圖撲軟件數(shù)字孿生智慧風電云上協(xié)同方案

“雙碳”目標提出后，為了提升能源利用效率、降低碳排放，很多行業(yè)都開展了電能替代。2022 年一季度，我國可再生能源新增裝機 2541 萬千瓦，占全國新增發(fā)電裝機的 80%。其中，水電新增 343 萬千瓦、風電新增 790 萬千瓦、光伏發(fā)電新增 1321 萬千瓦、生物質發(fā)電新增 87 萬千瓦。截至 2022 年 3 月底，我國可再生能源發(fā)電裝機達 10.88 億千瓦。

在新能源風電領域，風力發(fā)電機通過風能帶動葉片轉動，產(chǎn)生的機械能傳遞給發(fā)電機，最終轉化為電能。具有清潔、環(huán)境效益好、可再生、永不枯竭的特點，可逐步實現(xiàn)零排放。因此對于生產(chǎn)效率的監(jiān)測顯得尤為重要。

為了使風力發(fā)電得到集中化管控，提升用戶企業(yè)數(shù)字化、智能化水平，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化管理，打造一套適配陸上風電、海上風電、風機管理的三維可視化集中管理模塊就成了新的主流趨勢。

運用圖撲軟件自主研發(fā)的前端可視化引擎 HT for Web 實現(xiàn)可交互式的 Web 風力發(fā)電數(shù)字孿生三維場景，實現(xiàn)風力發(fā)電機組、風機、發(fā)電統(tǒng)計的遠程監(jiān)測。場景內(nèi)針對不同的場景可進行第一人稱視角漫游或者無人機視角漫游。

陸上風電

風力發(fā)電機因風量不穩(wěn)定，且對電力系統(tǒng)運行的支撐能力不如其他發(fā)電領域，所以對風電基地設施的監(jiān)測數(shù)據(jù)更需要具備時效性。將風電場的關鍵生產(chǎn)數(shù)據(jù)集中于界面的左右兩側，為管理人員提供直觀的數(shù)據(jù)展示，及時掌控。

圖撲軟件三維可視化技術采用 B/S 架構，頁面自適應多種分辨率，用戶可通過 PC 、 PAD 或是智能手機，只要打開瀏覽器可隨時隨地訪問三維可視化系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)查和管控。

點擊 Hightopo 智慧風電監(jiān)管平臺的 3D 升壓站內(nèi)配電室建筑模型，可跳轉至配電室內(nèi)部，主場景采用寫實風格還原配電室的內(nèi)部布局，點擊相應配電柜可顯示不同主變高壓側測控的數(shù)據(jù)。點擊升壓站三維模型可跳轉至升壓站視角，展示站內(nèi)主要觀測數(shù)據(jù)，如環(huán)境信息、負荷統(tǒng)計、風功率預測、消防檢查信息、巡檢車信息等。

?

運用圖撲軟件的多樣化圖表形式，顯示正常發(fā)電、帶病發(fā)電、待機、自身限功率、計劃停機、通訊中斷的風力發(fā)電機數(shù)量，方便實時獲取全場風機的運行狀態(tài)。并對風力發(fā)電機組施工進度、施工質量、施工安全、施工計劃、施工詳情的遠程監(jiān)控，可免去管理人員頻繁到現(xiàn)場巡查的煩惱。

海上風電

海上風電，是將海上風能轉換為電能的一種發(fā)電方式，是清潔能源、綠色能源的“靚麗名片”。通過智能化的管理手段有利于海上風電發(fā)電量的提升。

將整體三維風電場的風機模型、布局、 工作、狀態(tài)根據(jù)實際場景進行 1：1 還原。用戶可自行選擇環(huán)游視角，通過對場景進行放大、縮小平移等操作查看場景效果和細節(jié)。并將環(huán)境參數(shù)、實時發(fā)電指標、節(jié)能減排信息等數(shù)據(jù)接入圖撲軟件 HT 2D 面板，便于運維人員對整個基地運行的有效掌控。

?

