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1、数字挛生3D风电场，智慧风电之陆上风电“十四五”期间，在传统产业数字化升级和绿色改造领域、绿色低碳城镇化和现 代城市建设领域、绿色低碳消费领域，和可再生能源或电力系统建设等领域，总 投资可以到达近45万亿，平均每年大约是8.9万亿，占到2021年全社会总 投资的16%左右，这将是一个可观的投资增长动能。“双碳”目标提出后，为了提升能源利用效率、降低碳排放，很多行业都开展了 电能替代。2022年一季度，我国可再生能源新增装机2541万千瓦，占全国新 增发电装机的80%o其中，水电新增343万千瓦、风电新增790万千瓦、光伏 发电新增1321万千瓦、生物质发电新增87万千瓦。截至2022年3月底，
2、 我国可再生能源发电装机达10.88亿千瓦。随着新能源装机占比不断提高，适配新能源风力发电三维可视化的需求也逐渐增 加。为了使风力发电得到集中化管控，提升用户企业数字化、智能化水平，实现 数据可视化管理，打造一套适配新能源的三维可视化集中管理模块就成了新的主 流趋势。Hightopu M册风中即日里rmmHKVJt HSAJMr 21科普小贴土:a:j4V3ttmi一小 o55，一a 一W知cm,一 一2* 0M9n403 一*owiTWM Mm *J9M.2MMgSftAWj*WTAMIS*r3233 IMMr. ；人*用2AjHfi2付加。W芹叼丁.I*MM ABGtssa(0015X9I
3、910I /田G1WCOO? 1G1S60COOI 90Maa gi 2G1%t ，xi?tora?xi4BG1RCOOS 1mioiazv&x)G1S6I(0066柿。ia 八ioG1%4CW )工g工门陆上风力发电机的主要部件一般由风轮、主轴、变桨系统、偏航装置、齿轮箱、 发电机、变频器、塔筒、塔基等组成。对单个风力发电机的运行我们也有完整的 监测系统，会在后续文章详细介绍。利用图扑软件HT丰富的图表形式将施工详情统计。总体进度、分步进度直观展 现，让运维人员及时了解工程施工进度；施工质量主要将关键的问题数、已整改 数、未整改数、整改状态、负责人信息进行展示；施工计划主要包括不同节点施 工
4、时间、施工对象、施工人数的清单数据；施工详情中统计了施工人员总数、施 工吊机统计以及塔基施工、塔筒吊装等统计数据，实现数字化管理。实现价值新能源长期稳定提供电力保障的能力较差，且受气象数据滚动更新影响，新能源 功率预测仍然与实际结果存在偏差。新能源大规模接入使既有常规电源和抽蓄调 节能力消耗殆尽，“源随荷动”的平衡模式难以为继，系统平衡调节能力亟待提 升，需加快构建“源网荷储”互动的新型电力系统。“源网荷储一体化及多能互补平台”以数据中台为体系，采用微服务架构，利用 物联网、大数据、智能AI等技术，实现电源侧、负荷侧、储能侧的各类可控资 源的数据接入、数据处理，实现数据资源透明感知、特性建模、
5、性能评估和建模 应用，为电力系统提供资源信息管理、评估类服务、生产类服务、资源可调控能 力及交易能力评估和可调负荷应用服务夯实数据基础，并提供准确的评估手段。运用Hightopo自主研发的前端可视化引擎HT for Web实现可交互式的Web 风力发电数字李生三维场景。可根据时间和天气接口实现白天、黑夜、晴、阴、 雨的切换，呈现出与现实世界一致的时空状态。图扑软件的数字挛生3D可视化系统能实现风力发电机组、升压站、配电室的漫 游巡检和远程监测。场景内设置了漫游动画、暂停动画、停止动画、初始视角四 个按钮，针对不同的场景可进行第一人称视角漫游或者无人机视角漫游。鸟瞰漫游第一人称视角漫游可带来“我
6、在世界中心，万物以我为原点”的奇特感受，模 拟在风电场内的巡视过程，带来沉浸式体验。对于可能存在危险的场地，可通过 图扑软件提供的漫游功能进行风电场户外、室内巡检漫游。同时通过无人机视角 漫游从升压站到空中漫游查看，直观展示出风电场的宏大，带来与众不同的震撼 观感。Hightapo制膜间出肥田里HHightapo制膜间出肥田里Hwarn生产监测风力发电机因风量不稳定，且对电力系统运行的支撑能力不如其他发电领域，所 以对风电基地设施的监测数据更需要具备时效性。将风电场的关键生产数据集中 于界面的左右两侧，为管理人员提供直观的数据展示，及时掌控。图扑软件三维可视化技术采用B/S架构，页面自适应多种
7、分辨率，用户可通过 PC、PAD或是智能手机，只要翻开浏览器可随时随地访问三维可视化系统，实 现远程监查和管控。Hiqhtopa冏JR闻S曲西中KHiqhtopa冏JR闻S曲西中K利用图扑软件的可视化场景将智能设备的实时运行参数接入两侧的2D面板， 将工程概况、实时指标、机组状态、环境参数、发电统计、节能减排等复杂、抽 象的数据以丰富的图表、图形和设计元素展现，实现集中管控。通过对历史数据 的融合分析，管理者可实现资源的优化配置，构建智慧风电管理系统。工程概况本工程采用H140-2. 5MW双馈风力发电机机组，数量40台，总装机容量100MW,从2D数据面板中还可直观查看累计投运时间信息。实时
