電力能源是現(xiàn)代社會發(fā)展和運行的基石，滲透于工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、家庭生活等方方面面，它為經(jīng)濟、生活質(zhì)量、環(huán)境保護和社會發(fā)展提供了巨大的機會和潛力。圖撲軟件應用自研 HT for Web 強大的渲染引擎，助力現(xiàn)代化的電力能源數(shù)字孿生場景，在發(fā)電、變電、用電、管理等多種方面呈現(xiàn)出多元化的數(shù)據(jù)形式，為日益龐大的電力大數(shù)據(jù)提供可視化支撐。

發(fā)電數(shù)字孿生

風能發(fā)電

利用風能驅(qū)動風力發(fā)電機產(chǎn)生的機械能，通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能。風能發(fā)電是一種可再生能源發(fā)電方式，隨著新能源發(fā)電占比的提高，適配新能源風力發(fā)電三維可視化的需求也逐漸增加，圖撲軟件 HT 打造了一套數(shù)字化、智能化、可視化的智慧風電監(jiān)管平臺。

（1）生產(chǎn)監(jiān)測：

使用圖撲 HT 可視化將智能設(shè)備的實時運行參數(shù)接入兩側(cè)的 2D 面板，提取項目概況、實時指標、機組狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)、發(fā)電統(tǒng)計、節(jié)能減排等眾多數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵參數(shù)，形成直觀的圖表和圖形，實現(xiàn)有效管控。

（2）施工管理：

圖撲可視化平臺可展示風力發(fā)電機組施工進度、施工質(zhì)量、施工安全、施工計劃和施工詳情等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠程管控。

（3）集電線路：

選用流光效果模擬出不同風機集電線路電流向升壓站匯聚的過程，更直觀地展示風力發(fā)電流程。這樣，用戶可以所見即所得地了解場站線路工藝，并獲得更好的交互體驗。

光伏發(fā)電

應用太陽能光線通過光伏電池轉(zhuǎn)化為直流電，再經(jīng)過逆變器變換為交流電，用于發(fā)電。太陽能發(fā)電是一種可再生能源發(fā)電方式，具有廣闊的應用前景。

應用圖撲 HT 技術(shù)搭建的智慧園區(qū)光伏發(fā)電能源管控可視化系統(tǒng)，根據(jù)園區(qū)現(xiàn)狀、能源管理特點，充分考慮各能耗管理的整合，設(shè)計科學高效，可實施性強，符合光伏園區(qū)的運維管理需求。

（1）光伏關(guān)鍵指標：

平臺將用戶所關(guān)注的建設(shè)規(guī)模、光伏信息、發(fā)電信息進行統(tǒng)計和展示，以監(jiān)測各建筑的用電信息。通過對接后臺接口實時數(shù)據(jù)進行實時更新，可實時獲取和展示節(jié)能減排所做出的貢獻統(tǒng)計。

（2）光伏發(fā)電流程：

光伏電池吸收光能后，內(nèi)部形成電壓差，將光能轉(zhuǎn)化為直流電，再經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，最后通過適當?shù)脑O(shè)備和控制系統(tǒng)連接到電網(wǎng)進行供電。

場景選用科幻線框風格進行展示，突出設(shè)備模型，通過線條流動的方式，表達光伏從光能轉(zhuǎn)化為電能、再到設(shè)備供電、儲能全流程。

（3）光伏清洗工藝：

應用圖撲 HT 強大的渲染引擎，賦予流光效果，模擬出不同風機集電線路電流向升壓站匯聚的過程，更直觀地展示風力發(fā)電流程，所見即所得地為用戶展示場站線路工藝，帶來更好的交互體驗。

以設(shè)備拆分爆炸的形式，展示機器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對機器人進行拆分，輔以外殼透明度變化、邊緣流光流動效果增加動畫的觀賞性。通過接入零部件的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，更加細致入微地查看設(shè)備各部件當前狀態(tài)，實現(xiàn)從宏觀到微觀的全局監(jiān)控可視化。

