自“雙碳”目標提出以來，我國能源產業(yè)不斷朝著清潔低碳化、綠色化的方向發(fā)展。其中，風能、太陽能等可再生能源在促進全球能源可持續(xù)發(fā)展、共建清潔美麗世界中被寄予厚望。風能、太陽能具有波動性、間歇性、隨機性等特點，主要通過轉化為電能再加以利用。

 

在大規(guī)模新能源接入電網的背景下，儲能作為電力系統中高比例新能源穩(wěn)定運行的保障，具有重大意義。然而，風光儲聯合發(fā)電運行調控，往往是技術性難題，若能實現新能源總出力平滑可控，達到常規(guī)電源水平，將會促進國產裝備水平大幅提升。風光儲一體化電站在能源清潔低碳轉型中起到關鍵的引領作用，為我國新能源創(chuàng)新成果的應用驗證提供了良好的平臺。

 

圖撲軟件以儲能新技術為突破口，建設新一代電網友好型新能源示范電站可視化系統，其應用自研 HT for Web 產品的二三維協同設計工具、2D 組態(tài)/3D 組態(tài)、低代碼開發(fā)等各類可視化工具，構建的風光儲監(jiān)控系統是新一代電網友好綠色電站的“中樞大腦”。通過風光儲協調優(yōu)化控制，實現指令跟蹤、頂峰供電、系統調峰等多種網源交互模式，讓新能源最大化消納利用。

 

資產概覽可視化

進入系統后，映入眼簾的是三維地圖范圍內所有的風光儲存站資產。這些資產根據實際地理位置擺放，并將集控中心、各場站互相關聯，讓集團的全部資產更直觀地展現。點擊某個場站，即可下鉆至下一層級。

 

 

在數據看板方面，統計了各類場站的裝機數量、裝機容量，以及輸電線路的主要信息。

 

 

 

場站概覽
 

點擊“三維場景”或“二維組態(tài)”功能，將以“源-網-荷-儲”的角度，生動形象的展示一段科技感先行動畫。即圍繞“中樞大腦”——集控中心，介紹整個項目的組成：風力發(fā)電、光伏發(fā)電和儲能電站。動畫關鍵節(jié)點處還展示了風電場、光伏電站、變電站、儲能電站、城市用電等主要運行數據，這些數據可通過前端調用接口的方式實現 7*24h 實時更新。

 

 

 

可視化頁面內支持隨意切換風電場、光伏站、儲能站等模塊界面。

 

圖撲 HT 通過對接項目現場不同業(yè)務系統的接口，將重點關注的數據匯集至駕駛艙大屏界面。

 

工程概況：統計了整個風光儲項目的總裝機容量，以及風、光、儲各部分裝機容量，清晰表達出占比；

 

區(qū)域當日負荷：展示了當日或 24h 內全場的總負荷、風電負荷、光伏負荷曲線圖，直觀表現出負荷隨時間的波動情況，有助于統計分析；

 

區(qū)域發(fā)電指標：將當日、當月、當年發(fā)電量以單點數據的形式展示給用戶；不僅如此，頁面還集成了充放電總覽數據、月度充放電量柱狀圖、節(jié)能減排等數據。

 

 

 

 

儲能站管理
 

儲能電站的建設與投運可以提高電網的穩(wěn)定性，減少或避免因為發(fā)電設備而造成的頻率波動。儲能，較為常見的則是磷酸鐵鋰電池、超級電容、液流電池、鉛酸電池等，可以梯次利用儲能系統將電動汽車退役電池在工程化系統級聯平臺上再次深度應用。

 

通過圖撲 HT for Web 二三維可視化將儲能電站二維層面的監(jiān)控數據與三維層面的渲染場景無縫結合。儲能電站場景范圍內包含調度中心、儲能系統、變電站（電力接線圖）。
 

 

點擊場景中的調度中心，彈出重要事件信息彈窗，支持查看實時事件，讓運維人員及時同步信息。

 

 

數據展示

 

在數據層面，看板分為右側和底部兩部分結構。右側看板為對應模塊的相關出力指標，如處在“平滑出力”監(jiān)測模塊時，將展示風電出力、光伏出力、聯合出力、儲能出力、風電與光伏波動率等數據；底部左側數據看板主要展示儲能電站基本概況，如：儲能總功率、最大可充可放功率、當日可充可放容量、日充放電量等，清晰地告知用戶當前儲能站的充放能力；底部右側則為當前模塊的實時功率與輸出波動率曲線圖，為實時對接展示測點數據，橫坐標細分至每 5 秒鐘取值。該 HT 2D 面板組件特點可提供詳細的波動曲線，滿足電力行業(yè)的要求。

