关于前端:数字孪生-3D-风电场智慧风电之陆上风电

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前言

“十四五”期间,在传统产业数字化降级和绿色革新畛域、绿色低碳城镇化和古代城市建设畛域、绿色低碳生产畛域,和可再生能源或电力系统建设等畛域,总投资能够达到近 45 万亿,均匀每年大概是 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”指标提出后,为了晋升能源利用效率、升高碳排放,很多行业都发展了电能代替。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%。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,我国可再生能源发电装机达 10.88 亿千瓦。

成果展现

随着新能源装机占比一直进步,适配新能源风力发电三维可视化的需要也逐步减少。为了使风力发电失去集中化管控,晋升用户企业数字化、智能化程度,实现数据可视化治理,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支流趋势。

使用 Hightopo 自主研发的前端可视化引擎 HT for Web 实现可交互式的 Web 风力发电数字孪生三维场景。可依据工夫和天气接口实现白天、黑夜、晴、阴、雨的切换,呈现出与事实世界统一的时空状态。

图扑软件的数字孪生 3D 可视化零碎能实现风力发电机组、升压站、配电室的漫游巡检和近程监测。场景内设置了漫游动画、暂停动画、进行动画、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。

系统分析

鸟瞰漫游

第一人称视角漫游可带来“我在世界核心,万物以我为原点”的奇异感触,模仿在风电场内的巡视过程,带来沉迷式体验。对于可能存在危险的场地,可通过图扑软件提供的漫游性能进行风电场户外、室内巡检漫游。同时通过无人机视角漫游从升压站到地面漫游查看,直观展现出风电场的巨大,带来不同凡响的震撼观感。

生产监测

风力发电机因风量不稳固,且对电力系统运行的撑持能力不如其余发电畛域,所以对风电基地设施的监测数据更须要具备时效性。将风电场的要害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现,及时掌控。

图扑软件三维可视化技术采纳 B/S 架构,页面自适应多种分辨率,用户可通过 PC、PAD 或是智能手机,只有关上浏览器可随时随地拜访三维可视化零碎,实现近程监查和管控。

利用图扑软件的可视化场景将智能设施的实时运行参数接入两侧的 2D 面板,将我的项目详情、实时指标、机组状态、环境参数、发电统计、节能减排等简单、形象的数据以丰盛的图表、图形和设计元素展示,实现集中管控。通过对历史数据的交融剖析,管理者可实现资源的优化配置,构建智慧风电管理系统。

我的项目详情

本我的项目采纳 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工夫信息。

实时指标

通过图扑软件 HT 2D 面板能够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“未解决风机数”可及时进行事件决策与解决。

环境参数

风速及风向的变动对大型风力发电机的发电量有较大的影响,可将环境监测零碎接入图扑软件的可视化场景,实现对能见度、降水量、风速、温度的实时监测,在顽劣天气降临前做好应答措施。

发电统计

发电量是生产监测模块管理人员最关注的数据,面板中展现了当日发电量、当月发电量以及累计发电量;用柱状图的模式展示了所有风力发电机日发电量排行状况。

节能减排

通过图扑软件的可视化零碎近程监测风电基地氮氧化合物的排放数据并作统计,可遵循法则达到节能减排的最优解。

科普小贴士:

联合国欧洲经济委员会对于《全生命周期发电抉择》的报告指出,在一座电站的全生命周期内,没有应用碳捕获技术的风能发电,每千瓦时碳排放为 10 克二氧化碳。

机组状态数量

使用图扑软件的多样化图表模式,显示失常发电、带病发电、待机、本身限功率、打算停机、通信中断的风力发电机数量,不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 图等材料,Hightopo 可疾速将事实的风电基地在线上进行还原,通过数据接入实现数字孪生。以流光成果模拟出不同风机集电线路电流向升压站汇聚的过程,更直观地展现风力发电流程,带来更好的沉迷体验、观看体验、交互体验。

风电场升压站是指将风电机组的输入电压升高到更高等级电压并送出的设施。因为风机大多为异步发电机,风电场在收回有功功率的同时会排汇无功功率,且风电机组大多不能进行继续无效的有功、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,或者减少电网的网络损耗。

为解决大规模风电场并网运行时带来的送出零碎电压稳固问题,风电场会集升压站内无功弥补形式个别采纳静止无功发生器(SVG)和并联电容器组联结运行的形式。

点击升压站三维模型可跳转至升压站视角,展现站内次要观测数据,如环境信息、负荷统计、风功率预测、消防查看信息、巡检车信息等。

环境信息

图扑软件数字孪生三维可视化零碎中的升压站环境信息监测次要整合了整个风电基地的天气、平均温度、次要风向、均匀风速数据,不便施行把控风场大环境信息。

风功率预测

用 Hightopo 双曲线图的模式展示风电基地整体实时功率与预测功率,不便管理人员随时进行决策分析,无效进行节能减排。

消防查看信息

升压站长期处于低压状态,消防信息便是须要关注的重点,界面面板中展现了消防设施运行状况、消防查看历史记录以及最近预警工夫。

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性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能够实时查看车辆地位、行驶速度、电量、电池状态、运行状态等信息。

故障列表

巡检车辆在检测到设施故障时,将信息上报注销至后盾,将次要故障信息展现于图扑软件监管平台的前端故障列表中,并依照故障工夫置顶排序,不便培修人员及时查看与解决。

配电室

点击 Hightopo 智慧风电监管平台的 3D 升压站内配电室修建模型,可跳转至配电室外部,主场景采纳写实格调还原配电室的外部布局,点击相应配电柜可显示不同主变低压侧测控的数据。

科普小贴士:

配电室是指带有低压负荷的室内配电场合,次要为低压用户配送电能,设有中压进线(可有大量出线)、配电变压器和低压配电安装。10kV 及以下电压等级设施的设施,分为低压配电室和低压配电室。

施工治理监测

通过图扑软件可视化系统对风力发电机组施工进度、施工品质、施工平安、施工打算、施工详情的近程监控,可免去管理人员频繁到现场巡逻的懊恼。

科普小贴士:

陆上风力发电机的次要部件个别由风轮、主轴、变桨零碎、偏航安装、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咱们也有残缺的监测零碎,会在后续文章具体介绍。

利用图扑软件 HT 丰盛的图表模式将施工详情统计。总体进度、分步进度直观展示,让运维人员及时理解我的项目施工进度;施工品质次要将要害的问题数、已整改数、未整改数、整改状态、负责人信息进行展现;施工打算次要包含不同节点施工工夫、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,实现数字化治理。

实现价值

新能源长期稳固提供电力保障的能力较差,且受气象数据滚动更新影响,新能源功率预测依然与理论后果存在偏差。新能源大规模接入使既有惯例电源和抽蓄调节能力耗费殆尽,“源随荷动”的均衡模式难以为继,零碎均衡调节能力亟待晋升,需放慢构建“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,采纳微服务架构,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,实现数据资源通明感知、个性建模、性能评估和建模利用,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根底,并提供精确的评估伎俩。

更多行业利用实例能够参考图扑软件官网案例链接:https://www.hightopo.com/demo…

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