图扑软件数字孪生智慧 3D 风电场

随着新能源装机占比不断提高，适配新能源风力发电三维可视化的需求也逐渐增加。为了使风力发电得到集中化管控，提升用户企业数字化、智能化水平，实现数据可视化管理，打造一套适配新能源的三维可视化集中管理模块就成了新的主流趋势。

运用 Hightopo 自主研发的前端可视化引擎 HT for Web 实现可交互式的 Web 风力发电数字孪生三维场景。可根据时间和天气接口实现白天、黑夜、晴、阴、雨的切换，呈现出与现实世界一致的时空状态。

图扑软件的数字孪生 3D 可视化系统能实现风力发电机组、升压站、配电室的漫游巡检和远程监测。场景内设置了漫游动画、暂停动画、停止动画、初始视角四个按钮，针对不同的场景可进行第一人称视角漫游或者无人机视角漫游。

升压站监测

通过现场取景照片、卫星图、CAD 图等资料，Hightopo 可快速将现实的风电基地在线上进行还原，通过数据接入实现数字孪生。以流光效果模拟出不同风机集电线路电流向升压站汇聚的过程，更直观地展示风力发电流程，带来更好的沉浸体验、观看体验、交互体验。

风电场升压站是指将风电机组的输出电压升高到更高等级电压并送出的设施。由于风机大多为异步发电机，风电场在发出有功功率的同时会吸收无功功率，且风电机组大多不能进行持续有效的有功、无功调节，如不采取相应的控制措施，可能对电 的无功、电压稳定性造成影响，或者增加电 的 络损耗。

为解决大规模风电场并 运行时带来的送出系统电压稳定问题，风电场汇集升压站内无功补偿方式一般采用静止无功发生器（SVG）和并联电容器组联合运行的方式。

点击升压站三维模型可跳转至升压站视角，展示站内主要观测数据，如环境信息、负荷统计、风功率预测、消防检查信息、巡检车信息等。

3D 风机智能设备运维

图扑软件依托自主研发的 HT for Web 产品，搭建出一套面向大型风力发电机管理的数字孪生系统，涉及在线监测、消防监测和生产监测三大监测模块。通过提供风机全生命周期可视化管理的解决方案，帮助客户降低成本，提升管理效率。用户可通过不同的监测模块，实现 360 度选择查看对应的监测内容数据，对场景进行放大缩小平移等操作查看场景效果、数据指标、设备状态等。

在新能源风电领域，风力发电机通过风能带动叶片转动，产生的机械能传递给发电机，最终转化为电能。具有清洁、环境效益好、可再生,永不枯竭的特点，可逐步实现零排放。因此对于生产效率的监测显得尤为重要。

图扑软件利用自主研发的 HT for Web 产品，搭建出了风机系统内在发电工艺的三维模型。1:1 还原风机的外部结构以及主要部件，并通过对接物理传感器的实时数据，还原风机各个部件的关键数据，构建风电场机组全面的生产感知力，实现环境、电量、性能可视化。

风机发电量可视化

2D 面板展示风机发电相关指标：发电量、风速-功率以及主要发电运行精准指标。并通过曲线图展示发电功率随风速变化趋势，工作人员可以清晰明确地掌握发电规律，及时作出调整，避免因为运维活动安排不当带来的发电量损失。

主要发电运行参数

每个月的发电量统计表是运行工作的重要内容之一，其真实性与可靠性直接和经济效益挂钩。利用图扑软件 HT 丰富的图表和动画效果对发电运行参数进行不同维度的数据解释。

风机形态切换

风机主体形态分为三种：实体模型、线框模型和爆炸效果。通过点击下方按钮，可切换至按钮所对应的形态。点击爆炸效果可以直观了解机舱内主要部件的外观结构。

发电工艺采用线框模式描绘，用户点击风机部件即可查看对应的详细信息，并显示在 2D 面板上。包括变桨轴、机舱、主轴、发电机以及齿轮箱参数的实时显示，监测风机部件温度，并给出预警指示。

左侧 2D 面板显示风机基础信息，包含风机名称、功率、风速、风向、以及环境温度等。

智慧风电之海上风电

图扑软件 HT 将整体三维风电场的风机模型、布局、 工作、状态根据实际场景进行 1：1 还原。用户可自行选择环游视角，通过对场景进行放大、缩小平移等操作查看场景效果和细节。并将环境参数、实时发电指标、节能减排信息等数据接入图扑软件 HT 2D 面板，便于运维人员对整个基地运行的有效掌控。

环境参数可视化

海上环境相对更加恶劣，特别是在台风等极端天气状况下，环境参量的在线监测显得尤为重要。图扑软件 HT 引擎通过对接传感器监测结果数据和高速传输介质，将海上风电运营区的海洋环境统一展示，包括波浪要素、风速，能见度、降水量、海浪、潮汐、温度、湿度等项目的监测。实现全天候、多环境下的预警防范能力。

发电统计可视化

海上风电，是将海上风能转换为电能的一种发电方式，是清洁能源、绿色能源的“靓丽名片”。通过智能化的管理手段有利于海上风电发电量的提升。

融合大数据、移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通讯技术，实现风电场能效融通。2D 面板显示风机日发电量、月发电量、以及累计发电量总和，并通过柱状图展示不同位置的风机发电量与发电差异。协助工作人员分析损失电量原因，评估低效风机。并可根据维修经验形成风电机组故障诊断系统，基于数据挖掘技术，实现风电机组智能诊断及处理指导。

节能减排可视化

节能减排模块是在其他系统的基础上高度整合，实现节能信息共享和智能管理，在线显示节约标准煤和 NOX 数量以及减排的 CO2 和 SO2 总和，有效提升海上风电运用和管理的效率和效能。为支撑能源清洁低碳转型、助力“双碳”目标实现贡献积极力量。

实时指标与机组状态可视化

图扑软件 HT 基于风电场的数字化建模，多维度实时监测风机运行状态，负荷参数，实现预防性维护。通过 2D、3D 无缝融合的面板展示风机工作信息实时指标与机组状态数量，包括负荷、风机预警处理率、未处理风机等。以及并 、停机、待机、维护、离线、故障风机数量。依托数据中心建设远程故障预警诊断能力，实现智慧运维服务，提升效益。

“双碳”目标下，未来五到十年是我国能源转型和发展的关键期。风电作为主力军之一，任务重大。图扑软件通过将工业数据与大数据相结合，创新运维模式和管理方式，有助于风机预防性维护和风场辅助决策，提高风电运维效率、降低风电运维成本、提升发电量。未来，图扑软件将继续发挥工业互联 平台资源优势，践行绿色承诺，拓宽发展路径，为实现国家“双碳”目标贡献力量。