 

 

 

圖撲 HT 平滑出力、跟蹤計劃、儲能調頻、削峰填谷四個數據監(jiān)測模塊共同承載起儲能站的數據分析能力，分別對應著風光輸出波動率分析、風光儲出力偏差分析、儲能輸出波動率分析、儲能實時功率分析。以提升數據的可感知、可共享、可處理、可預測和可協同作為監(jiān)控目的，為集控中心提供堅實的決策依據。

 

 

主接線圖

 

電力系統的電氣接線圖，主要顯示該系統中發(fā)電機、變壓器、母線、斷路器、電力線路等主要電機、電器、線路之間的電氣接線。由電氣接線圖可獲得對該系統的更細致的了解。

 

基于圖撲 HT 產品 Web 2D 組態(tài)功能，再結合采集到的實時數據，實現更新穎的主接線圖可視化，頁面采用固定面板方式呈現變電站電力系統內電氣設備的實時運轉參數和狀態(tài)模式。

 

 

儲能單元信息

 

點擊儲能集裝箱模型，場景以三維動畫方式呈現電池組總體剩余電量，視覺效果更佳生動形象。面板中展示了主要數據實時二維看板，如可用充放電量、有功功率、無功功率、充放電可調深度等實時數據。

 

 

線路展示

 

以三維組態(tài)的形式展示儲能站內實際的充電、放電線路走向，直觀展現儲能站工藝流程。

 

 

溫度云圖

 

儲能熱管理對儲能的安全、效率、壽命等起著至關重要的作用。

 

針對儲能電池熱管理單元，圖撲 HT 以 3D 溫度云圖方式，精確覆蓋重點區(qū)域。前端通過調取三維空間中每個溫度傳感器的數據，定義溫度區(qū)間所對應的圖例顏色區(qū)間，在場景中實時渲染出云圖效果。監(jiān)控界面提供實時觀察電池倉溫度分布功能，不僅有利于獲取最新的儲能單元運行情況，也有助于運維人員的消防管理與隱患管理。
 

 

儲能集裝箱管理

 

每個儲能站中的集裝箱都是一個儲能系統，儲能系統設備一般包括：電池簇、EMS（能量管理系統）柜、PCS（儲能變流器）、消防系統、空調系統等。從外景雙擊集裝箱模型進入儲能 EMS 系統。

 

儲能系統層級頁面，主要展示了箱內電池供應商、安裝日期、接入母線段、標稱出力、額定出力、儲能容量、電池規(guī)格、變壓器規(guī)格等設備的基本信息，以及有功/無功功率、可用充放電容量、充放電可調深度的實時運行數據。使用形象的電池容量圖形設計，展示出總的剩余電量（SOC）和電池健康度（SOH）。

 

 

面板底部相應展示出本臺儲能集裝箱的總有功功率曲線，可詳細繪制出數據波動情況。

 

 

 

 

空調、消防模塊是保障儲能系統正常運行的核心。

 

空調系統

 

在三維場景中，通過孿生動畫的形象演示了空調系統運作原理，包含了風冷和液冷兩種方式。

 

風冷

液冷

消防系統

 

消防系統可視化展示了火災探測器報警時，含有全氟已酮的消防管路進行氣體滅火的動畫原理，平臺內支持點擊交互查看火災探測器的相應數據。不但能協助運維人員進行模擬演習，還能在發(fā)生火災事故時實時獲取現場狀況，及時展開應急預案。

 

 

儲能數據

 

PCS（儲能變流器）、儲能單元監(jiān)控數據則是業(yè)務層面的重點，以常用的 Http 或 Ws 協議從接口獲取設備的工作狀態(tài)、電流、電壓、功率等測點，通過圖撲 HT 前端的對接調用，實現單個設備實時數據的展現。

 

 

儲能單元監(jiān)控

 

通過圖撲 HT 可視化平臺對儲能系統有功和無功的快速控制，模擬常規(guī)同步發(fā)電機組的慣量響應和一次調頻，顯著提升以新能源為主體的新型電力系統的穩(wěn)定性，為強源、護網提供了強有力保障。

 

儲能單元可視化監(jiān)控模塊，主要展示了電池倉內每個電池組的溫度、濕度，以及電壓、電流、功率、SOC（充電狀態(tài)）、SOH（運行狀態(tài)）等重要監(jiān)測指標，將電池組剩余電量用“液位填充”的形式呈現，讓各電池組的信息展現的更清晰易懂。

