在能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，壓縮空氣儲(chǔ)能憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為解決可再生能源間歇性問(wèn)題、保障可靠能源供應(yīng)的重要技術(shù)。圖撲軟件（Hightopo）充分發(fā)揮其在 Web 2D&3D 可視化領(lǐng)域的技術(shù)專長(zhǎng)，打造出先進(jìn)的數(shù)字孿生壓縮空氣儲(chǔ)能管控平臺(tái)，為這一領(lǐng)域帶來(lái)全新的技術(shù)突破與應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)基石：自研引擎與平臺(tái)

圖撲軟件自主研發(fā)的 2D&3D 圖形渲染引擎，是其可視化技術(shù)的核心驅(qū)動(dòng)力。該引擎具備強(qiáng)大的圖形處理能力，能夠?qū)崿F(xiàn)逼真的 3D 場(chǎng)景渲染與流暢的 2D 圖形展示，為壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的可視化呈現(xiàn)提供了高質(zhì)量的視覺基礎(chǔ)。同時(shí)，搭配數(shù)據(jù)孿生應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)及一系列開發(fā)工具，從底層架構(gòu)上保障了對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理、分析以及可視化交互的實(shí)現(xiàn)，確保整個(gè)管控平臺(tái)功能的完整性與高效性。

壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)剖析

壓縮空氣儲(chǔ)能遵循特定的能量轉(zhuǎn)換邏輯：在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)，利用電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)將空氣壓縮至高壓狀態(tài)，并儲(chǔ)存于儲(chǔ)氣罐中，把電能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能存儲(chǔ)起來(lái)；而在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)，釋放高壓空氣推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)從內(nèi)能到電能的轉(zhuǎn)換。這種儲(chǔ)能方式具有多重優(yōu)勢(shì)，如較高的能量轉(zhuǎn)換效率、較大的儲(chǔ)能密度、快速的啟動(dòng)與調(diào)節(jié)能力，且成本相對(duì)較低、環(huán)境友好，在能源存儲(chǔ)與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)方面極具應(yīng)用潛力。

管控平臺(tái)核心技術(shù)功能

數(shù)據(jù)可視化監(jiān)測(cè)

1. 系統(tǒng)安全監(jiān)控：運(yùn)用圖撲 HT 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)二三維可視化監(jiān)控界面的深度融合。借助這一界面，操作人員能夠?qū)崟r(shí)獲取電站安全事件的關(guān)鍵信息，包括事件等級(jí)、發(fā)生時(shí)間及詳細(xì)情況。同時(shí)，對(duì)膨脹機(jī)、儲(chǔ)氣罐、空氣壓縮機(jī)等核心設(shè)備的參數(shù)變化進(jìn)行遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)持續(xù)跟蹤設(shè)備參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在安全隱患，并實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備啟停的精準(zhǔn)控制，保障電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2. 生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集與分析：通過(guò)在儲(chǔ)能電站部署智能感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)氣壓力、溫度、效率，以及膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速、震動(dòng)頻率、潤(rùn)滑油溫度等生產(chǎn)關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)采集。此外，還能對(duì)電站歷史功率、空氣壓縮機(jī)的電流、電壓、運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)進(jìn)行追溯。這些豐富的數(shù)據(jù)為生產(chǎn)工序的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)和可視化分析提供了有力支撐，有助于優(yōu)化生產(chǎn)流程、提升生產(chǎn)效率。
3. “一張圖” 設(shè)計(jì)理念：圖撲 HT 創(chuàng)新的 “一張圖” 監(jiān)測(cè)面板，采用靈活簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)風(fēng)格，并引入點(diǎn)選展開模式。該模式在高效展示大量數(shù)據(jù)指標(biāo)的同時(shí)，巧妙地解決了空間占用問(wèn)題，方便操作人員快速定位和獲取關(guān)鍵信息，及時(shí)響應(yīng)電力需求變化，進(jìn)而提升系統(tǒng)整體效率、降低能源損耗。

