截至2021年,全球已有127个国家作出了“碳中和”的承诺,能源低碳变革和实现碳中和已然成为全球共同的战略目标。按照权威机构预测,到2050年,可再生能源发电将占到全球总发电量的75%以上。作为清洁能源的典型代表,风电将满足35%的电力需求,并为气候目标贡献27%的碳降耗量。
向海图强,奋楫争先。相比于陆上,海上风电更为复杂,堪称登月工程。智能化是海上风电发展的突破口之一。当气象、功率、设备的运行状态、以及用户侧的使用情况得以挺好地预测时,能源的借助率和用电的经济性将会形成质的飞越。
基于图扑软件自主研制引擎HTforWeb,无缝融合2D、3D技术,实现可交互式的Web三维海上风电场景。
全景漫游
场景可依照自由视角、固定路线对风电场进行漫游巡检。
系统还设置了3种不同的天气模式,搭配晚上与黑夜场景,即可切换查看不同时段的场景变化。并在路径中展示风机设备信息及集控中心信息,为用户呈现风电场整体风貌。
水面疗效
场景通过算法将自定义材质勾画成颇具拟态化的海面疗效和动态化的天空球疗效。按照海面纹理和海面波动信息,模拟海面疗效。实现海面纹理和波动信息切换;海面纹理方向、纹理和流动方向调节;海面颜色调节;光照反射硬度调节;光照角度、颜色的调节;海面波浪大小调节。提升了场景显示的视觉逼真度,提高了三维立体感和层次感。
生产检测
图扑软件HT将整体三维风电场的风机模型、布局、工作、状态按照实际场景进行1:1还原。用户可自行选择环游视角,通过对场景进行放大、缩小平移等操作查看场景疗效和细节。并将环境参数、实时发电指标、节能降耗信息等数据接入图扑软件HT2D面板,以便运维人员对整个基地运行的有效掌控。
环境参数可视化
海带环境相对愈发恶劣,非常是在台风等极端天气状况下,环境热阻的在线检测变得尤为重要。图扑软件HT引擎通过对接传感检测结果数据和高速传输介质,将海上风电营运区的海洋环境统一展示,包括波浪要素、风速,能见度、降水量、海浪、潮汐、温度、湿度等项目的检测。实现全天候、多环境下的预警防范能力。
发电统计可视化
海上风电,是将海上生物质能转换为电能的一种发电方法,是清洁能源、绿色能源的“靓丽名片”。通过智能化的管理手段有利于海上风电发电量的提高。
融合大数据、移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,实现风电场能效融通。2D面板显示风机日发电量、月发电量、以及累计发电量总和,并通过柱状图展示不同位置的风机发电量与发电差别。协助工作人员剖析损失电量缘由,评估低效风机。并可依照修理经验产生风马达组故障确诊系统,基于数据挖掘技术,实现风马达组智能确诊及处理指导。
节能降耗可视化
节能降耗模块是在其他系统的基础上高度整合,实现节能信息共享和智能管理,在线显示节省标准煤和NOX数目以及降耗的CO2和SO2总和,有效提高海上风电运用和管理的效率和效能。为支撑能源清洁低碳变革、助力“双碳”目标实现贡献积极力量。
实时指标与机组状态可视化
图扑软件HT基于风电场的数字化建模,多维度实时检测风机运行状态,负荷参数,实现防治性维护。通过2D、3D无缝融合的面板展示风机工作信息实时指标与机组状态数目,包括负荷、风机预警处理率、未处理风机等。以及并网、停机、待机、维护、离线、故障风机数目。依托数据中心建设远程故障预警确诊能力,实现智慧运维服务,提高效益。
安全管理
安全管理重点围绕风机、海缆、电子栅栏三个方面展开运行监管。结合新能源设备的全方位接入,实现全面的数据剖析和设备预警功能。强化风险辨识和防治能力,保障业务人员安全,科学促进海上风力发电项目进程。
风机预警统计可视化
通过对风场的主设备“风机”进行1对1监管,对接不同设备零部件的多种类型故障告警信息插口,满足各类状况下的预警剖析需求。
据悉,在系统上设置预警反馈和预警消缺的信息模块,包括风机怠速异常、机舱控制体温高、液压泵无反馈等问题。通过预警剖析能提早发觉风机变化趋势,调整运行参数,尽早安排检修处理;通过提早清除缺陷,防止小问题扩大导致故障,为防治性检修工作的举办提供有效的方式和数据剖析的支撑,因而实现真正意义上的防治性检修,促使了运行模块实现专业化分工。
对于场景内的非并网状态风机辅以既定的颜色标记,并结合当前风机怠速驱动并网状态下的风机转动动漫。可快速辨识出设备异常,及时发觉故障设备,快速定位故障点,并可通过点击故障风机及时查看风机故障信息,便于进行针对性的故障确诊和处理,及时清除隐患。
海缆预警统计可视化
海底电缆线(集电缆线路)是海上风电场电能传输的关键部件,但是因为传输功率的变化、海底环境复杂、海洋昼夜气温变化、季节性的温差,以及捕鱼、航运和海底活动,海底电缆线便于发生超温、锚害等车祸,造成极大的损失。
图扑软件通过对接光纤分布式传感器新技术,将海缆分布迈向进行勾画渲染。3D场景内生动形象得展示出海缆的分布运作状态,键盘左键双击海缆,即可弹出相应的体温、载流量、应变力等海缆相关信息台风卫星图实时动态,结合图扑软件HT可视化数据,展示参数平均值与最大值信息,便捷管理人员推测数据背景下的真实状态,进而进行有效监管。