 

 

儲能單元監(jiān)控頁面用于全局監(jiān)視單個儲能集裝箱內所有儲能單元的運行情況，如：剩余電量、運行狀態(tài)、充放可調等，圖撲 HT 支持對每個儲能單元做啟動、停止、熱備等遠程操作。

 

 

PCS 變流器

 

本模塊主要展示了儲能集裝箱內變流器的詳細運行數據，如所有支路的實時功率、充放電量，以及各種設備運行狀態(tài)的遙信數據。運用圖撲 HT 歷史曲線圖、柱狀圖等豐富的展現形式，將關鍵功率、電壓、電流、溫度等指標進行比較，對比各指標的變化情況。

 

 

科普小知識

 

儲能 PCS 變流器的主要功能是實現電能的雙向轉換。當儲能設備需要充電時，變流器將電力從電源（如電網）轉換為所需的電能，存儲到儲能設備中；當儲能設備需要放電時，變流器將儲存的電能轉換為電力，供給給電網或負載使用。

 

風電場管理
 

本期案例以風光儲一體化電站為中心，其中陸上風電場分散于三維場景四周，風機以不同編號區(qū)分。點擊風機主體查看實時風速、有功功率、無功功率、日發(fā)電量、運行狀態(tài)等關鍵運行數據。

 

 

在數據看板層面，主要監(jiān)視風機運行狀態(tài)統計、實時風速與功率運行趨勢曲線。

 

 

風機管理面板

 

進入風機管理頁面，會詳細顯示風機矩陣的主要運行參數、實時狀態(tài)數據、涉網信息、狀態(tài)變更歷史信息、實時運行趨勢曲線以及發(fā)電機溫度趨勢曲線數據。同時頁面可遠程控制風機啟停、復位、限功率等操作。支持設置操作員身份校驗功能（如密碼驗證、人臉識別等），提升設備管理的安全性。

 

光伏站管理
 

光伏一般會應用國內較為典型的單晶硅、多晶硅、背接觸式、非晶薄膜、高倍聚光等，在多角度全方位開展技術經濟比較中效應顯著。

 

光伏站的光伏方陣排布在儲能站周邊。場景切換至光伏管理頁面時，視角將自主移入光伏整體布局，每個方陣可點擊查看該區(qū)域內逆變器運行數據。
 

 

場景將 2D 面板與數據綁定，同步顯示光伏工程內重點氣象信息，如輻照度、累計輻射、日照時長、溫濕度等重點實時數據，以及光照、風速的實時波動趨勢曲線，有助于用戶實時監(jiān)視現場環(huán)境變化，挖掘信息背后的有用價值。

 

 

 

逆變器管理

 

進入到逆變器管理界面，可查看場站基本信息、涉網信息、逆變器運行狀態(tài)、發(fā)電機溫度趨勢曲線等，逆變器設備可控制啟停。

 

 

管理者通過 PC、PAD 或是智能手機，即可打開瀏覽器隨時訪問監(jiān)控場景，顛覆了以往用戶在控制室內控制場景的局限性，真正實現指揮中心雙向化、可視化、網絡化的管控形式。

 

聚焦建設具有中國特色國際領先的能源互聯網企業(yè)戰(zhàn)略目標，風光儲示范工程將牢記“一保兩服務”職責使命。把握十四五碳達峰關鍵期、窗口期要求，立足“四大平臺，一個標桿”發(fā)展規(guī)劃，線上線下加快推進國家可再生能源示范區(qū)、能源大數據中心和技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟建設，深入打造面向源網荷儲全環(huán)節(jié)、賦能電網生產、公司經營、客戶服務的價值創(chuàng)造平臺。

 

圖撲軟件作為堅持自主創(chuàng)新的國家級高新技術企業(yè)，提供 BIM、GIS、VR、AR、XR、MR 、2D 組態(tài)/3D 組態(tài)等 Web 可視化應用解決方案。

 

其自研核心引擎 HT for Web 支持提供圖形化組態(tài) SCADA 能力，以及構建 PaaS 、SaaS 層面低代碼、零代碼物聯網 IoT 平臺。早已應用于智慧城市、園區(qū)、樓宇、工廠、智能制造、水務、能源、光伏、風電、電力、新基建、運維、政務、交通、醫(yī)療、金融、科研等各個領域。

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