搭建智慧火电厂3D可视化管理平台

1、火力发电厂满足了全世界将近五成的电力需求，在我国超过半数以 上的电力来源于火力发电。随着双碳政策的推行，在国家清洁能源 消纳和环保的需求下，对火电厂在深度调峰、超低排放、灵活运行 等方面提出了更高要求。与此同时，生产安全、安防监控也是工业 领域的重中之重。传统的管理模式迫切需要转型，向智能化、数字 化、安全化、绿色化的智慧电厂方向发展。通过HT可视化技术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。HT支持多种方式的模型渲染，采用轻量化三维建模技术，数字孪 生火电厂1 : 1高仿真模拟，以三维场景为基础，

2、2D数据面板为 辅，数字化展现火电厂各区域的建设、运行情况、安全配备、周边 动态环境等情况。同样支持导入IFC格式的BIM模型文件生成 场景，支持渲染3D Tiles 格式的倾斜摄影模型文件。通过HT 实现可交互式的 Web三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景 内各设备可以响应交互事件。HT三维可视化技术采用 B/S 架构，用户可通过 PC、 PAD或 是智能手机，只要打开浏览器可随时随地访问三维可视化系统，实 现远程监查和管控。通过B/S架构与模型轻量相结合，HT三维 可视化技术首先在一定程度上减轻了用户对于采购高性能硬件费用 的压力，其次打破了以往用户在监控室内进行管理的管理场景的局 限

3、性。智慧生产案例以某沿海燃煤发电厂为原型，配置了 4X 660MW 超临界燃煤 发电机组。通过结合数据传输技术，将厂区运行信息、以及现场重 点设备运行情况等信息在场景中实时展现，让厂区运维人员通过 HT可视化大屏实时监控厂区生产信息，全面高效管理。大屏左侧厂区信息面板展示了本项目主要信息，包括：厂区信息、 经营信息。其中经营信息可以查看实时的成本、收入、利润动态趋 势图。右侧展现安全生产天数，记录了厂区安全投产累计时间。设备运行 效率与生产信息共同监控着锅炉与汽轮发电机组实时的运行效率与 运行参数。aiiHiliJffil聊昂1WE： .4J：tIsmWfjrrnseoerii 1938062

4、5 1耐a'J -ji-p - -1 e u“，ifi滝i丽5进护J* g眄icj 片 F_ *m*71.8T*,rXlM H8*1S3J&2X气!直左电十區屮292. CK%" *-> ei cmrK iQA-H JA 丹紅貳"I1科05foiir«)5?5 5lW=HMrHTn3-IUS i3込«4WMmIWFf1垃厂用缽W1 1nf 皇JDfaJMiiKKi也XF127盘第2135&2n<jfrfc訣牺154«l(3i仍11rwnwj _JU1& w-j oaaxb firEifib通过点击底部

5、智慧生产功能，运用动画效果模拟火电厂的生产流程 场景，直观展示了以煤的运输、存储、输送、燃烧、发电的一系列 生产过程，配以文字说明与其主要特性，具有科技感的逼真视觉效 果让用户清晰了解智慧火电厂的运作。HT可视化增加了无人机漫游视角以及第一人称视角的动画效果呈 现，向用户展示更加透明直观的智慧火电厂全场景。“智慧生产”是智能电网在生产领域的具体体现。通过图扑软件可 视化平台将火电厂、设备机器、人员等信息集成展现，打造全面感 知、全面覆盖、全面可视、全面可控的智慧工厂管理系统。为建设“安全、可靠、绿色、高效”电网，全面提质增效打下坚实基础。智慧安防人员定位本案例基于UWB定位基站或其他定位硬件基

6、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、联系方式、行动轨迹等数据。工作人员随身携带的定位卡装置，可人为操作发出SOS报警信 息。现场人员如遇到危险情况，信息会第一时间反馈在安防界面的 报警记录中，集控中心工作人员收到呼救信息即可第一时间相应。人员快捷导航功能支持查询和定位所有在线人员，也可浏览离线人 员名单，帮助管理者快速查找。人员定位功能一方面有助于现场人员的调动指挥，加强全局管理； 另一方面有助于监控员工的行为轨迹和安全信息，加强安全管理。补足了厂区现有系统的薄弱环节和存

7、在的威胁，提高企业运行决策 的及时性和准确性，提升企业的智能化水平和运行效率，为企业安 全稳定运行提供有力保障。电子围栏电子围栏是目前较为先进的周界防护报警系统，电子围栏主机采用 了先进的“阻挡为主，报警为辅”的周界安防理念，集“威慑、阻 挡、报警、安全”于一身。围栏通常分为永久性围栏和临时性围 栏，永久性围栏在火电厂项目中一般出现在汽轮机、变压器、升压 站等区域；临时性围栏往往出现在厂区内临时施工或者“两票”维 修区。Mm 3OB me*JVijue*企业可根据生产情况自由设置报警类型，例如串岗、滞留、超员、 缺员、闯入、静置超时等报警类型。基于HT for Web 轻量化场 景建模以及人员

