电厂人员定位也分需求等级,比如是区域考勤,还是精准轨迹巡更,就采用不同技术实现,正常来说,定位技术按精度区分,精度越高越高,对应的成本造价一般越高!
第一代:存在性、识别性技术,也可以称为早期零维定位。
主要采用无源RFID技术,如UHF超高频,好处是标签(终端)不需供电,成本低廉,可不需考虑回收流程,弊端是,识别距离最远也就10米左右,通常1~2米,且靠近金属及液体,识别距离要再打骨折。
此类技术常用于:仓库盘点、在岗在位检测、产品溯源等等场景。
第二代:粗略性范围识别,可携带传感信息。
主要采用有源技术,包括WIFI、BLE、Zigbee、Sub1G、Lora等等,已经实现初步的位置识别,通过RSSI,三点定位算法等,可达到米级定位精度,且标签(终端)有电池供电,可加入各种互动功能,如按键,屏幕显示,温湿度检测等等。
此技术常用于:景点讲解、室内循迹、智能传感监测、寻物指引、寻人指引、自动考勤等等场景。
第三代:精准性定位及测距,主要代表即UWB
主要利用超宽带的技术特点,以超短脉冲信号优化信号干扰,功耗强,冲突大等问题,WEWILLS利用飞行时间算法,精度可达10cm。弊端是目前成本还未足够低,主要还是用在工业领域,如能源建设(电力、水利、火力等)、工业智能制造、公检司法的人员管控、隧道施工(地铁、高速隧道、矿场)等。UWB目前各厂家采用的技术方案都一致,最大的区别将在于流程服务及落地经验。
此技术常用于:危险场景管控、精准考勤、危险作业位置监测、流程效率分析、快速精准寻物寻人、贵重资产管理等等需要高精度场景。
利用传感器、物联网、大数据、人工智能等技术,结合数字孪生技术,实现对电网的全面监测和管理。收集实时数据帮助分析电网中的各种变量:电压、电流、温度、功率等,将及时发现潜在问题并采取措施。
主要应用包括:
当数字孪生电网检测到电网某个部件的电流过大时,它可以发出警报并建议进行检修或更换。模拟电网的运行状态,及时发现故障并进行诊断。
收集大量的电网数据,从而预测未来的负荷需求,当数字孪生电网发现某个电站的发电效率较低时,可以自主调整发电机的参数以优化发电效率。数字孪生电网可以模拟电网的运行状态,并通过人工智能技术对其进行优化和控制。
如上图所示,多维度、实时的、动态呈现虚拟电厂接入的各类负荷资源(如小水电、太阳能发电机组、路灯照明系统、商业楼宇空调、工业企业用能设备、5G 基站、岸电资源等)运行实时状态与技术参数变化趋势;展示虚拟电厂运营调度过程以及评估指标信息展示虚拟电厂各类负荷资源技术参数变化趋势,以可视化技术全面支撑虚拟电厂经营决策。
建立一个数字孪生模型——虚拟电厂,模拟真实电网的运行状态和行为。在电网中部署传感器和监测设备,如智能计量表、电流传感器、温度传感器等。将收集到的数据需要进行分析和处理,实现智能控制和优化。再利用数字孪生模型和实时数据,建立智能控制系统,实现电网的负载预测和优化的智能控制。
虚拟电厂接入的负荷资源中包括充电站充电系统,此页面通过数据采集,实时的、动态的展示充电系统状态监测,包括设备当日充电放电量,设备功率以及各设备在线状态信息。其中调控电量信息图可展示计划目标调控电量以及实际调控电量。通过实时计算电量偏差率,业务人员可直观查看虚拟电厂调控电量业务内容,做到实时性,直观性,便捷性。
负控执行业务部分内容主要记录各年份负荷调控执行记录,通过高效,流畅,简洁,美观的设计页面来展示。全面掌握负荷控制执行情况,包括负荷实时监测、负荷压降结果分析等。负荷实时监测是指在负荷控制执行过程中,总部对各网省的实际负荷曲线、基准负荷曲线、目标负荷曲线、控制命令执行情况进行监测。
数字孪生智慧变电站的出现改变着传统变电站运维模式,实现变电站智能化、绿色化的转变,加快构建“无人值守+集中管控”的变电运维新模式的转型升级,亦推进了智慧电网的发展。
