火力發(fā)電廠滿足了全世界將近五成的電力需求，在我國(guó)超過半數(shù)以上的電力來(lái)源于火力發(fā)電。隨著雙碳政策的推行，在國(guó)家清潔能源消納和環(huán)保的需求下，對(duì)火電廠在深度調(diào)峰、超低排放、靈活運(yùn)行等方面提出了更高要求。與此同時(shí)，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(yùn)行的火力發(fā)電廠，搭建數(shù)字化運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，對(duì)發(fā)電廠進(jìn)行工廠式精細(xì)化的數(shù)字化管理，提升企業(yè)對(duì)整個(gè)發(fā)電廠業(yè)務(wù)進(jìn)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(chǎng)景為基礎(chǔ)，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(yùn)行情況、安全配備、周邊動(dòng)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(chǎng)景，支持渲染 3D Tiles 格式的傾斜攝影模型文件。通過 HT 實(shí)現(xiàn)可交互式的 Web 三維場(chǎng)景，可進(jìn)行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)，場(chǎng)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(jī)，只要打開瀏覽器可隨時(shí)隨地訪問三維可視化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(duì)于采購(gòu)高性能硬件費(fèi)用的壓力，其次打破了以往用戶在監(jiān)控室內(nèi)進(jìn)行管理的管理場(chǎng)景的局限性。

智慧生產(chǎn)

案例以某沿海燃煤發(fā)電廠為原型，配置了 4×660MW 超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組。通過結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，將廠區(qū)運(yùn)行信息、以及現(xiàn)場(chǎng)重點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行情況等信息在場(chǎng)景中實(shí)時(shí)展現(xiàn)，讓廠區(qū)運(yùn)維人員通過 HT 可視化大屏實(shí)時(shí)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(xiàng)目主要信息，包括：廠區(qū)信息、經(jīng)營(yíng)信息。其中經(jīng)營(yíng)信息可以查看實(shí)時(shí)的成本、收入、利潤(rùn)動(dòng)態(tài)趨勢(shì)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(jì)時(shí)間。設(shè)備運(yùn)行效率與生產(chǎn)信息共同監(jiān)控著鍋爐與汽輪發(fā)電機(jī)組實(shí)時(shí)的運(yùn)行效率與運(yùn)行參數(shù)。

通過點(diǎn)擊底部智慧生產(chǎn)功能，運(yùn)用動(dòng)畫效果模擬火電廠的生產(chǎn)流程場(chǎng)景，直觀展示了以煤的運(yùn)輸、存儲(chǔ)、輸送、燃燒、發(fā)電的一系列生產(chǎn)過程，配以文字說(shuō)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(yùn)作。

HT 可視化增加了無(wú)人機(jī)漫游視角以及第一人稱視角的動(dòng)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(chǎng)景。

“智慧生產(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(tái)將火電廠、設(shè)備機(jī)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(jiān)實(shí)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礎(chǔ)，在三維場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)員工實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)控廠區(qū)在崗人員的位置，通過場(chǎng)景交互可以直觀地查看員工信息、聯(lián)系方式、行動(dòng)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(bào)警信息。現(xiàn)場(chǎng)人員如遇到危險(xiǎn)情況，信息會(huì)第一時(shí)間反饋在安防界面的報(bào)警記錄中，集控中心工作人員收到呼救信息即可第一時(shí)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(chǎng)人員的調(diào)動(dòng)指揮，加強(qiáng)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(qiáng)安全管理。補(bǔ)足了廠區(qū)現(xiàn)有系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)和存在的威脅，提高企業(yè)運(yùn)行決策的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，提升企業(yè)的智能化水平和運(yùn)行效率，為企業(yè)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。

電子圍欄

電子圍欄是目前較為先進(jìn)的周界防護(hù)報(bào)警系統(tǒng)，電子圍欄主機(jī)采用了先進(jìn)的“阻擋為主，報(bào)警為輔”的周界安防理念，集“威懾、阻擋、報(bào)警、安全”于一身。圍欄通常分為永久性圍欄和臨時(shí)性圍欄，永久性圍欄在火電廠項(xiàng)目中一般出現(xiàn)在汽輪機(jī)、變壓器、升壓站等區(qū)域；臨時(shí)性圍欄往往出現(xiàn)在廠區(qū)內(nèi)臨時(shí)施工或者“兩票”維修區(qū)。

企業(yè)可根據(jù)生產(chǎn)情況自由設(shè)置報(bào)警類型，例如串崗、滯留、超員、缺員、闖入、靜置超時(shí)等報(bào)警類型。基于 HT for Web 輕量化場(chǎng)景建模以及人員定位功能的支持，未經(jīng)兩票授權(quán)的人員一旦涉足圍欄區(qū)域，報(bào)警信息將會(huì)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(chǎng)景中，在室內(nèi)和室外設(shè)置了視頻監(jiān)控點(diǎn)位，以明顯的圖標(biāo)展示其位置。本案例采用的是支持識(shí)別人員行為的監(jiān)控設(shè)備，可對(duì)安全帽穿戴、工作服著裝、接打電話等違規(guī)行為進(jìn)行捕捉與告警，并記錄在攝像頭報(bào)警記錄中。存在報(bào)警信息的監(jiān)控點(diǎn)位會(huì)出現(xiàn)明顯的告警效果，支持管理者及時(shí)點(diǎn)擊查看實(shí)時(shí)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。

