隨著國家雙碳目標的實施，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20-25年之久等獨特的優(yōu)勢。風能取之不盡、用之不竭，在新型能源互聯(lián)網(wǎng)下，風力發(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 構建的風力發(fā)電廠3D可視化場景案例——智慧風場三維可視化運維管理系統(tǒng)。通過對風場三維建模，高精度還原風機內(nèi)部結構，覆蓋核心部件、子系統(tǒng)、健康狀態(tài)、預測診斷等環(huán)節(jié)，建立以數(shù)據(jù)為依據(jù)的智能運維模式，降低風電成本。

建設背景

風力發(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電快速發(fā)展，風機數(shù)量急劇增加。與傳統(tǒng)火電相比，風電的特點是機組分散、數(shù)量多，而如何提高風機的利用率，降低設備故障發(fā)生率和故障時間，同時避免設備的突發(fā)故障，已經(jīng)成為風電場日常運維的主要目標。

系統(tǒng)概述

慧風場是以數(shù)字化、信息化、標準化為基礎，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)字孿生技術為輔助，以計算資源的彈性配置為保障，以異構計算為核心任務，高效融合計算、存儲和網(wǎng)絡，通過人-機-網(wǎng)-物跨界融合，形成邊緣+云端結合的全層次開放架構，實現(xiàn)不同層級的智慧，追求不斷提升風電智能化水平目標，完成更加友好、安全、高效、可靠的能源供應。

應用場景

風機全景總覽

基于風機物理場景，對風機進行精細化三維模型，構建風機管理的數(shù)字孿生系統(tǒng)，包含設備狀態(tài)、設備結構、設備生產(chǎn)、設備故障等的實時監(jiān)測。通過對風機全生命周期可視化管理，對接物理傳感器的實時數(shù)據(jù)，還原風機各個部件的關鍵數(shù)據(jù)，構建風電場機組全面的生產(chǎn)感知力，實現(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)對設備內(nèi)部結構進行實時監(jiān)控，包括風機葉片、塔筒等核心部件的動態(tài)監(jiān)測，并且通過系統(tǒng)對設備進行遠程控制、定時控制、聯(lián)動控制等多種控制操作，及時發(fā)現(xiàn)風電機損耗情況，及時檢測修復，保障風電場的安全運維。

· 塔筒監(jiān)測

基于傳感器對機艙前后位移、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、異常告警機制，智能鎖定故障位置。

設備故障預警

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

實時數(shù)據(jù)監(jiān)測

系統(tǒng)可通過數(shù)據(jù)面板信息實時了解風電場的運行情況實現(xiàn)精準的管理，點擊任意設備，查看設備組件狀態(tài)參數(shù)，如電壓、電流、儲電云、功率等等。利用大數(shù)據(jù)分析及風電模型仿真技術，分析運營過程中的各項運營指標，運維人員無須到現(xiàn)場即可通過平臺進行各方協(xié)調統(tǒng)籌，提高了風電場系統(tǒng)的管理效率。

遠程控制系統(tǒng)

系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程監(jiān)控、無人值守，只需在集控中心就能實現(xiàn)遠程智慧控制，在三維可視化系統(tǒng)上，對設備運行進行實時監(jiān)控，在識別到后臺狀態(tài)數(shù)據(jù)時，對設備發(fā)生運行狀態(tài)、故障報警。

智能巡檢系統(tǒng)

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

……

開發(fā)平臺

智慧風場三維可視化運維系統(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，結合GIS技術、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進技術的綜合應用，通過對風電場的三維建模，實現(xiàn)對風電環(huán)境、設備狀態(tài)、核心部件等的監(jiān)控管理，并進行數(shù)據(jù)的存儲、分析處理。采用智能設計、集中監(jiān)控、集中運維，提高設備運行效率，構建以數(shù)字化交互為基礎的智慧風場。

建設價值

伴隨大數(shù)據(jù)、云計算的理念融入到風電產(chǎn)業(yè)的捕風能力、氣動效率、風能轉換能力等各個技術環(huán)節(jié)，通過對風機的運行、監(jiān)控、管理、維護、檢修等工作進行重構，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通互聯(lián)。風電場將真正實現(xiàn)智能化運維和管理。

總結

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

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

審核編輯黃宇