水力發(fā)電

利用水流或水位的變化產(chǎn)生的動能，通過水輪機和發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能。水力發(fā)電是一種可再生能源發(fā)電方式，對環(huán)境影響較小。

圖撲 HT 結(jié)合引擎渲染、粒子仿真、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，實現(xiàn)水電站流域環(huán)境監(jiān)測、魚道監(jiān)測、發(fā)電工藝、設(shè)備仿真等多種數(shù)字孿生效果。

（1）流域水情：

圖撲 HT 可視化以直觀的圖表形式展現(xiàn)了同一流域的水位數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)、降雨統(tǒng)計、監(jiān)測站分布、巡檢系信息等各類關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

（2）生態(tài)魚道：

水電項目會影響上游和下游的水生生態(tài)系統(tǒng)，因此應當建造過魚設(shè)施，如魚道。通過 Hightopo 數(shù)字孿生的魚道模塊，清晰地展示出魚道外觀、結(jié)構(gòu)、過魚種類及洄游路線，讓用戶了解魚道的構(gòu)造和運行原理。

（3）發(fā)電工藝：

該模塊是利用水位落差，配合水輪發(fā)電機組產(chǎn)生電力。將水的勢能轉(zhuǎn)為機械能，再以機械能推動發(fā)電機，從而獲得電力。使得運維人員可以準確掌握設(shè)備內(nèi)部業(yè)務(wù)流程、行為邏輯和狀態(tài)變化等信息。

（4）設(shè)備仿真：

通過圖撲 HT 三維仿真動畫，全方位表現(xiàn)水輪發(fā)電機組蝸殼、導水機構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、機組大軸、發(fā)電機定子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子等主要部件，1:1 還原機組拆解與組裝原理。實現(xiàn)了在數(shù)字世界對物理實體狀態(tài)和運行的全面精準呈現(xiàn)，可對工作人員進行培訓。

火力發(fā)電

使用煤炭、天然氣、石油等化石燃料進行燃燒，將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，再通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能?；鹆Πl(fā)電是目前世界上最主要的發(fā)電方式之一。

通過圖撲 HT 可視化技術(shù)，數(shù)字孿生正在運行的火力發(fā)電廠，對發(fā)電廠進行工廠式精細化的數(shù)字化管理，輔助提升企業(yè)對整個發(fā)電廠業(yè)務(wù)進行數(shù)字化管理能力。

（1）人員定位：

基于 UWB 定位基站或其他定位硬件，在圖撲軟件三維場景中實現(xiàn)廠內(nèi)員工實時定位可視化功能。在集控中心部署可視化管理系統(tǒng)中，管理人員可以實時監(jiān)控廠區(qū)在崗人員的位置，通過場景交互，可以直觀地查看員工信息、聯(lián)系方式、行動軌跡等數(shù)據(jù)。

（2）電子圍欄：

圍欄通常分為永久性圍欄和臨時性圍欄，永久性圍欄通常出現(xiàn)在火電廠項目中的汽輪機、變壓器、升壓站等區(qū)域；臨時性圍欄往往出現(xiàn)在廠區(qū)內(nèi)臨時施工或者“兩票”維修區(qū)。基于人員定位功能的支持，未經(jīng)兩票授權(quán)的人員一旦涉足圍欄區(qū)域，報警信息將會展示在圍欄違規(guī)記錄中并可供查詢，從而保障了工作人員的安全。

（3）智能監(jiān)控：

在廠區(qū)的三維場景中，設(shè)置了室內(nèi)和室外的視頻監(jiān)控點位，并使用明顯的圖標標注其位置。本案例采用的是支持識別人員行為的監(jiān)控設(shè)備，能捕捉和告警安全帽佩戴、工作服著裝、接打電話等違規(guī)行為，支持管理者及時點擊查看實時監(jiān)控影像以及抓拍記錄。

核能發(fā)電

利用核裂變或核聚變產(chǎn)生的高溫和高壓，轉(zhuǎn)化為蒸汽，再通過發(fā)動機和發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能。核能發(fā)電是一種高效、清潔的發(fā)電方式，但也有一些與之相關(guān)的安全和環(huán)境風險。