相比于傳統(tǒng)的二維監(jiān)控系統(tǒng)，三維場(chǎng)景的界面展現(xiàn)更加直觀、簡(jiǎn)單，便于監(jiān)控人員識(shí)別異常信息，提高監(jiān)控效率。用戶通過三維場(chǎng)景，對(duì)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(wú)縫嵌入到場(chǎng)景中，真實(shí)還原場(chǎng)景實(shí)景。

工藝流程

火力發(fā)電廠簡(jiǎn)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(shí)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(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。

采用三維組態(tài)的簡(jiǎn)化方式實(shí)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(yùn)行信息；另一方面，用一條直觀的直線流程展示出燃煤發(fā)電廠的主要發(fā)電工藝：輸煤棧橋→篩煤機(jī)→碎煤機(jī)→輸煤皮帶→給煤機(jī)→磨煤機(jī)→鍋爐→汽輪機(jī)→發(fā)電機(jī)→主變→升壓站→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(jī)、發(fā)電機(jī)。

通過完成化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→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(gè)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(dòng)力鍋爐燃用的形式(如把煤磨成很細(xì)的煤粉)，再借助熱風(fēng)送入鍋爐內(nèi)充分燃燒，使儲(chǔ)存于燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽诲仩t內(nèi)的水吸熱后在一定壓力下變?yōu)轱柡驼羝柡驼羝谶^熱器內(nèi)繼續(xù)加熱成過熱蒸汽。

汽輪機(jī)是把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備，發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備。

來(lái)自鍋爐的過熱蒸汽陸續(xù)進(jìn)入汽輪機(jī)的高壓渦輪、中壓渦輪、低壓渦輪，在汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)，將蒸汽內(nèi)能轉(zhuǎn)換成汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)由勵(lì)磁電流形成的磁場(chǎng)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(shì)，發(fā)出電能。

發(fā)電機(jī)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(yùn)行的重要保證。在傳統(tǒng)模式中，輸煤系統(tǒng)有自己獨(dú)立的控制室，有且僅有在這個(gè)控制室中才能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)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(yuǎn)，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(lái)。

通過 HT 可視化搭建火力發(fā)電廠復(fù)雜環(huán)境下無(wú)死角全覆蓋可視化場(chǎng)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(yùn)行、智能安全監(jiān)控、智能分析與遠(yuǎn)程診斷等綜合能力，構(gòu)建面向未來(lái)的智慧燃煤發(fā)電創(chuàng)新管理運(yùn)營(yíng)模式。

在下期的內(nèi)容，我們也會(huì)給大家介紹通過 HT 打造的智慧礦山管控平臺(tái)，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(jí)，已經(jīng)有多個(gè)省份出臺(tái)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(guó)家雙控政策和環(huán)保等因素的影響。“能耗雙控”的目標(biāo)是要推動(dòng)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(jí)。

對(duì)于火力發(fā)電而言，這是一個(gè)迫切需要轉(zhuǎn)型的時(shí)代。

創(chuàng)新和技術(shù)在發(fā)電領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)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(jìn)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(lái)更大的價(jià)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，讓電力行業(yè)與數(shù)字化實(shí)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(yùn)行效率，適應(yīng)我國(guó)電力體制改革、推動(dòng)能源革命的必然趨勢(shì)。以下是圖撲軟件在能源相關(guān)的可視化案例：

風(fēng)力發(fā)電

光伏園區(qū)

室外光伏站

智慧水電

水力發(fā)電

智慧核電

在我國(guó)，煤電無(wú)論是裝機(jī)量還是發(fā)電量均占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但風(fēng)電、光伏等新能源替代煤電的空間非常巨大。未來(lái)新能源和火電仍將相互依存，電力公司或迎來(lái)盈利和估值雙修復(fù)。新能源或迎來(lái)倍速發(fā)展期，但也需要儲(chǔ)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(gè)虛擬化的電廠，不是電廠但是起到一個(gè)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(chǔ)能、負(fù)荷等分散在電網(wǎng)的各類資源相聚合，實(shí)現(xiàn)冷、熱、電整體能源供應(yīng)效益最大化，并進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行控制和市場(chǎng)交易，對(duì)電網(wǎng)提供輔助服務(wù)，起到靈活的削峰填谷等作用。

未來(lái)，虛擬電廠將解決電力大規(guī)模儲(chǔ)存問題，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型提供更多的解決方案，對(duì)于完善我國(guó)的電力市場(chǎng)體制實(shí)現(xiàn)電源多樣化，解決能源與環(huán)保問題具有重要的促進(jìn)作用。而通過 HT 可視化大屏能將數(shù)據(jù)分析、能源管控、人員調(diào)度等問題更加集中化管理，促進(jìn)虛擬電廠的高效運(yùn)維發(fā)展。

HT 可視化賦能行業(yè)的智能制造與數(shù)字化轉(zhuǎn)型，讓產(chǎn)業(yè)運(yùn)維可追溯管理，讓設(shè)備運(yùn)行可監(jiān)控管理，讓萬(wàn)物”互聯(lián)互通”。HT 可視化管理系統(tǒng)全面提升運(yùn)維管理的智能化水平，以實(shí)現(xiàn)感知、決策、管理等全面智慧化為準(zhǔn)則，提高企業(yè)綠色化、精細(xì)化、智能化管理水平，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的集中統(tǒng)一管理。
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