2020年5月发布的《中国制造2025》明确提出,智能制造是中国制造业发展的重要方向。风电机组的智能化将是风电行业的重要发展趋势,而风机的智能化发展必须在传统制造工艺过关的基础上,充分融合互联网技术创新,运用大数据、云计算等新一代信息技术,最终实现远程风机的后台监控和全生命周期管理,确保风机运行状态最优化。
数字智慧风电场也因此成为了风电领域的开发热点!
自2009年我国成为全球最大的风电装机市场后,我国风电产业迅速发展,风电场装机容量日益增加;风电机组的工作条件十分恶劣,长期暴露工作在风速突变、沙尘、降雨、积雪、潮湿、台风、雷击等恶劣气。
如何有效地对风机状态进行监控,保证风电机组稳定、安全和经济运行,已成为当务之急。风电是实现碳达峰碳中和双碳发展目标的重要途径,随着风电站规模增大,传统运维模式难以为继,风电运维急需智能化转型。
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易知微素材广场 - EasyV数字孪生|可视化大屏设计师灵感广场?本次智慧风电建设以数字化、信息化、标准化为基础,以管控一体化、大数据、云平台、物联网为平台,以数字孪生技术为辅助,以计算资源的弹性配置为保障,以异构计算
数据来源分散:项目中所需数据来源分散,各业务数据散落在不同的业务系统中,数据收集难度大
智慧风电大脑‘助力传统风电智能化转型总览公司级页面总览公司级页面共分四大板块,分别是公司布局总览、公司概况、公司生产经营信息、业务系统,其中以公司布局总览为主视图进行可视化页面设计,通过可视化地图来展示公司的规划和布局,整体设计方案分为左右模块进行规划,从左到右显示出运达风电集团的发展目标。
这样的好处在于:这种方式打破了以往参观者只能坐在下面听汇报的实际场景,从参观之初即可通过动线的指引,移步换景,从左至右依次了解运达风电集团的社会贡献、企业的生产经营信息、以及利用大数据实时监管风场情况、通过业务系统实时掌握机组信息、工单完成情况和智慧物流
公司概况模块主要展示公司的一些基本信息,股票代码、社会贡献、行业经验、风电场数量等相关指标,这些指标对企业宣传能够起到积极的推动作用,而且也是面向外部来宾积极展示的内容,所以将此模块的一些内容放在中心视图上,使得参观者在参观时能够较明确的看到相关指标,从而又快又好的了解企业信息。
3、生产经营信息生产经营模块展示公司级生产信息,年生产能力、计划排产量、累计装机容量、新增装机容量、项目相关情况(已签署、待执行、已执行、出质保、后市场)以及发电量完成情况(累计、当年、当月)、近五年等效小时数与业界平均发电小时数做对比等相关指标,根据参观动线将其规划到地图下方板块,通过相应的数据图表来展示不同的指标,累计装机容量和新增装机容量展示近七年的数据情况,通过图表的对比来展示企业业务的增长情况,可采用轮播Tab形式循环展示数据,等效小时数通过双轴折线图
公司布局总览模块基于可视化地图展示生产基地、备件中心、项目地理位置(风电场、移动工厂),以业主/区域视角
地图上通过相对应的图标来展示不同地区的风场、生产基地、备件中心,使参观者人能够一目了然的看到公司的规划和布局情况,了解风电场的覆盖范围,更好的体现公司的规划,地图上通过Tab可以切换业主纬度和区域纬度下相关的项目信息,并轮播展示项目的相关信息(风电场名称、业主信息、项目阶段、并网时间、装机容量、机组类型、通讯状态、风机台数等),还可以展示不同纬度下的详细风电场,通过列表的形式进行展示,可通过单击不同风电场,进入到相应的子风场
布局总览模块通过展示企业的生产基地、备件中心、风电场以及不同纬度下的项目信息更加直观的表现了企业的规划和布局,反映了企业作为高新技术企业和高新技术研发中心的实力,通过不同视角纬度展示不同的项目信息也表达了企业做优、做强、做好、做久的发展目标。
5、业务系统PHMPHM模块展示公司PHM系统的故障预警
运维模块分两个部分展示运维成果,一个是等效利用小时数、平均故障响应时间(MLDT)以及平均故障修复时间
智慧物流模块主要展示当前在运的一些项目数,在途设备的占比、当日新发运单数、当日到达运单数以及异常运单的数量,通过可视化的手段直观的展示相应指标,方便业务人员及参观人员清楚的了解项目及设备的及时物流信息。
风电场页面风电场页面由风电场简介、风电场运行数据、风电场布局总览、风机列表总览、业务系统几大模块构成,其中以风电场布局总览为核心主视图进行表现,通过卫星地图来展示风场的位置,通过图标来展示风电场不同机组的位置,整体设计布局延续总览屏的布局,延续左右构图风格,在设计风格和形式上保持一致,通过参观动线的引导,参观者可以清楚明确的了解单个风电场的运行数据,了解不同风机的实时信息。
围绕着单风场
风电场简介模块主要展示风电场相关的信息,业主名称、项目位置、机组型号、装机数量、装机容量、运行年限等相关指标,这些指标属于风电场的基本信息,设计上考虑放在主视图上方,使得参观游览人员能够及时看到风电场的相关信息,获得荣誉可通过时间轴轮播