今天将Hightopo轻量化的 3D 可视化场景,建立动态的数字化变电站模型,数字孪生变电站可视化系统。多维度呈现变电站运维场景,实现变电站运行状态实时监测,运维设备、控制系统和信息系统的互联互通。加强变电站设备的全状态感知力与控制力,增强变电站安全生产保障能力,提高运检精益管理水平。
通过 3D 可视化技术,展示电压互感器和电流互感器供电的全部回路走向,结合科技感元素模拟电流流动效果,实现对一次设备(变压器、断路器、隔离开关等直接用于生产和使用电能的设备)运行工况的监视、测量、控制及调节等。
通过三维虚拟仿真的变压器组装动画,介绍变压器设备的工作原理以及装配过程,直观展示变压器主要部件的构成及安装位置,配以文字说明介绍其主要特性,逼真且具有科技感带入。由 HT 自主研发的这套 3D 可视化系统,可作为变压器现场安装及维护工作的仿真培训资料,高效而又灵便的实现新员工的变压器工作原理教学。
数字孪生正在运行的火力发电厂,搭建数字化运营平台,对发电厂进行工厂式精细化的数字化管理,提升企业对整个发电厂业务进行数字化管理能力。
基于 UWB 定位基站或其他定位硬件基础,在三维场景中实现厂内员工实时定位可视化功能。在集控中心部署可视化管理系统,管理人员可以实时监控厂区在岗人员的位置,通过场景交互可以直观地查看员工信息、、行动轨迹等数据。
可视化搭建火力发电厂复杂环境下无死角全覆盖可视化场景,深度开发应用智能发电控制技术,提升发电企业智慧管控、智能运行、智能安全监控、智能分析与远程诊断等综合能力,构建面向未来的智慧燃煤发电创新管理运营模式。
厂区三维场景中,在室内和室外设置了视频监控点位,以明显的图标展示其位置。本案例采用的是支持识别人员行为的监控设备,可对安全帽穿戴、工作服着装、接打电话等违规行为进行捕捉与告警,并记录在摄像头报警记录中。存在报警信息的监控点位会出现明显的告警效果,支持管理者及时实时监控影像以及抓拍记录。集成各类子系统的设备告警信息,在可视化系统中展示所有的告警信息。
在新型电力系统下,电网运行逐渐呈现智能化、数字化的特点。发展“源网荷储一体化”运行急需“云大物移智链边”其中的云计算、大数据、电力物联网、边缘计算等技术手段,让电网系统配备拥有海量数据处理分析、高度智能化决策等能力的云端解决方案。从而实现各类能源资源整合、打通能源多环节间的壁垒,让“源网荷储”各要素真正做到友好协同。
将 Web 智慧“双碳”微电网场景进行数字孪生,有效实现源网荷储一体化管控。整体场景采用了轻量化建模的方式,重点围绕智慧园区电网联通中的源、网、荷、储四方面的设备和建筑进行建模还原,为用户带来“赛博朋克”的视觉体验。采用轻量化重新建模的方式,设计师就有“设计”的发挥空间,展现更多美学创意。支持 360 度观察虚拟园区内源网荷储每个环节的动态数据。
通过完整复现的园区能量系统,实现分布式光伏发电系统、储能系统、太阳能+空气源热泵热水系统的综合管控。通过智慧能源管理系统,实现建筑能效管理、综合节能管理和“源网荷储”协同运行。
总体规模和市场份额均位居全球前列,整体发展态势良好。
《“十四五”现代能源体系规划》提出,创新电网结构形态和运行模式,加快构建现代能源体系。加快配电网改造升级,推动智能配电网建设,提高配电网接纳新能源和多元化负荷的承载力和灵活性。积极发展以消纳新能源为主的智能微电网,实现与大电网兼容互补。
未来随着全球能源环境的变化,环保要求日益严格,电力企业需要更加注重节能减排,以及发展清洁能源,如风能、太阳能等。另一方面,随着智能电网和新能源技术的发展,电力企业需要更加注重科技创新和数字化转型,以提高效率和竞争力。
