图扑数字孪生风力发电机，助力2025年新型储能建设

预计，到2025年末，新型储能在电力系统中的装机规模达到3000万千瓦以上，有效支撑清洁低碳、安全高效的能源体系建设。“十四五”期间，将继续坚持市场主导、政策驱动，强调统筹规划、多元发展，鼓励创新示范、先行先试，推动新型储能规模化、产业化、市场化发展。

我国现有电力系统是基于大型火电、水电、核电等可控电源设计建设的，接受和消纳大规模高比例风电、光伏发电，亟需提高电力系统的灵活性调节能力。图扑软件依托自主研发的 HT for Web 引擎，搭建出一套面向大型风力发电机管理的数字孪生系统。涉及风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等零部件的监控和运行管理。

生产监测

1-7月份，全国发电设备累计平均利用2132小时，比上年同期减少84小时。其中，火电2476小时，比上年同期减少118小时；核电4340小时，比上年同期减少192小时；风电1304小时，比上年同期减少68小时。风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。通过图扑软件 1:1 还原风机的外部结构以及主要部件，并通过对接物理传感器的实时数据，还原风机各个部件的关键数据，构建风电场机组全面的生产感知力。

发电量监测

每台风机的发电量是衡量风机工作状态的关键指标，图扑可视化系统的2D 面板展示风机发电相关指标：发电量、风速-功率以及主要发电运行精准指标。通过实时数据和历史数据判断风机叶片是否老化，是否需要更换。当发电量递减时需要考虑更换风电场位置或者更换风机或者改变风机的排列位置和朝向。利用图扑软件丰富的图表形式挖掘数据背后的秘密，保障发电量的平稳。

爆炸效果

Hightopo 以设备拆分爆炸的形式展示风机内部结构，显示了风机各部件名称，如机舱、轴心、轴心、低速轴、偏航装置、发电机等。拆分后的风机，能逐个查看每个细微的零件。通过接入零部件的物联网数据，查看设备各部件当前状态，实现从宏观到微观的全局监控可视化。

单个部件可点击查看名称和运行状态，当超过设定阈值会标红显示。设备预警能防范设备高温暴晒运行带来的爆炸、倾覆、滞留风险。相较于人工预警，通过图扑可视化平台预警，精简流程，监测数据一旦触发设定的预警指标，集控中心运维可实时收到预警提示，为转移危险区域人员争取宝贵时间。同时，加强在役机组运行管理，减少非计划停机、受阻情况，保障机组稳发满发。

实时监测

图扑软件可视化系统集成各部件的监测数据统一存储、统一分析。除对主轴承、齿轮箱、发电机等机舱内设备进行在线监测外，还应对叶片、螺栓等重要部件进行监测。将各个数据孤岛打通，实现全面科学的管理。

叶片运行

叶片是我们最熟悉的风机零件。图扑软件搭建的智能化的监测系统，通过采用航拍倾斜摄影采集回的影像图片和结果，实时反馈叶片运行状态。用户通过点击特定编号的三维风机模型中某个叶片的叶尖、中部上、中部下、叶根等部位可实现对迎风面、被封面、前缘、后缘合计 48 个部位的缺陷图片查看，便于用户快速检查叶片健康状态。遇到问题叶片及时处理。

螺栓监测

螺栓作为风电设备的重要联 结件,由于其各特性的不确定性,成为风力发电机组设计过程中降低成本的主要难点之一。塔筒螺栓和叶根螺栓在线监测模块可以实时监测风机关键位置连接螺栓的紧固状态、反旋松动、螺栓预紧力偏差等数据，防患于未然。

腐蚀监测

风力发电机安装在户外，经过长时间的日晒雨淋，外部的零部件会被腐蚀。图扑软件通过对接腐蚀传感器以及智能摄像头，展示设备被腐蚀情况，让维修人员携带匹配工具进行维修。

消防监测

消防问题是每个公共场所都需关注的大问题，对于风力发电机防火灭火也是重点。长期的高温、曝晒让设备更易发生火灾。消防监测模块主要是通过各种对接风电机组内各个位置布局的传感器，实现温度的实时监测。当高温时及时在图扑可视化系统内预警，及时排除隐患。

风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。鼠标左键点击传感器点位，弹出风机零部件的实时数据。包含烟感探测器、气体启停按钮、热气溶胶灭火器等。通过多维度的数据监测，为智能风机的管理和控制提供准确有效的数据输入。

我们的衣食住行都离不开能源，能源不仅关乎日常生活，更是经济社会发展的命脉。在大数据、云计算、人工智能等为代表的先进信息技术的加持下，传统能源产业有了新的发展方向。加强对风力发电机的监控，掌控实时发电量数据，能让风电入网时给大电网带来较小的压力。

高水平的能源新型基础设施建设，让风电光电等绿色能源的稳定性和效率得以提升，能源更加绿色低碳；智能化技术的提升，让用电更加稳定可靠；而智慧管理系统，则在降碳节能方面发挥了关键作用。促进能源产业数字化绿色化协同转型，才能构筑能源高质量发展的“新底座”，支撑构建现代化经济体系。