融合大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術、先進通訊技術，實現(xiàn)風電場能效融通。2D 面板顯示風機日發(fā)電量、月發(fā)電量、以及累計發(fā)電量總和，并通過柱狀圖展示不同位置的風機發(fā)電量與發(fā)電差異。協(xié)助工作人員分析損失電量原因，評估低效風機。并可根據(jù)維修經(jīng)驗形成風電機組故障診斷系統(tǒng)，基于數(shù)據(jù)挖掘技術，實現(xiàn)風電機組智能診斷及處理指導。

圖撲軟件通過對接光纖分布式傳感新技術，將海纜分布走向進行繪制渲染。3D 場景內(nèi)生動形象得展示出海纜的分布運作狀態(tài)，鼠標左鍵雙擊海纜，即可彈出相應的溫度、載流量、應變力等海纜相關信息，結合圖撲軟件 HT 可視化數(shù)據(jù)，展示參數(shù)平均值與最大值信息，方便管理人員推斷數(shù)據(jù)背景下的真實狀態(tài)，從而進行有效監(jiān)管。

?

可根據(jù)實際情況自由設置告警類型，例如溫度異常，環(huán)境侵害等，并實時刷新顯示異常狀況。并通過對應風機對海纜異常進行報警和定位，判斷電纜是否受損或周圍環(huán)境是否發(fā)生變化，保障海纜安全運行。

智能風機

面向大型風力發(fā)電機管理的數(shù)字孿生系統(tǒng)，涉及在線監(jiān)測、消防監(jiān)測和生產(chǎn)監(jiān)測三大監(jiān)測模塊。通過提供風機全生命周期可視化管理的解決方案，幫助客戶降低成本，提升管理效率。用戶可通過不同的監(jiān)測模塊，實現(xiàn) 360 度選擇查看對應的監(jiān)測內(nèi)容數(shù)據(jù)，對場景進行放大縮小平移等操作查看場景效果、數(shù)據(jù)指標、設備狀態(tài)等。

1:1 還原風機的外部結構以及主要部件，并通過對接物理傳感器的實時數(shù)據(jù)，還原風機各個部件的關鍵數(shù)據(jù)，構建風電場機組全面的生產(chǎn)感知力，實現(xiàn)環(huán)境、電量、性能可視化。風機主體形態(tài)分為三種：實體模型、線框模型和爆炸效果。通過點擊下方按鈕，可切換至按鈕所對應的形態(tài)。點擊爆炸效果可以直觀了解機艙內(nèi)主要部件的外觀結構。

?

發(fā)電工藝采用線框模式描繪，用戶點擊風機部件即可查看對應的詳細信息，并顯示在 2D 面板上。包括變槳軸、機艙、主軸、發(fā)電機以及齒輪箱參數(shù)的實時顯示，監(jiān)測風機部件溫度，并給出預警指示。

實現(xiàn)對風機運行過程的診斷和預測，用戶可以根據(jù)風機的健康狀況，進行合理的調(diào)度和決策，降低風機維護成本，提高風機的安全性，真正意義上實現(xiàn)了智能化管理。

在展示風機內(nèi)部結構的同時，兩側還展示了該風機周圍的環(huán)境參數(shù)，海上風向風速信息，風機本身的數(shù)據(jù)監(jiān)測，發(fā)電參數(shù)等。

從風開始，不止于風。圖撲軟件將繼續(xù)懷揣促進全球清潔能源可持續(xù)利用的夢想，積極參與并推動全球清潔能源革命性創(chuàng)新，用可視化、大數(shù)據(jù)、GIS 技術打破數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，挖掘數(shù)據(jù)背后的價值，幫助發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律和特征，打造可靠、可擔當、可持續(xù)的未來新能源世界。共同實現(xiàn)“可持續(xù)，更美好”的零碳未來。

“雙碳”目標下，未來五到十年是我國能源轉型和發(fā)展的關鍵期。風電作為主力軍之一，任務重大。圖撲軟件通過將工業(yè)數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)相結合，創(chuàng)新運維模式和管理方式，有助于風機預防性維護和風場輔助決策，提高風電運維效率、降低風電運維成本、提升發(fā)電量。未來，圖撲軟件將繼續(xù)發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺資源優(yōu)勢，踐行綠色承諾，拓寬發(fā)展路徑，為實現(xiàn)國家“雙碳”目標貢獻力量。

審核編輯 黃昊宇