风电场运行数据模块主要展示风电场实时运行情况,如实时平均风速、实时有功功率、实时风场风向等,通过展示实时信息,参观者及运维人员能够及时的了解风电场的实时信息,此外运行数据模块还展示风电场日、月、年的发电量情况、发电量完成情况、近五年等效小时数与业界平均发电小时数对比图以及风场平均风速数据指标,通过展示相应指标,参观者能够更加清楚的了解风电场历年的产能情况。
风电场布局总览模块是基于可视化地图统计展示不同状态的机组数量:并网、待机、正常停机、通信中断、故障停机、维护、手动停机等指标,通过不同的图标来展示不同风机的实时状态,参观者能够一目了然的看到风机的实时状态。
同时地图上轮播展示机组的实时信息:风机状态、实时风速、有功功率、风资源选址和实际选址对比等指标。通过轮播展示不同机组的相关信息,使参观者能够清楚了解当前机组的实时信息。
风机列表模块是以数据列表形式展示风机情况:风机状态、实时风速、风向、对风误差、有功功率、环境温度、发电机转速、功率限制值、总发电量、日发电量、月发电量、年发电量等指标,通过数据图表来展示功率曲线图,功率曲线图表可随不同风机切换相应的数据,默认显示单个风场平均功率曲线,功率曲线图可采用常规曲线图的表现形式,更加清楚直观的展示数据变化情况
5、业务系统PHMPHM模块以数据图表和图标、翻牌器等形式展示业务系统PHM指标,通过可视化手段展示风机模型、故障预警结果、预警单情况、性能评估结果、机组故障等级仓数量、预警单处理完成率、部件故障分布数量等相应指标,该模块内容是对总览页面PHM模块的视觉效果和展现细节进行优化改造,设计上可增加光影动画
运维模块分三个指标展示单个额风场运维成果,即等效利用小时数、平均故障响应时间(MLDT)以及平均故障修复时间(MTTR),通过展示相应的指标,使参观游览者能更加清晰明确的了解运维结果。
风机页面由风机模型、风机实时状态、风机统计数据等内容组成。整体设计布局延续总览屏的布局,延续左右构图风格,在设计风格和形式上保持一致,通过参观动线的引导,参观者可以清楚明确的了解单个风机的运行数据,了解不同风机的实时信息。
1、风机模型主视觉通过实时展示风机模型来体现当前风机的运行状态,数据上通过对接风机系统,当风机存在故障时,相关模型部件会高亮显示。2、风机实时状态
右侧第一个模块展示当前风机的实时状态数据,展示实时风速、环境温度、机舱温度、实时风向等数据,是用户能够更直观的了解风机运行数据。
3.3.3风机统计数据右侧第二个模块展示当前风机的运行统计数据,电机总发电数、年度发电量、月度发电量、日发电量,下方以折线图形式展示该风机近一年内的发电功率曲线。
建设价值运达公司的风电智慧运营平台,应用了大数据、云计算等技术,融合先进的风电技术与智慧的管理经验,旨在提升企业风电全生命周期数字化运营管理能力。该平台在省级重点研发计划项目风电场智能运维系统研发及应用支撑下完成,投运以来降低机组停机时间20%、降低风场运维成本15%,带来了良好的经济效益。
此外,本次项目建设中可视化场景基于故障预警功能,技术人员可以对发电机组的故障进行提前预判,从而降低运维成本。如何实现基于项目现场机组的数据、运行档案等,以及前期做的故障预警模型,通过数据分析,系统会生成相应的故障预警工单,项目现场根据故障预警工单,在进行相应的排查后,将现场排查情况反馈至系统当中,形成一个完整的闭环,整体提高机组可靠性和稳定性。
案例2:重大赛事电力运行保障指挥中心本次项目以数字孪生技术还原某赛区及场馆的电力保障情况,从设计角度,能够清晰直观的查看电力保障情况,注重可视化效果呈现;从内容角度,汇集北京地区各赛区、场馆电力运行数据,推动指挥体系数字化升级,实现全局管控与应急指挥,展示供电保障新技术新设备。
项目建设难点
通过三维地图沙盘全景展示北京地区四大场馆区域,展示指挥体系、通讯网络、赛事信息、保电客户、保电站所、保电线路的信息。
2 、场馆运行情况全景展示作为各分指挥中心系统监控指挥的主界面,通过三维地图沙盘全景展示赛区场馆设施分布,场馆运行团队信息,配套电网网架拓扑及运行情况,通过赛区总负荷、故障路线参数、逻辑态势图、电压跌落、故障录波、视频监控的维度进行呈现,对重要事件与突发事故情况进行实时提醒。
3 、应急指挥实时调度集成前端感知设备实时数据,在线调用周边监控视频,监测抢修队伍、车辆、设备物资等应急保障资源部署情况,为突发情况下指挥人员进行可视化的事件处置、大规模管理和调配应急资源提供支持。
项目价值赛事电力运行保障指挥平台实现奥运史上首次电力业务领域数字化、智能化全景监视,全面支撑供电保障工作,圆满完成赛事和城市运行保障任务,助力场馆100%绿电供应,确保首都电网安全稳定运行和电力可靠供应。
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