搭建智慧火電廠3D可視化管理平臺

1、火力發(fā)電廠滿足了全世界將近五成的電力需求，在我國超過半數(shù)以 上的電力來源于火力發(fā)電。隨著雙碳政策的推行，在國家清潔能源 消納和環(huán)保的需求下，對火電廠在深度調(diào)峰、超低排放、靈活運行 等方面提出了更高要求。與此同時，生產(chǎn)安全、安防監(jiān)控也是工業(yè) 領(lǐng)域的重中之重。傳統(tǒng)的管理模式迫切需要轉(zhuǎn)型，向智能化、數(shù)字 化、安全化、綠色化的智慧電廠方向發(fā)展。通過HT可視化技術(shù)數(shù)字孿生正在運行的火力發(fā)電廠，搭建數(shù)字 化運營平臺，對發(fā)電廠進行工廠式精細化的數(shù)字化管理，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。HT支持多種方式的模型渲染，采用輕量化三維建模技術(shù)，數(shù)字孿 生火電廠1 : 1高仿真模擬，以三維場景為基礎(chǔ)，

2、2D數(shù)據(jù)面板為 輔，數(shù)字化展現(xiàn)火電廠各區(qū)域的建設(shè)、運行情況、安全配備、周邊 動態(tài)環(huán)境等情況。同樣支持導(dǎo)入IFC格式的BIM模型文件生成 場景，支持渲染3D Tiles 格式的傾斜攝影模型文件。通過HT 實現(xiàn)可交互式的 Web三維場景，可進行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)，場景 內(nèi)各設(shè)備可以響應(yīng)交互事件。HT三維可視化技術(shù)采用 B/S 架構(gòu)，用戶可通過 PC、 PAD或 是智能手機，只要打開瀏覽器可隨時隨地訪問三維可視化系統(tǒng)，實 現(xiàn)遠程監(jiān)查和管控。通過B/S架構(gòu)與模型輕量相結(jié)合，HT三維 可視化技術(shù)首先在一定程度上減輕了用戶對于采購高性能硬件費用 的壓力，其次打破了以往用戶在監(jiān)控室內(nèi)進行管理的管理場景的局 限

3、性。智慧生產(chǎn)案例以某沿海燃煤發(fā)電廠為原型，配置了 4X 660MW 超臨界燃煤 發(fā)電機組。通過結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，將廠區(qū)運行信息、以及現(xiàn)場重 點設(shè)備運行情況等信息在場景中實時展現(xiàn)，讓廠區(qū)運維人員通過 HT可視化大屏實時監(jiān)控廠區(qū)生產(chǎn)信息，全面高效管理。大屏左側(cè)廠區(qū)信息面板展示了本項目主要信息，包括：廠區(qū)信息、 經(jīng)營信息。其中經(jīng)營信息可以查看實時的成本、收入、利潤動態(tài)趨 勢圖。右側(cè)展現(xiàn)安全生產(chǎn)天數(shù)，記錄了廠區(qū)安全投產(chǎn)累計時間。設(shè)備運行 效率與生產(chǎn)信息共同監(jiān)控著鍋爐與汽輪發(fā)電機組實時的運行效率與 運行參數(shù)。aiiHiliJffil聊昂1WE： .4J：tIsmWfjrrnseoerii 1938062

4、5 1耐a'J -ji-p - -1 e u“，ifi滝i麗5進護J* g眄icj 片 F_ *m*71.8T*,rXlM H8*1S3J&2X氣!直左電十區(qū)屮292. CK%" *-> ei cmrK iQA-H JA 丹紅貳"I1科05foiir«)5?5 5lW=HMrHTn3-IUS i3込«4WMmIWFf1垃廠用缽W1 1nf 皇JDfaJMiiKKi也XF127盤第2135&2n<jfrfc訣犧154«l(3i仍11rwnwj _JU1& w-j oaaxb firEifib通過點擊底部

5、智慧生產(chǎn)功能，運用動畫效果模擬火電廠的生產(chǎn)流程 場景，直觀展示了以煤的運輸、存儲、輸送、燃燒、發(fā)電的一系列 生產(chǎn)過程，配以文字說明與其主要特性，具有科技感的逼真視覺效 果讓用戶清晰了解智慧火電廠的運作。HT可視化增加了無人機漫游視角以及第一人稱視角的動畫效果呈 現(xiàn)，向用戶展示更加透明直觀的智慧火電廠全場景?！爸腔凵a(chǎn)”是智能電網(wǎng)在生產(chǎn)領(lǐng)域的具體體現(xiàn)。通過圖撲軟件可 視化平臺將火電廠、設(shè)備機器、人員等信息集成展現(xiàn)，打造全面感 知、全面覆蓋、全面可視、全面可控的智慧工廠管理系統(tǒng)。為建設(shè)“安全、可靠、綠色、高效”電網(wǎng)，全面提質(zhì)增效打下堅實基礎(chǔ)。智慧安防人員定位本案例基于UWB定位基站或其他定位硬件基