工藝流程可視化

數(shù)字孿生工藝流程：依托圖撲軟件 HT 引擎技術(shù)，對(duì)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行流程進(jìn)行數(shù)字孿生建模。構(gòu)建出的立體化管路模型，清晰呈現(xiàn)了整個(gè)工藝的流程分布以及各子流程的走向。通過(guò)設(shè)備及零部件的位置、顏色變化，操作人員可以直觀地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備作業(yè)狀態(tài)和生產(chǎn)裝置運(yùn)行狀態(tài)的全方位、多層次可視化監(jiān)控。

各階段詳細(xì)監(jiān)控

1. 壓縮階段：在空氣壓縮過(guò)程中，圖撲 HT 監(jiān)控平臺(tái)對(duì)空氣進(jìn)入壓縮機(jī)、壓縮后的冷卻及儲(chǔ)存環(huán)節(jié)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)。通過(guò)可視化手段，展示壓縮空氣的壓力、溫度變化，以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，確保壓縮過(guò)程高效穩(wěn)定。
2. 儲(chǔ)能階段：針對(duì)儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓縮空氣的儲(chǔ)能狀態(tài)，平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)罐內(nèi)空氣壓力，確保其保持穩(wěn)定，保障能量存儲(chǔ)的可靠性。一旦檢測(cè)到異常情況，系統(tǒng)立即基于故障診斷技術(shù)發(fā)出預(yù)警，及時(shí)通知工作人員處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)應(yīng)急預(yù)案自動(dòng)向相關(guān)部門告警，實(shí)現(xiàn)跨部門協(xié)同調(diào)度。
3. 能量釋放階段：當(dāng)需要釋放能量時(shí)，圖撲 HT 的 3D 模型生動(dòng)還原膨脹機(jī)的外部結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)，結(jié)合搭載的感知元件，對(duì)發(fā)電期間的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化監(jiān)控分析。三維模型與二維面板數(shù)據(jù)相互補(bǔ)充，為能量釋放過(guò)程的實(shí)時(shí)管理提供精準(zhǔn)依據(jù)，確保發(fā)電過(guò)程穩(wěn)定高效。
4. 熱回收階段：在能量釋放產(chǎn)生熱量的回收利用環(huán)節(jié)，圖撲 HT 運(yùn)用多樣化的可視分析手段，如聚簇、柵格等技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)熱能存儲(chǔ)效率、儲(chǔ)熱循環(huán)效率、儲(chǔ)熱容量等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，助力實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。

先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)相比，先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能（ACAES）在技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)了重大突破：

1. 提升能量轉(zhuǎn)換效率：ACAES 采用先進(jìn)的熱能回收技術(shù)，將冷卻水與壓縮空氣混合，在儲(chǔ)能和發(fā)電過(guò)程中實(shí)現(xiàn)熱能的回收與再利用，有效提高了能量轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而增加電力輸出。
2. 增加儲(chǔ)能密度：通過(guò)高溫壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)，在壓縮空氣中注入熱能，成功提升了儲(chǔ)能密度，使相同體積的設(shè)備能夠存儲(chǔ)更多能量，提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體性能。
3. 快速響應(yīng)與調(diào)節(jié)：ACAES 系統(tǒng)具備卓越的快速啟動(dòng)和調(diào)節(jié)能力，能夠在幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)從停機(jī)狀態(tài)到滿負(fù)荷電力輸出的轉(zhuǎn)換，可靈活應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)的快速波動(dòng)和調(diào)節(jié)需求。
4. 降低成本：利用廉價(jià)電力或可再生能源電力加熱壓縮空氣，顯著降低了儲(chǔ)能成本。同時(shí)，熱能回收技術(shù)和高效的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本。

圖撲軟件憑借其強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力，在數(shù)字孿生壓縮空氣儲(chǔ)能管控領(lǐng)域取得了顯著成果。其管控平臺(tái)不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的全方位監(jiān)控與管理，還借助先進(jìn)的可視化技術(shù)和數(shù)據(jù)分析手段，為能源行業(yè)提供了創(chuàng)新的解決方案。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，圖撲軟件有望在能源領(lǐng)域持續(xù)深耕，為推動(dòng)能源行業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)更多力量。

審核編輯 黃宇