储能管理数字孪生三维可视化

  圆欣智能（VISIONTOPO）专注于业务数据驱动Web 3D可视化的数字孪生通用技术，研发数字孪生应用开发平台和开发工具，大范围的应用于3D可视化、工业组态与数字孪生领域，为工业物联网、楼宇、场馆、园区、数据中心、工厂、电站、医院、农业、学校、仓储等行业的用户带来最佳的数字孪生解决方案。

  能源数字孪生，是指通过建立基于数学模型的虚拟仿真系统，对能源系统来进行精准建模和模拟，实现对能源系统运行、管理和优化的全面监控和控制。通过将现实世界中的能源系统与数字世界中的仿真系统相连接，能源数字孪生可以实时获取数据，分析数据，提供决策支持，并进行事后分析和评估，从而使能源行业实现智能化转型。

  能源数字孪生在能源行业中的应用前景广阔。首先，能源数字孪生能够在一定程度上帮助能源系统来进行精细化管理。通过对能源系统来进行数字建模，可以实时监测能源的生产、传输和使用情况，精确掌握能源系统的运作时的状态和能耗情况，从而及时有效地发现和解决实际问题，提高能源的利用效率和运行稳定性。

  资产结合实际地理位置摆放，并将集控中心、各场站互相关联，让集团的全部资产更直观地展现。点击某个场站，即可下钻至下一场景，在2D面板中显示了各类场站的装机数量、装机容量，以及输电线路的主要信息。

  点击“三维场景”或“二维组态”功能，围绕“中枢大脑”——集控中心，介绍整个项目的组成：风力发电、光伏发电和储能电站。动画关键节点处还展示了风电场、光伏电站、变电站、储能电站、城市用电等主要运行数据，这一些数据可通过前端调用接口的方式实现 24h 实时更新。

  工程概况：界面展示了整个风光储项目的总装机容量，以及风、光、储各部分装机容量，清晰表达出占比。

  区域当日负荷：展示了当日或 24h 内全场的总负荷、风电负荷、光伏负荷曲线图，直观表现出负荷随时间的波动情况，有助于统计分析；

  区域发电指标：将当日、当月、当年发电量以单点数据的形式展示给用户，页面还集成了充放电总览数据、月度充放电量柱状图、节能减排等数据。

  储能电站的建设与投运能大大的提升电网的稳定性，减少或避免因为发电设备而造成的频率波动。储能，较为常见的则是磷酸铁锂电池、超级电容、液流电池、铅酸电池等。

  通过圆欣智能VISIONTOPO三维可视化将储能电站二维层面的监控数据与三维层面的渲染场景无缝结合。储能电站场景范围内包含调度中心、储能系统、变电站（电力接线图）。

  点击场景中的调度中心，弹出重要事件信息弹窗，支持查看实时事件，让运维人员及时同步信息。

  在整个页面看板分为右侧和底部两部分结构。右侧看板为对应模块的相关出力指标，如处在“平滑出力”监测模块时，将展示风电出力、光伏出力、联合出力、储能出力、风电与光伏波动率等数据；底部左侧数据看板主要展示储能电站基本概况，如：储能总功率、最大可充可放功率、当日可充可放容量、日充放电量等，清晰地告知用户当前储能站的充放能力；底部右侧则为当前模块的实时功率与输出波动率曲线图，为实时对接展示测点数据，横坐标细分至每 5 秒钟取值。

  基于圆欣智能Web 2D 组态功能，结合采集到的实时数据，实现更高效的主接线图可视化，页面采用固定面板方式呈现变电站电力系统内电气设备的实时运转参数和状态模式。电力系统的电气接线图，主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机、电器、线路之间的电气接线。

  点击储能集装箱模型，场景以三维动画方式呈现电池组总体剩余电量。面板中展示了主要数据实时二维看板，如可用充放电量、有功功率、无功功率、充放电可调深度等实时数据。

  针对储能电池热管理单元，圆欣智能以 3D 温度云图方式，精确覆盖重点区域。前端通过调取三维空间中每个温度传感器的数据，定义温度区间所对应的图例颜间，在场景中实时渲染出云图效果。监控界面提供实时观察电池仓温度分布功能，不仅有利于获取最新的储能单元运作情况，也有助于运维人员的消防管理与隐患管理。储能热管理对储能的安全、效率、寿命等起着至关重要的作用。

  在三维场景中，通过孪生动画的形象演示了空调系统运作原理，包含了风冷和液冷两种方式。

  场景中消防联动控制系统可视化展示了火灾探测器报警时，含有全氟已酮的消防管路进行气体灭火的动画原理，平台内支持点击交互查看火灾探测器的相应数据。不但能协助运维人员进行模拟演习，还能在发生火灾事故时实时获取现场状况，及时展开应急预案。

  PCS（储能变流器）、储能单元监控数据则是业务层面的重点，以常用的 Http 或 Ws 协议从接口获取设备的工作状态、电流、电压、功率等测点，通过圆欣智能VISIONTOPO前端的对接调用，实现单个设备实时数据的展现。本模块主要展示了储能集装箱内变流器的详细运行数据，如所有支路的实时功率、充放电量，以及各种设备正常运行状态的遥信数据。

  案例以风光储一体化电站为中心，其中陆上风电场分散于三维场景四周，风机以不同编号区分。点击风机主体查看实时风速、有功功率、无功功率、日发电量、运作时的状态等关键运行数据。

  点击进入风机管理页面，详细显示风机矩阵的主要运行参数、实时状态数据、涉网信息、状态变更历史信息、实时运行趋势曲线以及发电机温度趋势曲线数据。同时页面可远程控制风机启停、复位、限功率等操作。支持设置操作员身份校验功能（如密码验证、人脸识别等），提升设备管理的安全性。

  光伏站的光伏方阵排布在储能站周边。场景切换至光伏管理页面时，视角将自主移入光伏整体布局，每个方阵可点击查看该区域内逆变器运行数据。

  场景将 2D 面板与数据绑定，同步显示光伏工程内重点气象信息，如辐照度、累计辐射、日照时长、温湿度等重点实时数据，以及光照、风速的实时波动趋势曲线，有助于用户实时监视现场环境变化，挖掘信息背后的有用价值。

  进入到逆变器管理界面，可查看场站基本信息、涉网信息、逆变器运作时的状态、发电机温度趋势曲线等，逆变器设备可控制启停。

  管理者通过 PC、PAD 或是智能手机，即可打开浏览器随时访问监控场景，颠覆了以往用户在控制室内控制场景的局限性，真正的完成指挥中心双向化、可视化、网络化的管控形式。

  随着全球能源需求的持续不断的增加和对气候平均状态随时间的变化的关注，多能源互补已成为能源领域的热门话题，它结合了风能、太阳能、水能和火能的优势，形成一种相互补充的能源系统，为可持续发展提供新的解决方案。

  在新时代中国特色社会主义思想指导下，聚焦建设具有中国特色国际领先的能源互联网公司战略目标，风光储示范工程将牢记“一保两服务”职责使命。把握十四五碳达峰关键期、窗口期要求，立足“四大平台，一个标杆”发展规划，线上线下快速推进国家可再次生产的能源示范区、能源大数据中心和技术创新战略联盟建设。