利用自研 HT 引擎技術(shù)推進核電等能源的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，以實現(xiàn)顯著和可持續(xù)地降低運維成本，降低傳統(tǒng)運維形式帶來的風險，逐步發(fā)展為無人值守。

圖撲 HT 三維場景內(nèi)精準復現(xiàn)了原核反應堆內(nèi)部構(gòu)造，并疊加圖撲 HT 二維數(shù)據(jù)面板，實時呈現(xiàn)設(shè)備運行期間的各項數(shù)據(jù)指標（如：外推曲線展示、E 倍周期曲線、DCS 通信狀態(tài)等）。針對異常狀態(tài)，選用紅色字段進行告警提示，以督促用戶快速注意維護管理。

變電站數(shù)字孿生

變電站是一個用于轉(zhuǎn)換、分配和控制電力的設(shè)施。它通常位于發(fā)電廠和電力用戶之間，將高壓電力轉(zhuǎn)換為適用于電網(wǎng)傳輸和供電的低壓電力。變電站還可以提供電力的進出口接口，并能對電力進行監(jiān)測、保護和控制。在電力系統(tǒng)中起到重要的作用，確保電力的安全、可靠和高效傳輸。

使用 HT for Web 產(chǎn)品構(gòu)建輕量化的 3D 可視化場景，并創(chuàng)建動態(tài)的數(shù)字化變電站模型。

智慧巡檢

配合戶外巡視機器人的智能巡檢系統(tǒng)代替人工巡視，實現(xiàn)變電站的自主監(jiān)測、監(jiān)控預警和數(shù)據(jù)遠程集控管理，使得巡檢更安全、精益且及時。圖撲 HT 構(gòu)建的三維可視化智能巡檢系統(tǒng)，不僅提高了工作效率，減輕了運維人員的勞動強度和降低了運維成本，而且還有效提高了無人值守變電站的安全監(jiān)控管理水平。

設(shè)備實時監(jiān)控

變電站部署了各類智能傳感器，通過對接數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)了變壓器、GIS、開關(guān)柜等設(shè)備運行數(shù)據(jù)和告警信息的可視化展示。

溫度場可視化

圖撲 HT 通過對接變壓器設(shè)備中的溫度傳感器數(shù)據(jù)，定義每個溫度區(qū)間的色值，并實時渲染出溫度云圖，以便運維人員更快速、更精確地確定變壓器具體部件的發(fā)熱情況，及時采取應對措施。

智慧用電

經(jīng)過電力生產(chǎn)與變配電轉(zhuǎn)化，電力會被輸送到各種地方，包括家庭住宅、工業(yè)、商業(yè)設(shè)施以及公共設(shè)施等。應用圖撲 HT 可視化可打造各種不同的數(shù)字孿生用電場景，如樓宇用能、智慧路燈、充電樁管理等用電分析可視化。

智慧樓宇用電

該場景以透視的線框風格展現(xiàn)樓宇內(nèi)部，管理者可輕松查看大樓整體布局結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵用能點位數(shù)據(jù)信息，如：支路用能數(shù)據(jù)、實時功率曲線、實時用電報警信息、實時能耗數(shù)據(jù)、歷史能耗數(shù)據(jù)、能耗費用數(shù)據(jù)等，便于管理者對樓宇用能的實時監(jiān)控管理。

智慧路燈用電

結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）將路燈的空間布局以地圖的形式呈現(xiàn)，實現(xiàn)對路燈的實時監(jiān)測、控制和管理。

通過接入設(shè)備傳感器用電數(shù)據(jù)，可以實時監(jiān)控路燈、采集器、交通違章探頭及交通監(jiān)控等設(shè)備的用電信息。并運用圖撲 HT 豐富的可視化圖表組件展示設(shè)備的當天用電量、當月用電量、當年用電量等統(tǒng)計數(shù)值。

