6 月 1 日，福建省人民政府發(fā)布關于《福建省“十四五”能源發(fā)展專項規(guī)劃》的通知。規(guī)劃要求，加大風電建設規(guī)模。自 “30·60” 雙碳目標頒布后，社會各界已經按下減碳“加速鍵”，零碳成為了行業(yè)熱詞。隨著智能技術進步和風電產業(yè)化步伐的加快，我國風電發(fā)展已具備規(guī)?；_發(fā)應用的產業(yè)基礎。當大數據、人工智能等數字化技術跨界風電行業(yè)，智慧風機應運而生。

圖撲軟件依托自主研發(fā)的 HT for Web 產品，搭建出一套面向大型風力發(fā)電機管理的數字孿生系統(tǒng)，涉及在線監(jiān)測、消防監(jiān)測和生產監(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)測內容數據，對場景進行放大縮小平移等操作查看場景效果、數據指標、設備狀態(tài)等。

生產監(jiān)測

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。因此對于生產效率的監(jiān)測顯得尤為重要。

圖撲軟件利用自主研發(fā)的 HT for Web 產品，搭建出了風機系統(tǒng)內在發(fā)電工藝的三維模型。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據，還原風機各個部件的關鍵數據，構建風電場機組全面的生產感知力，實現(xiàn)環(huán)境、電量、性能可視化。

風機發(fā)電量可視化

2D 面板展示風機發(fā)電相關指標：發(fā)電量、風速-功率以及主要發(fā)電運行精準指標。并通過曲線圖展示發(fā)電功率隨風速變化趨勢，工作人員可以清晰明確地掌握發(fā)電規(guī)律，及時作出調整，避免因為運維活動安排不當帶來的發(fā)電量損失。

主要發(fā)電運行參數

每個月的發(fā)電量統(tǒng)計表是運行工作的重要內容之一，其真實性與可靠性直接和經濟效益掛鉤。利用圖撲軟件 HT 豐富的圖表和動畫效果對發(fā)電運行參數進行不同維度的數據解釋。

風機形態(tài)切換

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的實時顯示，監(jiān)測風機部件溫度，并給出預警指示。

左側 2D 面板顯示風機基礎信息，包含風機名稱、功率、風速、風向、以及環(huán)境溫度等。

在線監(jiān)測

風機運行中的狀態(tài)監(jiān)測和故障判斷是保障風電機組安全運行、獲得長期穩(wěn)定收益的重要因素。因此，除對主軸承、齒輪箱、發(fā)電機等機艙內設備進行在線監(jiān)測外，還應對葉片、螺栓等重要部件進行監(jiān)測。圖撲軟件針對不同的應用場景和特征，對風機運行參數實時展示。包括葉片監(jiān)測、螺栓監(jiān)測、腐蝕監(jiān)測、塔筒監(jiān)測和海纜監(jiān)測。實時顯示、判斷風機的運行狀況，及時提示告警信息，方便用戶第一時間作出應對決策。

葉片監(jiān)測

葉片是風機感受風能的“觸角”，是風機幾大系統(tǒng)中最先承壓且承壓較重的部件。圖撲軟件搭建的智能化的監(jiān)測系統(tǒng)，通過采用航拍傾斜攝影采集回的影像圖片和結果，實時反饋葉片運行狀態(tài)。用戶通過點擊特定編號的三維風機模型中某個葉片的葉尖、中部上、中部下、葉根等部位可實現(xiàn)對迎風面、被封面、前緣、后緣合計 48 個部位的缺陷圖片查看，便于用戶快速檢查葉片健康狀態(tài)，將風險扼殺于“搖籃”。

螺栓監(jiān)測

塔筒螺栓和葉根螺栓在線監(jiān)測模塊可以實時監(jiān)測風機關鍵位置連接螺栓的緊固狀態(tài)、反旋松動、螺栓預緊力偏差等數據，有效保障機組的安全穩(wěn)定運行。

腐蝕監(jiān)測

傳統(tǒng)的腐蝕監(jiān)測主要是在停車檢修期間安裝和取出掛片進行檢測，需破壞材料的結構，試驗時間長，而且得到的結果往往是整個試驗周期中產生腐蝕的總和，不適于現(xiàn)場使用。圖撲軟件通過對接腐蝕傳感器以及環(huán)境多因素傳感器，展示設備安裝點的腐蝕電流、電位、腐蝕量等參數，從而有效表征環(huán)境腐蝕性，為海上風電的腐蝕原因及制定相對應的防腐蝕措施提供了科學依據。

塔筒監(jiān)測

圖撲軟件 HT 引擎通過對接多級部署傳感器，對塔筒整體進行傾斜狀態(tài)監(jiān)測、塔基角度監(jiān)測，及早告警，確保塔筒保持健康穩(wěn)定的運行狀態(tài)，減少安全事故發(fā)生。

海纜監(jiān)測

海上風機海纜監(jiān)測模塊可通過接口獲取傳感器的數據，對海底電纜的溫度和電壓進行實時監(jiān)控。判斷海纜集線電路是否異常，為海纜故障起到及時預警的作用。

消防監(jiān)測

消防監(jiān)測模塊主要是通過各種對接風電機組內各個位置布局的傳感器，實現(xiàn)溫度、電流、機艙設備進行全方位、深層次的獲取和數據實時展示。

每一種傳感器根據實際安裝位置分布在機艙內，每個點位的傳感器狀態(tài)都具有相應的展示效果。鼠標左鍵點擊傳感器點位，彈出實時的狀態(tài)信息面板。包含煙感探測器、氣體啟停按鈕、熱氣溶膠滅火器等。通過多維度的數據監(jiān)測，為智能風機的管理和控制提供準確有效的數據輸入。右側 2D 面板包含風機溫度、電流以及機艙設備狀態(tài)基本信息列表，實時監(jiān)測風機的健康狀態(tài)。

實現(xiàn)對風機運行過程的診斷和預測，用戶可以根據風機的健康狀況，進行合理的調度和決策，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。

圖撲軟件還開發(fā)了基于 HTML5 WebGL 的 3D 科幻風機，使風力發(fā)電機的各個功能近距離地展示給大家。在此場景中，我們采用了科技線框風格來展示風電機的內部架構，相對于大部分的實景搭建，感官上更為震撼和炫酷。在展示風機內部結構的同時，兩側還展示了該風機周圍的環(huán)境參數，海上風向風速信息，風機本身的數據監(jiān)測，發(fā)電參數等。

我們還設計了炫酷的一站式風機數據可視化展示平臺，自由部署實時數據，項目運行狀態(tài)和健康狀態(tài)盡收眼底。

全球首個零碳碼頭系統(tǒng)并網發(fā)電后，生產設備由“風光儲荷一體化”系統(tǒng)實現(xiàn)綠電供能 100% 自給自足，全程零碳排放。標志著天津港綠色港口建設邁出新步伐，以全新模式引領行業(yè)綠色低碳發(fā)展。

總結

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、大數據、GIS 技術打破數據孤島現(xiàn)象，挖掘數據背后的價值，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。