì)位置分布，聯(lián)動(dòng)報(bào)警視頻顯示及錄像，實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)和精準(zhǔn)處理。

機(jī)組數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

在場(chǎng)景內(nèi)查看機(jī)組負(fù)荷、汽機(jī)轉(zhuǎn)速、給水流量等機(jī)組主要參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行電力設(shè)備狀態(tài)檢修、廠站智能運(yùn)行、大數(shù)據(jù)輔助決策等，開展火電廠的數(shù)字化、無(wú)人化管理。將 2D 和 3D 無(wú)縫融合，通過(guò)圖表的數(shù)據(jù)綁定，利用不同樣式的圖表統(tǒng)計(jì)方式統(tǒng)計(jì)總裝機(jī)容量、機(jī)組實(shí)時(shí)功率;日發(fā)電量、月發(fā)電量、總發(fā)電量數(shù)據(jù)等生產(chǎn)指標(biāo)，保證火力發(fā)電廠運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性。

能耗管理系統(tǒng)

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備不間斷的能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，此外，在實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)直觀化展現(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)能耗數(shù)據(jù)的分析，對(duì)能耗設(shè)備的異常耗能情況進(jìn)行及時(shí)診斷，降低由于異常情況造成的設(shè)備故障率，將經(jīng)濟(jì)損失最小化。

供配電系統(tǒng)

通過(guò)三維模型展示配電系統(tǒng)的管線，數(shù)據(jù)面板實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前功率、總功率、電流、電壓等。平臺(tái)還可直觀地以供配電原理圖的形式顯示供配電狀態(tài)和當(dāng)前各類數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)參數(shù)。

智能設(shè)備監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行環(huán)境、性能、狀態(tài)等信息的全方位、多角度監(jiān)測(cè)，對(duì)多個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷，實(shí)現(xiàn)智能化告警。一旦參數(shù)達(dá)到閾值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行聲光報(bào)警，且標(biāo)明精確的故障區(qū)域及狀態(tài)。管理人員可在界面上對(duì)周邊環(huán)境及故障設(shè)備進(jìn)行全方位的查看，讓火電廠全場(chǎng)景更加透明直觀，有助于管理層對(duì)事故整體的把握。

巡檢管理系統(tǒng)

火電廠巡檢人員需要對(duì)運(yùn)行的機(jī)器設(shè)備、儀器儀表等進(jìn)行檢查，去發(fā)現(xiàn)和識(shí)別潛在隱患、處理隱患、上報(bào)隱患。巡檢系統(tǒng)與人員定位系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)巡檢任務(wù)的發(fā)送、巡檢人員指派、巡檢路線規(guī)劃等。如若巡檢異常，則通過(guò)視頻抓拍將異常結(jié)果自動(dòng)推送至系統(tǒng)中。

消防報(bào)警系統(tǒng)

系統(tǒng)集成消防系統(tǒng)中的煙感、溫感等報(bào)警設(shè)備，并以圖標(biāo)的形式展示在場(chǎng)景中，可以直觀的查看消防設(shè)備的空間布局情況以及運(yùn)行狀態(tài)信息。當(dāng)出現(xiàn)故障及報(bào)警時(shí)，可以自動(dòng)聯(lián)動(dòng)附近攝像頭，管理人員按需點(diǎn)擊查看攝像頭實(shí)時(shí)畫面，第一時(shí)間了解現(xiàn)場(chǎng)情況。

開發(fā)技術(shù)

數(shù)字孿生智慧火力發(fā)電廠可視化管理平臺(tái)基于Sovit3D可視化平臺(tái)在線拖拽搭建，利用三維建模技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)火電廠 1：1 高仿真還原，實(shí)現(xiàn)可交互式的 Web 三維場(chǎng)景。以三維場(chǎng)景為基礎(chǔ)，2D數(shù)據(jù)面板為輔，數(shù)字化展現(xiàn)火電廠各區(qū)域的建設(shè)、運(yùn)行情況、安全配備、周邊動(dòng)態(tài)環(huán)境等情況。

系統(tǒng)價(jià)值

智慧電廠作為未來(lái)十年電力企業(yè)的發(fā)展方向，基于企業(yè)現(xiàn)有的數(shù)字化、信息化建設(shè)基礎(chǔ)，將云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等技術(shù)手段與傳統(tǒng)電力企業(yè)安全生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)管控有機(jī)融合，在節(jié)能、降耗、減排等政策的驅(qū)動(dòng)下，綜合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)資源，推進(jìn)智慧運(yùn)行管理、智慧檢修安全等舉措，將提升電廠核心競(jìng)爭(zhēng)力，形成電廠自身綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)電廠的持續(xù)發(fā)展。

審核編輯 黃宇