图扑软件数字孪生智慧风电云上协同方案

“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%。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。

在新能源风电领域，风力发电机通过风能带动叶片转动，产生的机械能传递给发电机，最终转化为电能。具有清洁、环境效益好、可再生、永不枯竭的特点，可逐步实现零排放。因此对于生产效率的监测显得尤为重要。

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，打造一套适配陆上风电、海上风电、风机管理的三维可视化集中管理模块就成了新的主流趋势。

运用图扑软件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，实现风力发电机组、风机、发电统计的远程监测。场景内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。

陆上风电

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，页面自适应多种分辨率，用户可通过 PC 、 PAD 或是智能手机，只要打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。

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。点击升压站三维模型可跳转至升压站视角，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。

 

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。并对风力发电机组施工进度、施工质量、施工安全、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。

海上风电

海上风电，是将海上风能转换为电能的一种发电方式，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升。

将整体三维风电场的风机模型、布局、 工作、状态根据实际场景进行 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效果和细节。并将环境参数、实时发电指标、节能减排信息等数据接入图扑软件 HT 2D 面板，便于运维人员对整个基地运行的有效掌控。

 

融合大数据、移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通讯技术，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异。协助工作人员分析损失电量原因，评估低效风机。并可根据维修经验形成风电机组故障诊断系统，基于数据挖掘技术，实现风电机组智能诊断及处理指导。

图扑软件通过对接光纤分布式传感新技术，将海缆分布走向进行绘制渲染。3D 场景内生动形象得展示出海缆的分布运作状态，鼠标左键双击海缆，即可弹出相应的温度、载流量、应变力等海缆相关信息，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，方便管理人员推断数据背景下的真实状态，从而进行有效监管。

 

可根据实际情况自由设置告警类型，例如温度异常，环境侵害等，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警和定位，判断电缆是否受损或周围环境是否发生变化，保障海缆安全运行。

智能风机

面向大型风力发电机管理的数字孪生系统，涉及在线监测、消防监测和生产监测三大监测模块。通过提供风机全生命周期可视化管理的解决方案，帮助客户降低成本，提升管理效率。用户可通过不同的监测模块，实现 360 度选择查看对应的监测内容数据，对场景进行放大缩小平移等操作查看场景效果、数据指标、设备状态等。

1:1 还原风机的外部结构以及主要部件，并通过对接物理传感器的实时数据，还原风机各个部件的关键数据，构建风电场机组全面的生产感知力，实现环境、电量、性能可视化。风机主体形态分为三种：实体模型、线框模型和爆炸效果。通过点击下方按钮，可切换至按钮所对应的形态。点击爆炸效果可以直观了解机舱内主要部件的外观结构。

 

发电工艺采用线框模式描绘，用户点击风机部件即可查看对应的详细信息，并显示在 2D 面板上。包括变桨轴、机舱、主轴、发电机以及齿轮箱参数的实时显示，监测风机部件温度，并给出预警指示。

实现对风机运行过程的诊断和预测，用户可以根据风机的健康状况，进行合理的调度和决策，降低风机维护成本，提高风机的安全性，真正意义上实现了智能化管理。

在展示风机内部结构的同时，两侧还展示了该风机周围的环境参数，海上风向风速信息，风机本身的数据监测，发电参数等。

从风开始，不止于风。图扑软件将继续怀揣促进全球清洁能源可持续利用的梦想，积极参与并推动全球清洁能源革命性创新，用可视化、大数据、GIS 技术打破数据孤岛现象，挖掘数据背后的价值，帮助发现其中的规律和特征，打造可靠、可担当、可持续的未来新能源世界。共同实现“可持续，更美好”的零碳未来。

“双碳”目标下，未来五到十年是我国能源转型和发展的关键期。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式，有助于风机预防性维护和风场辅助决策，提高风电运维效率、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，践行绿色承诺，拓宽发展路径，为实现国家“双碳”目标贡献力量。

审核编辑 黄昊宇