当今中国的电力企业正逐渐向数字化转型,数字孪生电网是数字化转型中的一个重要趋势之一。通过对虚拟对象或过程进行模拟、分析和优化,以提高现实世界中的效率和质量。电力企业的生产过程中涉及大量的设备,设备数字孪生可以通过虚拟仿真的方式,对设备的运行情况、性能参数、故障检测等进行实时监测和预测。通过设备数字孪生,电力企业可以实现对设备的远程管理和控制,减少人为干预和运行停顿的可能性,并实现对电力需求和供应的实时监控和调节,提高供电可靠性和能源利用效率。
为传统发电厂的控制管理,调度升级等业务功能做可视化转型,提供智慧虚拟电厂负控可视化解决方案。图形引擎强大的渲染功能、高性能的 WebGL 技术,多维度、实时的、动态呈现虚拟电厂接入的各类负荷资源运行实时状态与技术参数变化趋势;展示虚拟电厂运营调度过程以及评估指标信息展示虚拟电厂各类负荷资源技术参数变化趋势,以可视化技术全面支撑虚拟电厂经营决策。
上述得负控管理系统是一个着眼于全面加强电力信息管理的,集负荷控制、远程抄表、电量数据分析和监测以及电力营销管理等多种功能于一体的综合性分析与处理系统。数字孪生技术利用大数据、云计算、人工智能等数字技术对分布式资源物理实体的特征、行为、过程和性能等进行虚拟建模,是实现虚拟电厂、负荷系统运行优化的理想途径。
未来能源企业需要更加注重绿色低碳发展,以满足市场需求和政府要求。智能电网和新能源技术的发展将促进电力企业数字化转型,提高生产效率和服务水平建立多元化的能源供应链,以适应市场需求和应对风险。
再以变电站日常维护来说:需要大量的巡检人员对设备进行检查,不仅效率低下也十分危险,且高温、暴雨、大雾等严酷天气频发,为人工巡检带来许多阻碍。
配合户外巡视机器人的智能巡检系统代替人工巡视,实现变电站的自主监测、监控预警和数据远程集控管理,使得巡检更安全、更精益且更及时。通过智能的巡检系统,根据报警设备发出报警信息,第一时间到达目标位置,能够实时查看巡检视频及报警信息,工作人员可及时知晓并作出相应的处理。智能巡检的运用,不仅提高了工作效率,减轻运维人员劳动强度,降低运维成本,同时,有效提高了无人值守变电站的安全监控管理。
数字孪生和数字化技术在电力企业中的应用,可以实现对设备、电网和运营管理等方面的优化和提升,提高生产效率和质量,降低成本和风险,进而实现电力企业的可持续发展。通过Hightopo三维虚拟仿真的变压器组装动画,介绍变压器设备的工作原理以及装配过程,直观展示变压器主要部件的构成及安装位置,配以文字说明介绍其主要特性,逼真且具有科技感带入。由 HT 自主研发的这套 3D 可视化系统,可作为变压器现场安装及维护工作的仿真培训资料,高效而又灵便的实现新员工的变压器工作原理教学。
三维可视化系统将多种复杂的管理系统信息聚集在虚拟仿真环境下,搭建电力环境全场景的呈现,通过智能数据分析,人工智能巡检、实时监控告警等功能的结合,使运维人员更高效的集中监控管理,有效减少电力系统负面安全影响和经济损失,而且能够为变电站进一步的智能化做好积极准备,实现站内设备连续性数据统计,揭示数据规律变化,深度挖掘数据,并科学精准地安排运维工作。
通过3D可视化,将变电站的整体结构、设备分布情况进行立体化呈现,同时提供鸟瞰、漫游、自动巡检等多种演示方式,满足多样化展示需求,可以将真实环境形象逼真的展现在眼前。
实现对变电站管理规模的扩大化、管理工具的多样化、管理信息和管理数据的海量化展示,助力变电站多维数据的深度挖掘及智能分析。
将生产实际业务无缝融合到平台中,使得对日常的管理工作做到标准化、精细化、自动化,实现企业智能化、专业化管理。
同事,在新型电力系统下,电网运行逐渐呈现智能化、数字化的特点。发展“源网荷储一体化”运行急需“云大物移智链边”其中的云计算、大数据、电力物联网、边缘计算等技术手段,让电网系统配备拥有海量数据处理分析、高度智能化决策等能力的云端解决方案。从而实现各类能源资源整合、打通能源多环节间的壁垒,让“源网荷储”各要素真正做到友好协同。
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