可依照实际情况自由设置告警类型,诸如体温异常,环境侵犯等,并实时刷新显示异常状况。并通过对应风机对海缆异常进行报案和定位,判定线缆是否损坏或周围环境是否发生变化,保障海缆安全运行。
电子栏杆异常统计可视化
风电水域电子栏杆及配备的预警系统是为风电水域的安全监控、预警和维护提供可视化的解决方式。通过对接船事系统可获取到施工商船、渔船、非法入侵渔船等相关信息,结合入侵时间、离开时间,可实时定位船舶位置(纬度及经度)和勾画历史轨迹,提升监控管理效率。
借助图扑软件可视化丰富的设计元素将电子栅栏繁杂的数据进行直观的展示,当船舶紧靠或入侵电子栅栏时,及时出现特定的告警信息,提醒监查管理人员迅速进行下一步决策,进而起到保护电子栅栏内的相关设备设施的作用。
视频监控预警可视化
传统的视频监控都是集成在自身的视频监控系统之中,通过文字命名的方法来区别摄像头,这些方法容易引起一系列问题:视频分散、孤立、视角不完整、对硬件的位置不明晰等。通过HT构建的三维可视化系统支持依据现场摄像头实际点位,接入所对应的摄像头视频画面,实现场景还原。
通过三维场景对升压站上的摄像头位置分布一目了然。支持场景交互来调阅相应监控视频,满足运维人员对场景进行实时态势感知、历史数据回溯比对、应急处理预案等检测需求。
施工管理
海上风电场在施工阶段存在大量的高空作业,安全隐患点多,危险性大,尤其对于桩的吊装、运输及人员高空作业等,稍有不慎即可能发生重大安全责任车祸台风卫星图实时动态,导致重大不良影响。系统的具体功能覆盖了海上风电场建设、运维的全生命周期,囊括施工安全管控、施工质量、风机、施工进度一体化监控等蓝筹股。致力安全、降本、增效等维度发挥更大的作用。
施工进度与计划可视化
采用图扑软件三维可视化技术交底施工进度。基于HT图形引擎,并针对真实场景,通过卫星图、CAD图纸将真实的风机、海缆等施工场景与数字化平台深度融合。通过对接施工进度数据插口,实现场景内风机搭建全过程实时状态展示,并可依照时间轴还原整体搭建过程。产生总体施工进度可视化、风机与海缆进度可视化。
并辅以施工计划,包含时间、施工对象、船舶数与人数。以便剖析施工过程中的各项指标,业务人员无须到现场即可通过平台进行各方协调统筹。
施工质量与安全可视化
将HT可视化与施工管理系统相结合,接入海上风电施工管理数据至可视化平台。2D面板实时更新施工质量与施工安全关键信息,包含发觉问题数、整改状态、未整改问题以及相关负责人等。让风电场的监管更为直观,控制愈发精准。
施工详情可视化
为充分完成起吊及沉桩施工,除了要做好前期企划,更要注重施工技术方案把控及复核。图扑软件HT引擎通过实时反映风机和升压站的施工指标进行监视跟踪,实现多次对起吊运输方案优化改进;校核风机基础打桩、塔筒起吊、叶片起吊吊、待投入运行以及升压站顶部施工、待投入运行、上层建筑起吊等各项技术支撑数据,为后续基础施工积累了经验,为加快深水区海上风电领域蓬勃发展贡献了能建力量。
升压站信息可视化
海上风电场升压站由两部份组成,分别是海上升压站和陆上开关站。陆上开关站与陆地变电厂布置无异。海上升压站采用无人值勤形式运行,其管理和控制由陆上的集控中心通过远程方法推行实时监控。
图扑软件HT3D可视化升压站版块高精度建模还原场景内设备,点击相应图标即可快速切换定位至升压站内部结构,推动实现升压站无人值守形式运行。
支持对海上升压站、陆上开关站的各个接地变兼站、接地变进线以及海缆的电流、电流等的指标进行监视测定,以在设备发生故障之前通过运行异常进行剖析,保障设备安全稳定运行。
智能巡检
升压站日常维护须要巡检人员对设备进行检测,除了效率低下,并且非常危险。图扑软件基于GIS室外的空间定位校正,融合远程巡检机器人的室内定位座标,实现1:1场景还原的智能巡检系统,愈发形象化地展示出机器人当前的巡检状态。
实现巡视机器人当前状态数据展示,巡检摄像头实时监控信息实时回传,并通过HT引擎显示在可视化平台,运维人员和值勤人员即可通过手机或则联通终端调看各个主变室应用工况。当高压设备发生接地时,防止人身触电伤害,增强测量精度与效率,降低巡检盲点。
科普小贴士
相比现有的敞开式直流开关、直流GIS设备,应用于海上平台的大型化GIS设备规格小,GIS室占地面积小,可减低开关设备占用空间70%以上,能使海上换流平台容积减少约10%。
“双碳”目标下,未来五到六年是我国能源变革和发展的关键期。风电作为主力军之一,任务重大。图扑软件通过将工业数据与大数据相结合,创新运维模式和管理方法,有助于风机防治性维护和风场辅助决策,提升风电运维效率、降低风电运维成本、提升发电量。未来,图扑软件将继续发挥工业互联网平台资源优势,弘扬红色承诺,扩宽发展路径,为实现国家“双碳”目标贡献力量。