6、礎(chǔ)，在三維場景中實 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)，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)。工作人員隨身攜帶的定位卡裝置，可人為操作發(fā)出SOS報警信 息?，F(xiàn)場人員如遇到危險情況，信息會第一時間反饋在安防界面的 報警記錄中，集控中心工作人員收到呼救信息即可第一時間相應(yīng)。人員快捷導(dǎo)航功能支持查詢和定位所有在線人員，也可瀏覽離線人 員名單，幫助管理者快速查找。人員定位功能一方面有助于現(xiàn)場人員的調(diào)動指揮，加強全局管理； 另一方面有助于監(jiān)控員工的行為軌跡和安全信息，加強安全管理。補足了廠區(qū)現(xiàn)有系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)和存

7、在的威脅，提高企業(yè)運行決策 的及時性和準(zhǔn)確性，提升企業(yè)的智能化水平和運行效率，為企業(yè)安 全穩(wěn)定運行提供有力保障。電子圍欄電子圍欄是目前較為先進的周界防護報警系統(tǒng)，電子圍欄主機采用 了先進的“阻擋為主，報警為輔”的周界安防理念，集“威懾、阻 擋、報警、安全”于一身。圍欄通常分為永久性圍欄和臨時性圍 欄，永久性圍欄在火電廠項目中一般出現(xiàn)在汽輪機、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)。Mm 3OB me*JVijue*企業(yè)可根據(jù)生產(chǎn)情況自由設(shè)置報警類型，例如串崗、滯留、超員、 缺員、闖入、靜置超時等報警類型?；贖T for Web 輕量化場 景建模以及人員

8、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。智能監(jiān)控廠區(qū)三維場景中，在室內(nèi)和室外設(shè)置了視頻監(jiān)控點位，以明顯的圖 標(biāo)展示其位置。本案例采用的是支持識別人員行為的監(jiān)控設(shè)備，可 對安全帽穿戴、工作服著裝、接打電話等違規(guī)行為進行捕捉與告 警，并記錄在攝像頭報警記錄中。存在報警信息的監(jiān)控點位會出現(xiàn) 明顯的告警效果，支持管理者及時點擊查看實時監(jiān)控影像以及抓拍 記錄。集成各類子系統(tǒng)的設(shè)備告警信息，在可視化系統(tǒng)中展示所有 的告警信息。lui& eo y 亠、M4S 7Q : J " -一 * H1WA相比于傳統(tǒng)

9、的二維監(jiān)控系統(tǒng)，三維場景的界面展現(xiàn)更加直觀、簡 單，便于監(jiān)控人員識別異常信息，提高監(jiān)控效率。用戶通過三維場 景，對廠區(qū)的攝像頭位置分布一目了然。亦可通過新興視頻融合技 術(shù)，將視頻無縫嵌入到場景中，真實還原場景實景。工藝流程 火力發(fā)電廠簡稱火電廠，是利用可燃物（例如煤）作為燃料生產(chǎn)電 能的工廠。它的基本生產(chǎn)過程是：燃料在燃燒時使水生成蒸汽，將 燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成 機械能，然后汽輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，將機械能轉(zhuǎn)變成電能。采用三維組態(tài)的簡化方式實現(xiàn)電廠關(guān)鍵工藝流程上的設(shè)備連接，一 方面可監(jiān)控重要設(shè)備的運行信息；另一方面，用一條直觀的直線流 程展示出燃煤發(fā)電廠的主

10、要發(fā)電工藝：輸煤棧橋一篩煤機一碎煤機 T輸煤皮帶一給煤機一磨煤機T鍋爐一汽輪機一發(fā)電機一主變一升 壓站f電網(wǎng) 燃煤發(fā)電廠生產(chǎn)工藝主要設(shè)備包含：鍋爐、汽輪機、發(fā)電機通過完成化學(xué)能f熱能f機械能f電能這一系列轉(zhuǎn)化,從而為電網(wǎng) 提供著源源不斷的電力。鍋爐是一個換熱器，主要由爐膛、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣 預(yù)熱器組成。將原煤加工成適于現(xiàn)代動力鍋爐燃用的形式（如把煤磨成很細的煤 粉），再借助熱風(fēng)送入鍋爐內(nèi)充分燃燒，使儲存于燃料中的化學(xué)能 轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；鍋爐內(nèi)的水吸熱后在一定壓力下變?yōu)轱柡驼羝柡?蒸汽在過熱器內(nèi)繼續(xù)加熱成過熱蒸汽。汽輪機是把熱能轉(zhuǎn)換成機械能的設(shè)備，發(fā)電機是把機械能轉(zhuǎn)換為電 能的設(shè)備。

