隨著國家雙碳目標(biāo)的實(shí)施，新能源發(fā)電方式逐漸代替了污染大氣層的火力發(fā)電，其中風(fēng)力發(fā)電相比于光伏發(fā)電具有能量密度高、發(fā)電小時數(shù)長、生命周期達(dá)20-25年之久等獨(dú)特的優(yōu)勢。風(fēng)能取之不盡、用之不竭，在新型能源互聯(lián)網(wǎng)下，風(fēng)力發(fā)電有可能成為未來的主力能源之一。

今天給大家分享一個基于 數(shù)維圖 的 Sovit3D可視化編輯器 構(gòu)建的風(fēng)力發(fā)電廠3D可視化場景案例——智慧風(fēng)場三維可視化運(yùn)維管理系統(tǒng)。通過對風(fēng)場三維建模，高精度還原風(fēng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，覆蓋核心部件、子系統(tǒng)、健康狀態(tài)、預(yù)測診斷等環(huán)節(jié)，建立以數(shù)據(jù)為依據(jù)的智能運(yùn)維模式，降低風(fēng)電成本。

建設(shè)背景

風(fēng)力發(fā)電作為新興的綠色能源之一，在全球得到長足的發(fā)展，尤其是近十年我國風(fēng)電快速發(fā)展，風(fēng)機(jī)數(shù)量急劇增加。與傳統(tǒng)火電相比，風(fēng)電的特點(diǎn)是機(jī)組分散、數(shù)量多，而如何提高風(fēng)機(jī)的利用率，降低設(shè)備故障發(fā)生率和故障時間，同時避免設(shè)備的突發(fā)故障，已經(jīng)成為風(fēng)電場日常運(yùn)維的主要目標(biāo)。

系統(tǒng)概述

慧風(fēng)場是以數(shù)字化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，以管控一體化、大數(shù)據(jù)、云平臺、物聯(lián)網(wǎng)為平臺，以數(shù)字孿生技術(shù)為輔助，以計(jì)算資源的彈性配置為保障，以異構(gòu)計(jì)算為核心任務(wù)，高效融合計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)，通過人-機(jī)-網(wǎng)-物跨界融合，形成邊緣+云端結(jié)合的全層次開放架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同層級的智慧，追求不斷提升風(fēng)電智能化水平目標(biāo)，完成更加友好、安全、高效、可靠的能源供應(yīng)。

應(yīng)用場景

風(fēng)機(jī)全景總覽

基于風(fēng)機(jī)物理場景，對風(fēng)機(jī)進(jìn)行精細(xì)化三維模型，構(gòu)建風(fēng)機(jī)管理的數(shù)字孿生系統(tǒng)，包含設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備結(jié)構(gòu)、設(shè)備生產(chǎn)、設(shè)備故障等的實(shí)時監(jiān)測。通過對風(fēng)機(jī)全生命周期可視化管理，對接物理傳感器的實(shí)時數(shù)據(jù)，還原風(fēng)機(jī)各個部件的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，構(gòu)建風(fēng)電場機(jī)組全面的生產(chǎn)感知力，實(shí)現(xiàn)環(huán)境、電量、性能可視化。

核心部件監(jiān)測

在三維可視化系統(tǒng)中，管理人員可通過系統(tǒng)對設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，包括風(fēng)機(jī)葉片、塔筒等核心部件的動態(tài)監(jiān)測，并且通過系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、定時控制、聯(lián)動控制等多種控制操作，及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)損耗情況，及時檢測修復(fù)，保障風(fēng)電場的安全運(yùn)維。

· 塔筒監(jiān)測

基于傳感器對機(jī)艙前后位移、塔底彎距動態(tài)監(jiān)測分析，快速掌握核心部件的健康狀態(tài)。

· 葉片監(jiān)測

以葉片外表噪聲、葉片外表缺陷等維度，建立數(shù)據(jù)監(jiān)測、異常告警機(jī)制，智能鎖定故障位置。

設(shè)備故障預(yù)警

基于硬件傳感器結(jié)合內(nèi)置的智能算法，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障預(yù)警、故障識別等目的，對異常部位進(jìn)行告警和記錄，并智能分析可行性建議，建立提前感知判斷的設(shè)備管理體系。

實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)測

系統(tǒng)可通過數(shù)據(jù)面板信息實(shí)時了解風(fēng)電場的運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的管理，點(diǎn)擊任意設(shè)備，查看設(shè)備組件狀態(tài)參數(shù)，如電壓、電流、儲電云、功率等等。利用大數(shù)據(jù)分析及風(fēng)電模型仿真技術(shù)，分析運(yùn)營過程中的各項(xiàng)運(yùn)營指標(biāo)，運(yùn)維人員無須到現(xiàn)場即可通過平臺進(jìn)行各方協(xié)調(diào)統(tǒng)籌，提高了風(fēng)電場系統(tǒng)的管理效率。

遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、無人值守，只需在集控中心就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智慧控制，在三維可視化系統(tǒng)上，對設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，在識別到后臺狀態(tài)數(shù)據(jù)時，對設(shè)備發(fā)生運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警。

智能巡檢系統(tǒng)

依托無人機(jī)的可見光攝像機(jī)、紅外熱成像儀、環(huán)境監(jiān)測傳感器等模塊，精準(zhǔn)采集、檢測、監(jiān)控風(fēng)電場設(shè)備狀態(tài)及環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)全天候數(shù)據(jù)快速采集、實(shí)時信息傳輸、智能分析預(yù)警、快速決策反饋的巡檢運(yùn)維管控閉環(huán)管理。

……

開發(fā)平臺

智慧風(fēng)場三維可視化運(yùn)維系統(tǒng)基于數(shù)維圖科技自研的Sovit3D 三維可視化平臺，以數(shù)字孿生為依托，結(jié)合GIS技術(shù)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，通過對風(fēng)電場的三維建模，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)電環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)、核心部件等的監(jiān)控管理，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲、分析處理。采用智能設(shè)計(jì)、集中監(jiān)控、集中運(yùn)維，提高設(shè)備運(yùn)行效率，構(gòu)建以數(shù)字化交互為基礎(chǔ)的智慧風(fēng)場。

建設(shè)價(jià)值

伴隨大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的理念融入到風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的捕風(fēng)能力、氣動效率、風(fēng)能轉(zhuǎn)換能力等各個技術(shù)環(huán)節(jié)，通過對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、監(jiān)控、管理、維護(hù)、檢修等工作進(jìn)行重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通互聯(lián)。風(fēng)電場將真正實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)維和管理。

總結(jié)

智慧風(fēng)場的建設(shè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。從風(fēng)電場的數(shù)字化、信息化、智能化以及智慧化的發(fā)展歷程來看，智慧風(fēng)場重新定義了風(fēng)電場的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理，提高風(fēng)機(jī)的利用率，降低設(shè)備故障發(fā)生率和維修成本，提高風(fēng)電場發(fā)電量，起到了低碳環(huán)保、降本增效、少人值守、智慧運(yùn)營的作用。

本文主要介紹了Sovit3D可視化編輯器在風(fēng)力發(fā)電場智慧化場景開發(fā)中的實(shí)踐應(yīng)用，數(shù)維圖科技只提供前端2D、3D可視化開發(fā)設(shè)計(jì)的編輯器產(chǎn)品，并不提供行業(yè)場景解決方案。

審核編輯黃宇