8、指标通过图扑软件HT 2D面板可以实时观测整个风电场总的风电负荷，从“风机预警处理率”以及“未处理风机数”可及时进行事件决策与处理。买ff?疳标Real Time index罂.0产风机环境参数风速及风向的变化对大型风力发电机的发电量有较大的影响，可将环境监测系统 接入图扑软件的可视化场景，完成对能见度、降水量、风速、温度的实时监测, 在恶劣天气来临前做好应对措施。发电统计发电量是生产监测模块管理人员最关注的数据，面板中展示了当日发电量、当月 发电量以及累计发电量；用柱状图的形式展现了所有风力发电机日发电量排行情 况。节能减排通过图扑软件的可视化系统远程监测风电基地氮氧化合物的排放数据并作统计
9、, 可遵循规律到达节能减排的最优解。11321M414*2.4| aaJMnEnergy Conaervation ,XIUSO2 (t)7O3OS流排CO2 (t)02937科普小贴士：联合国欧洲经济委员会关于全生命周期发电选择的报告指出，在一座电站的 全生命周期内，没有使用碳捕捉技术的风能发电，每千瓦时碳排放为10克二氧 化碳。机组状态数量 运用图扑软件的多样化图表形式，显示正常发电、带病发电、待机、自身限功率、 计划停机、通讯中断的风力发电机数量，方便实时获取全场风机的运行状态。升压站监测 通过现场取景照片、卫星图、CAD图等资料，Hightopo可快速将现实的风电基 地在线上进行还原，
10、通过数据接入实现数字挛生。以流光效果模拟出不同风机集 电线路电流向升压站汇聚的过程，更直观地展示风力发电流程，带来更好的沉浸 体验、观看体验、交互体验。风电场升压站是指将风电机组的输出电压升高到更高等级电压并送出的设施。由 于风机大多为异步发电机，风电场在发出有功功率的同时会吸收无功功率，且风 电机组大多不能进行持续有效的有功、无功调节，如不采取相应的控制措施，可 能对电网的无功、电压稳定性造成影响，或者增加电网的网络损耗。为解决大规模风电场并网运行时带来的送出系统电压稳定问题，风电场汇集升压 站内无功补偿方式一般采用静止无功发生器（SVG）和并联电容器组联合运行的 方式。点击升压站三维模型可
11、跳转至升压站视角，展示站内主要观测数据，如环境信息、 负荷统计、风功率预测、消防检查信息、巡检车信息等。环境信息图扑软件数字李生三维可视化系统中的升压站环境信息监测主要 整合了整个风电基地的天气、平均温度、主要风向、平均风速数 据，方便实施把控风场大环境信息。风功率预测 用Hightopo双曲线图的形式展现风电基地整体实时功率与预测功率，方便管 理人员随时进行决策分析，有效进行节能减排。Power PredictionEnvironmental InformationEnvironmental Information0:00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 23:5
12、9消防检查信息升压站长期处于高压状态，消防信息便是需要关注的重点，界面面板中展示了消 防设施运行情况、消防检查历史记录以及最近预警时间。巡检车信息 消防与巡检相辅相成，园区无人值守机器人巡检功能是电力行业的刚需，升压站 内设置AGV巡检车辆，通过HT for Web渲染出的可视化界面可以 实时查看车辆位置、行驶速度、电量、电池状态、运行状态等信息。暗百的用mspecttonHIUHTOPOtiffiESr上次检查时间 2022-01-10 15:00:00下次检查时间2022-01-13 15:00:00近殊警时间2022-01-10 18:00:00ZB Cw InformationNOMO
13、G)电，Cd位Position电通状态gA放电中3.69(1阂 32.6(M)电机状态SpMd5正常GQ执行动作-036 W。96 (m/B)一名称编码故M时间处理状态GISG00101-20 15XXHX)未处理主变Z00101-2016:0000已处理MSVGS00101-20 170000已处理熠愚YG00101-20 18:008已处理出线设务C00101-20 190000己处理查看故障列表 巡检车辆在检测到设备故障时，将信息上报登记至后台，将主要故障信息展示于 图扑软件监管平台的前端故障列表中，并按照故障时间置顶排序，方便维修人员 及时查看与处理。配电室点击Hightopo智慧风电监管平台的3D升压站内配电室建筑模型，可跳转至 配电室内部，主场景采用写实风格还原配电室的内部布局，点击相应配电柜可显 示不同主变高压侧测控的数据。科普小贴士：配电室是指带有低压负荷的室内配电场所，主要为低压用户配送电能，设有中压 进线（可有少量出线）、配电变压器和低压配电装置。10kV及以下电压等级设 备的设施，分为高压配电室和低压配电室。施工管理监测通过图扑软件可视化系统对风力发电机组施工进度、施工质量、施工平安、施工 计划、施工详情的远程监控，可免去管理人员频繁到现场巡查的烦恼。