智慧光伏能源-园区光伏发电能源管控可视化

前言

如果说绿色是城市可持续发展的精髓,智慧是引领城市发展的大脑,那么绿色智慧建筑则应是撑起城市生态未来的骨架。

智慧园区是利用各种信息技术与创新概念，将园区内的各系统打通集成，实现深层次的信息共享与业务协同。做为智慧城市重要的组件，智慧园区的可持续发展尤为重要。“十四五”规划中指出大力发展风电、光伏等新能源产业，推动能源清洁低碳安全高效利用，推进重点行业和重要领域绿色化改造。在此趋势下，采用各类节能低碳的新能源建设材料，实现绿色生态智慧园区是未来的发展方向。

今天将利用 Hightopo 的 HT 产品搭建智慧园区光伏发电能源管控可视化系统，根据园区现状、能源管理特点，充分考虑各能耗管理的整合，设计科学高效，可实施性强，符合园区运维管理的数字化智慧园区解决方案。为园区运维人员提供一个全面实时、可感可知的能源监测决策分析平台。

 

效果展示

本次以某园区为背景，模拟光伏发电在园区内应用场景，通过动画效果模拟光伏发电流程，接入物联网数据实现对设备的运维监控。

HT 支持多种方式的模型渲染，本次案例是通过人工对园区内建筑、道路等细节进行三维建模，输出 OBJ 格式模型，通过 HT 引擎进行渲染，仿真还原园区整体情况。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。

以上方式 HT 均支持叠加 2D 面板、动画效果进行交互，用户可根据自身展示需求进行定制。引擎自带鼠标的旋转、平移、拉近拉远操作。同时也支持跨平台浏览，任何移动终端均可轻松打开，这是 C 端平台所不具备的优势，并实现了触屏设备的单指旋转、双指缩放、三指平移操作不必再为跨平台的不同交互模式而烦恼。

 

系统分析

通过现场取景照片、卫星图、CAD 图等资料，可快速搭建园区场景。场景通过人工摆放光伏点位，真实还原光伏板装机分布效果。融入了环境模拟加以点缀，利用环境模拟，可对园区季节（春、夏、秋、冬）、时间（早晨、中午、黄昏、夜晚）、天气（晴天、阴天、降雨、降雪、雪后）进行自由切换。也可与天气系统数据对接，实现环境模拟内容根据实际天气数据进行自动切换。

光伏发电受环境因素影响较大，通过环境、光照等还原模拟，结合发电数据可以更好分析发电能效情况，为园区光伏的运维与决策提供依据。

 

 

园区关键指标

光伏是绿色能源，具有减少温室气体二氧化碳（CO₂）排放的特点，据统计，假设平均每天发电量为 1000 kWh， CO₂ 减排约为 785 kg，等效植树约为 156 颗。

通过 2D 可视化面板展示园区关键指标，对用户所关注的建设规模、光伏信息、发电信息进行统计展示，对各建筑的用电信息进行监测。可通过对接后台实时数据进行实时更新，展示对节能减排做出的贡献统计。

 

光伏发电流程

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

场景以科幻线框风格进行展示，突出设备模型，通过线条流动的方式表达光伏从光能转化为电能、再到设备供电、储能全流程。

 

充电桩运行状态

监测园区充电桩运行状态及实时功率，可通过对接充电桩的充电状态，判断当前车位是否有车辆，通过线条流动效果动画模拟充电状态。在充电桩发生故障时，通过模型染色、告警动画等效果提示，为充电桩的实时使用情况和运行监控维护提供了便利。

 

清洗机器人演示

清洗机器人可适应复杂的地形和气候环境，具有清洁监控平台和诊断系统，对光伏电站进行远程管理，‏智‏能‏化运维，提升电站自动化程度。无水清洁，满足大面积、长距离、多环境的集中式光伏电站光伏组件的清洁问题。

 

高温除雪设备

通过三维管理系统可进行清洗机器人的启停控制，监测园区内所有机器人的运行情况，动画展示机器人清洗动画，模拟机器人清扫后光伏板由脏变干净的过程。由于光伏暴露在建筑外部导致光伏板被雪覆盖，通过光伏板底部的高温除雪设备可以避免这个问题，场景中同样以动画效果的方式还原了高温除雪全过程。

 

清洗机器人拆解

清洗机器人由光伏板、毛刷、电机、电池组构成，由滑轮沿组件边框行走，用于清洁的毛刷高速转动，且转动方向与行走轮的行进方向相反；毛刷在转动过程中，先将积灰从组件表面掸起，然后在毛刷的冲击和旋转气流的共同作用下将积灰驱赶至组件缝隙处脱落。

本次案例以设备拆分爆炸的形式，展示机器人内部结构，对机器人进行拆分，辅以外壳透明度变化、边缘流光流动效果增加动画的观赏性，通过接入零部件的物联网数据，更加细致入微地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。

 

 

漫游巡检

HT 支持模拟无人机或行人视角进行漫游，可全方位无死角浏览园区，当经过设备时，自动弹出信息进行查看，方便运维人员进行巡检。支持结合 WebVR 进行展示，通过适配 VR 设备，用户可戴上 VR 眼镜配合手柄在场景行走、飞行，实现通过手柄对设备进行抓取、移动等功能。相比传统的观看方式，它具备 360 度全景画面，用户可以身临其境，全面感受气氛和氛围，空间感、距离感都会更有层次，做到真正的沉浸式交互。

 

总结

随着智慧园区的建设不断深入推进。不仅要提升园区建设、规划、管理和公共服务的精确便捷、智能高效，提升园区综合发展能力和安全管控水平，还要注重绿色生态发展的可持续性，让新能源、新技术相结合达到信息技术价值的更大化。

创新和技术在各领域发挥着越来越重要的作用，结合 GIS 技术、大数据、物联网、HT 可视化等先进技术的综合应用给电力、能源等行业带来很大的价值提升。HT 可视化应用实现了数据共享，让产业实现数字化、绿色化。

基于多年项目经验积累和夯实的可视化技术支持，在风力发电、海上发电站、核电站等方面有着非常多优秀的案例实现，图扑软件也正在实现室外大型光伏发电站的可视化解决方案，大家可以关注后续的更新~

 

您可以至图扑软件官网查看更多案例及效果：https://www.hightopo.com/demos/index.html