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排风机

【案例分享】智慧海上风电场三维可视化运维系统解决方案

发布时间: 2024-07-08 19:48:59     来源: BOB娱乐官网

  风能是一种可持续的清洁能源,有可能帮助满足世界一直增长的能源需求,是世界上增长最快的可再次生产的能源之一。风能对于实现“双碳”目标以及低碳能源体系转型至关重要。风电产业是我国的新兴起的产业之一,在政策和市场需求双重驱动下,全国风电产业实现了加快速度进行发展,慢慢的变成了我国新能源体系中的重要组成部分。

  中国风电存量市场近几年的累计增幅较大,每年新增装机规模不断的提高。据统计,中国风电市场累计装机容量从2016年的168.7GW增长到2022年的395.6GW,年复合增长率为15.3%;其中,陆上风电市场累计装机规模从2016年的167.1GW增长到2022年365.1GW,年复合增长率为13.9%;海上风电市场累计装机规模从2016年的1.6GW增长到2022年的30.5GW,年复合增长率为63.4%。

  2022.06.《“十四五”可再次生产的能源发展规划》,优化近海海上风电布局,开展深远海海上风电规划,推动近海规模化开发和深远海示范化开发,重点建设山东半岛、长三角、闽南、粤东、北部湾五大海上风电基地集群。

  2022.08.《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》,重点发展8MW以上陆上风电机组及13MW以上海上风电机组,研发深远海漂浮式海上风电装备。重点研发海上风电柔性直流送出和低频送出、交直流混合配电网系统、开关电弧、设备长期带电可靠性评估等技术。

  2022.09.《能源碳达峰碳中和标准化提升行动计划》,加快制定海上风电开发及多种能源综合利用技术标准,依托海上风电基地建设,设立标准化示范工程,充分的发挥国家新能源实证实验平台的作用。

  2023.06.《新型电力系统发展蓝皮书》,在坚持生态优先、确保安全的前提下,结合资源潜力持续积极建设陆上和海上风电、光伏发电、重点流域水电、沿海核电等非化石能源。

  2023.06.《风电场改造升级和退役管理办法》,统筹推进风电场改造升级和退役管理工作,鼓励技术进步,提高风电场资源利用效率和发电水平,推进风电产业高水平质量的发展,助力实现碳达峰碳中和。

  海上风电场智慧化,是提高海上风电场运行水平和效益的现实需要。本设计遵循结构化、标准化、模块化、集成化,规划了智慧海上风电场的架构体系,达到海上风电场运维平台各子系统之间的数据共享、互通互动。建成一套统一管理、分级控制的智慧海上风电场综合管理平台,形成功能完善、反应快速的数字化运维体系,实现海上风电场设备、资产的智慧化监控与管理,为覆盖项目设计、基建、运营的全生命周期过程。

  “智慧海上风电场”是指以数字化、信息化、标准化为基础,采用大数据、物联网、可视化、数字孪生等新技术,主要涵盖安全管控、建设管理、运维决策、一体化监控等板块。把传统海上风电场中无感知、无思想的设备、系统,孕育成智能感知、智能运维、智能控制、智能决策的全新海上风电场。

  系统基于WebGL标准下的B/S框架,前端采用HTML5+JavaScript技术作为前端研发基础,进入Sovit2D/Sovit3D可视化平台后,结合真实世界建立三维场景(也可上传背景图),在线拖拽资源库中的风机、升压站、设备等组件,配置颜色、动画效果,直观、可视化呈现海上风场运作时的状态。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 2D 面板,便于运维人员对整个风电运行的有效掌控。

  展示海上风电场运维中心及风电场总体生产运营信息,包括环境情况、实时指标、机组状态、环境参数、发电统计、风机数量等信息。

  智能设备是智慧海上风电场的数据基础。智能装置是智能设备层的基本元素,应使用标准通信接口和协议,实现数字化监测和网络化控制;应具备就地综合评估、实时状态报告、故障诊断等功能。

  在风机上使用先进的状态监测、数据分析、智能控制技术,使机组准确地感知自身和外部环境,建立数据监测、异常告警机制,智能锁定故障位置。为风机匹配物理运动链、塔筒、基础、桨叶以及重要的螺栓载荷等重要元部件的状态监测,实现对机组参数渐变、突变事件的智能化故障预警与诊断。