11、來自鍋爐的過熱蒸汽陸續(xù)進入汽輪機的高壓渦輪、中壓渦輪、低壓 渦輪，在汽輪機內(nèi)膨脹做功，驅(qū)動汽輪發(fā)電機組旋轉(zhuǎn)，將蒸汽內(nèi)能 轉(zhuǎn)換成汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的機械能；發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時， 在發(fā)電機轉(zhuǎn)子內(nèi)由勵磁電流形成的磁場也隨之旋轉(zhuǎn)，使定子線圈所 交鏈的磁通發(fā)生周期性的變化，在定子線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，發(fā)出 電能。發(fā)電機發(fā)出的電能大部分由主變壓器升高電壓，經(jīng)過高壓配電裝置 和高壓輸電線路向外供電，其發(fā)出電能的一小部分作為本廠自用稱 作廠用電。輸煤系統(tǒng)作為火電廠外圍尤為重要的系統(tǒng)，一直為電廠鍋爐提供燃 料，是電廠能否運行的重要保證。在傳統(tǒng)模式中，輸煤系統(tǒng)有自己 獨立的控制室，有且僅有在這個控制室中才能實現(xiàn)

12、對整個系統(tǒng)的實 時監(jiān)控，其局限性可想而知。整條輸煤傳送線路不僅占地面積大、 輸送距離遠，還有設(shè)備高低落差的限制，傳統(tǒng)的二維組態(tài)畫面已經(jīng) 不能將其清晰直觀的展現(xiàn)出來。通過HT可視化搭建火力發(fā)電廠復(fù)雜環(huán)境下無死角全覆蓋可視化 場景，深度開發(fā)應(yīng)用智能發(fā)電控制技術(shù)，提升發(fā)電企業(yè)智慧管控、 智能運行、智能安全監(jiān)控、智能分析與遠程診斷等綜合能力，構(gòu)建 面向未來的智慧燃煤發(fā)電創(chuàng)新管理運營模式。在下期的內(nèi)容，我們也會給大家介紹通過HT打造的智慧礦山管 控平臺，助力煤礦開采與電力行業(yè)的共同創(chuàng)新發(fā)展。當(dāng)前隨著多地能耗雙控政策的升級，已經(jīng)有多個省份出臺了力度不 等的限電措施。拉閘限電不僅是能源緊缺問題，也受到國家雙

13、控政 策和環(huán)保等因素的影響。“能耗雙控”的目標(biāo)是要推動能源清潔低 碳安全高效利用，也促使一些高能耗行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)調(diào) 整升級。對于火力發(fā)電而言，這是一個迫切需要轉(zhuǎn)型的時代。 創(chuàng)新和技術(shù)在發(fā)電領(lǐng)域 發(fā)揮 著越來越重 要的 作用 ，結(jié)合 GIS 技 術(shù)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、 5G 和可 視化 等先 進技 術(shù)的綜 合應(yīng) 用給 火力 發(fā)電廠、光伏發(fā)電站、風(fēng)力發(fā)電站帶來更大的價值提升，解決著困 擾發(fā)電行業(yè)的深層頑疾。數(shù)字化技術(shù)的深度應(yīng)用打通了數(shù)據(jù)壁壘， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，讓電力行業(yè)與數(shù)字化實現(xiàn)深度融合。智能發(fā)電已經(jīng) 成為全面提高電力系統(tǒng)運行效率，適應(yīng)我國電力體制改革、推動能 源革命的必然趨勢。以下是圖撲

14、軟件在能源相關(guān)的可視化案例：在我國，煤電無論是裝機量還是發(fā)電量均占絕對優(yōu)勢，但風(fēng)電、光 伏等新能源替代煤電的空間非常巨大。未來新能源和火電仍將相互 依存，電力公司或迎來盈利和估值雙修復(fù)。新能源或迎來倍速發(fā)展 期，但也需要儲能降本配合。智慧減碳隨著能源管控的諸多問題顯現(xiàn)，“虛擬電廠”也就起到了重要的作 用。什么是虛擬電廠呢？虛擬電廠，顧名思義就是一個虛擬化的電廠， 不是電廠但是起到一個電廠的作用，依托互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代信息通信技 術(shù)，把分布式電源、儲能、負荷等分散在電網(wǎng)的各類資源相聚合， 實現(xiàn)冷、熱、電整體能源供應(yīng)效益最大化，并進行協(xié)同優(yōu)化運行控 制和市場交易，對電網(wǎng)提供輔助服務(wù)，起到靈活的削峰填谷等作 用。未來，虛擬電廠將解決電力大規(guī)模儲存問題，實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型提供更 多的解決方案，對于完善我國的電力市場體制實現(xiàn)電源多樣化，