智慧充電樁用電

以某停車場充電站實際場景為基礎(chǔ)，多維度呈現(xiàn)海量充電樁設(shè)施狀態(tài)，實現(xiàn)對每個充電樁運行狀態(tài)的實時數(shù)據(jù)讀取和遠程維護。

提取出充電樁關(guān)鍵數(shù)據(jù)形成可視化數(shù)據(jù)看板，如充電樁基本信息、預約用戶信息、日充電統(tǒng)計、充電樁告警歷史記錄等，滿足充電站遠程管理的需要。

儲能電站用電

圖撲軟件應用自研 HT 二三維協(xié)同設(shè)計工具、2D 組態(tài)/3D 組態(tài)、低代碼開發(fā)等各類可視化工具，構(gòu)建風光儲監(jiān)控系統(tǒng)，作為新一代電網(wǎng)友好綠色電站的“中樞大腦”，支持通過風光儲協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，實現(xiàn)指令跟蹤、頂峰供電、系統(tǒng)調(diào)峰等多種網(wǎng)源交互模式，讓新能源最大化消納利用。

可視化頁面內(nèi)支持隨意切換風電場、光伏站、儲能站等模塊界面。

針對儲能集裝箱的管理，選用三維動畫形式呈現(xiàn)電池組總體剩余電量，面板中展示了主要數(shù)據(jù)實時二維看板，如可用充放電量、有功功率、無功功率、充放電可調(diào)深度等實時數(shù)據(jù)。以及箱內(nèi)電池供應商、安裝日期、額定出力、儲能容量、電池規(guī)格、變壓器規(guī)格等設(shè)備的基本屬性，和有功/無功功率、可用充放電容量、充放電可調(diào)深度的實時運行數(shù)據(jù)。

智慧運維管理

圖撲軟件可視化大屏能將多類型、碎片化、小規(guī)模的源網(wǎng)荷儲各方數(shù)據(jù)資源進行聚合協(xié)調(diào)，全方位展示整個大區(qū)的用電管理、調(diào)節(jié)策略、節(jié)能減排數(shù)據(jù)，穩(wěn)定電力的供應，保障電力系統(tǒng)的實時平衡，提升系統(tǒng)的運行效率。

用電管理

從地理空間分布維度出發(fā)，打通省、市、區(qū)在內(nèi)的全域?qū)樱瑢θ‰娏üこ痰目臻g布局、節(jié)點位置、拓撲關(guān)系等信息，展開全周期、多場景綜合呈現(xiàn)。幫助決策者精細化掌握全省電網(wǎng)運行態(tài)勢。

圖撲軟件 HT 含有豐富的 2D 圖表組件，支持繪制出各種類型的標準化與非標準化的圖表、圖形，用來展示用電數(shù)據(jù)。

調(diào)節(jié)策略

根據(jù)各類市場規(guī)則提供需求調(diào)度功能，如靜態(tài)負荷調(diào)節(jié)、動態(tài)負荷調(diào)節(jié)、調(diào)峰時段圖、注冊調(diào)控能力等。應用 2D 圖形組件生成可描述、可互動、可控制、可預測的多類型可視化圖表，輔助決策者合理有序?qū)嵤┤粘０l(fā)電計劃。

節(jié)能減排

電力的集中管理是電力行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的重要舉措。通過計量形式實時刷新記錄減少碳排放的數(shù)量，幫助決策者科學記錄排放的真實情況，提高用能效率。

電力領(lǐng)域的數(shù)字化升級對實現(xiàn)碳中和目標至關(guān)重要。圖撲軟件（Hightopo）智慧電力可視化解決方案以數(shù)字化為載體，依托數(shù)據(jù)共享優(yōu)勢，將專業(yè)橫向融合，打破系統(tǒng)之間的信息壁壘，實現(xiàn)從電力生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化、用電、管理全生命周期的數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)顯示、設(shè)備維護聯(lián)動管控。助力各產(chǎn)業(yè)體系走向自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應的新模式。

審核編輯 黃宇