  海底电缆是海上风电场电能传输的核心部件,海底电缆的事故将导致极大的损失。有必要实时监测海缆的温度和应力变化。借助海缆中的光纤线芯,通过对接光纤分布式传感新技术,判断电缆是否受损及周围环境是否发生明显的变化,并对海缆异常进行报警和定位。

  海上升压站平台在运行过程中受到海水冲击腐蚀等环境影响,其结构安全性会降低,有必要通过在线监测并存储主要结构件的关键安全参数,评估并判断海上升压站的结构是不是在安全限值内,发现早期安全风险隐患,防止问题。

  在陆上集控中心内实现对海上风电场电气部分(陆上集控中心、海上升压站电气设备)的统一监控,作为全场电气设备数据的集散中心,建立与电力调度中心的传输通道,完成海上风电场远动信息上送,并接受调度中心的调度指令(包括AGC、AVC控制),完成电气设备五防功能。

  鉴于海上风电场水域大、环境复杂、维护难,在海上升压站、配电室等主要区域,融合远程巡检机器人的室内定位坐标,实现 1:1 场景还原的智能巡检系统,结合物联网、三维建模等技术,实现巡视机器人当前状态数据展示,巡检摄像头实时监控信息回传,从管理、安防、节能、隐患排查等多维度对海上风电场实施动态监控及预警。

  根据风电场监控摄像头分布情况,在三维场景中设置视频监控点位,以摄像头图标展示其位置。支持场景交互来调取相应监控视频,对异常目标的自动抓拍、抓摄和留存,出现异常警告时,监控点位会有声光报警效果。满足运维人员对场景进行实时态势感知、历史数据回溯比对、应急处理预案等监测需求。

  风电水域电子围栏一旦有非法入侵时,智能跟踪球机立即自动跟踪现场目标,并在现场和监控中心发出声光报警。通过对接船事系统可获取到施工船只、渔船、非法入侵船只等相关信息,结合入侵时间、离开时间,可实时定位船舶位置(经度及纬度)和绘制历史轨迹,提高监控管理效率。

  实时测量并显示风速、风向、气温、相对湿度、气压;并对作业海区未来7天的天气现象、气压、风向、风力、气温、浪高、能见度等要素进行预报,安排预警和预处理方案及出海作业策略。

  海上风电场在施工中存在环境负责、安全风险隐患多、危险性大等问题,建立实用有效海上风电场智慧基建管理系统,基于三维可视化技术展示施工进度,通过对接施工进度数据接口,实现场景内风机搭建全过程实时状态展示,并辅以施工计划,包含时间、施工对象、船舶数与人数。便于分析施工全套工艺流程中的各项指标,业务人员无须到现场即可通过平台做各方协调统筹。

  依托物联网传感器,实时监控风电场风机、升压站等设备的运作情况,为运营中心人员、现场维检人员提供精准的预警、告警信息。检修人员通过智能穿戴设备与监督人员进行实时交互。实现智慧维检、安全管控,提高运维智能化水平。

  建立预警触发机制,对风场设备、环境进行实时监控,在识别到后台状态数据时,将状态以差异化的形式呈现在设备模型上,当设备状态为异常时,系统将持续发出声光报警,并弹出异常警报。并联动视频监控将镜头聚焦,展示报警设备详情及位置,方便运维人员即时做出决策处理。

  数维图(SovitJs)应用自主研发的 Sovit2D、Sovit3D 产品,无缝融合 2D、3D 技术,搭建了一套3D 可视化智慧海上风电场大数据管理平台。通过数维图可视化开发平台实现可交互式的 Web 二三维场景,基于多维感知、场景物联、物信融合的技术理念,不断丰富与完善海上风电场全面感知,实现设备设施智能巡检、环境风险监测预警,助力集控中心生产调度,辅助决策和全局掌控。

  建设智慧海上风电场,实现海上风电场设备、资产的智慧化监控与管理,对提高风电场自动化水平和运维效率、降低运维成本、提高海上风电的径济和社会效益、提高抵御风险的能力具备极其重大意义。

  数字孪生智慧海上风电场可视化运维管理平台基于B/S架构的Sovit3D三维可视化平台开发设计,采用HTML5+JavaScript技术作为前端基础,产品开发的二次代码及项目源文件全部提供客户,按需要可部署在云端,也可本地化部署。

  以上“数字孪生智慧海上风电场可视化运维管理平台”由数维图科技整理提供,更多行业数字化场景解决方案,请访问数维图官网(或官方微信公众号(SovitJs)。返回搜狐,查看更加多

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