8、定位功能的支持，未经两票授权的人员一旦涉足围 栏区域，报警信息将会展示在围栏违规记录中并可供查询，从而保 障了工作人员的安全。智能监控厂区三维场景中，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，支持管理者及时点击查看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。lui& eo y 亠、M4S 7Q : J " -一 * H1WA相比于传统

9、的二维监控系统，三维场景的界面展现更加直观、简 单，便于监控人员识别异常信息，提高监控效率。用户通过三维场 景，对厂区的摄像头位置分布一目了然。亦可通过新兴视频融合技 术，将视频无缝嵌入到场景中，真实还原场景实景。工艺流程 火力发电厂简称火电厂，是利用可燃物（例如煤）作为燃料生产电 能的工厂。它的基本生产过程是：燃料在燃烧时使水生成蒸汽，将 燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成 机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。采用三维组态的简化方式实现电厂关键工艺流程上的设备连接，一 方面可监控重要设备的运行信息；另一方面，用一条直观的直线流 程展示出燃煤发电厂的主

10、要发电工艺：输煤栈桥一筛煤机一碎煤机 T输煤皮带一给煤机一磨煤机T锅炉一汽轮机一发电机一主变一升 压站f电网 燃煤发电厂生产工艺主要设备包含：锅炉、汽轮机、发电机通过完成化学能f热能f机械能f电能这一系列转化,从而为电网 提供着源源不断的电力。锅炉是一个换热器，主要由炉膛、水冷壁、过热器、省煤器、空气 预热器组成。将原煤加工成适于现代动力锅炉燃用的形式（如把煤磨成很细的煤 粉），再借助热风送入锅炉内充分燃烧，使储存于燃料中的化学能 转变为热能；锅炉内的水吸热后在一定压力下变为饱和蒸汽，饱和 蒸汽在过热器内继续加热成过热蒸汽。汽轮机是把热能转换成机械能的设备，发电机是把机械能转换为电 能的设备。

11、来自锅炉的过热蒸汽陆续进入汽轮机的高压涡轮、中压涡轮、低压 涡轮，在汽轮机内膨胀做功，驱动汽轮发电机组旋转，将蒸汽内能 转换成汽轮发电机组转子系统旋转的机械能；发电机转子旋转时， 在发电机转子内由励磁电流形成的磁场也随之旋转，使定子线圈所 交链的磁通发生周期性的变化，在定子线圈中产生感应电势，发出 电能。发电机发出的电能大部分由主变压器升高电压，经过高压配电装置 和高压输电线路向外供电，其发出电能的一小部分作为本厂自用称 作厂用电。输煤系统作为火电厂外围尤为重要的系统，一直为电厂锅炉提供燃 料，是电厂能否运行的重要保证。在传统模式中，输煤系统有自己 独立的控制室，有且仅有在这个控制室中才能实现

12、对整个系统的实 时监控，其局限性可想而知。整条输煤传送线路不仅占地面积大、 输送距离远，还有设备高低落差的限制，传统的二维组态画面已经 不能将其清晰直观的展现出来。通过HT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。在下期的内容，我们也会给大家介绍通过HT打造的智慧矿山管 控平台，助力煤矿开采与电力行业的共同创新发展。当前随着多地能耗双控政策的升级，已经有多个省份出台了力度不 等的限电措施。拉闸限电不仅是能源紧缺问题，也受到国家双

13、控政 策和环保等因素的影响。“能耗双控”的目标是要推动能源清洁低 碳安全高效利用，也促使一些高能耗行业的产业结构、能源结构调 整升级。对于火力发电而言，这是一个迫切需要转型的时代。 创新和技术在发电领域 发挥 着越来越重 要的 作用 ，结合 GIS 技 术、大数据、物联网、 5G 和可 视化 等先 进技 术的综 合应 用给 火力 发电厂、光伏发电站、风力发电站带来更大的价值提升，解决着困 扰发电行业的深层顽疾。数字化技术的深度应用打通了数据壁垒， 实现数据共享，让电力行业与数字化实现深度融合。智能发电已经 成为全面提高电力系统运行效率，适应我国电力体制改革、推动能 源革命的必然趋势。以下是图扑

14、软件在能源相关的可视化案例：在我国，煤电无论是装机量还是发电量均占绝对优势，但风电、光 伏等新能源替代煤电的空间非常巨大。未来新能源和火电仍将相互 依存，电力公司或迎来盈利和估值双修复。新能源或迎来倍速发展 期，但也需要储能降本配合。智慧减碳随着能源管控的诸多问题显现，“虚拟电厂”也就起到了重要的作 用。什么是虚拟电厂呢？虚拟电厂，顾名思义就是一个虚拟化的电厂， 不是电厂但是起到一个电厂的作用，依托互联网和现代信息通信技 术，把分布式电源、储能、负荷等分散在电网的各类资源相聚合， 实现冷、热、电整体能源供应效益最大化，并进行协同优化运行控 制和市场交易，对电网提供辅助服务，起到灵活的削峰填谷等作 用。未来，虚拟电厂将解决电力大规模储存问题，实现能源转型提供更 多的解决方案，对于完善我国的电力市场体制实现电源多样化，