截止 2021 年，全球已有 127 個國家做出了“碳中和”的承諾，能源低碳轉型和實現(xiàn)碳中和已經成為全球共同的戰(zhàn)略目標。根據權威機構預測，到 2050 年，可再生能源發(fā)電將占到全球總發(fā)電量的 75% 以上。作為清潔能源的典型代表，風電將滿足 35% 的電力需求，并為氣候目標貢獻 27% 的碳減排量。

向海圖強，奮楫爭先。相比于陸上，海上風電更為復雜，堪比登月工程。智能化是海上風電發(fā)展的突破口之一。當氣象、功率、設備的運行狀態(tài)、以及用戶側的使用情況得以很好地預測時，能源的利用率和用電的經濟性將會產生質的飛躍。

基于圖撲軟件自主研發(fā)引擎 HT for Web，無縫融合 2D、3D 技術，實現(xiàn)可交互式的 Web 三維海上風電場景。

全景漫游

場景可根據自由視角、固定路線對風電場進行漫游巡檢。

系統(tǒng)還設置了 3 種不同的天氣模式，搭配白天與黑夜場景，即可切換查看不同時段的場景變化。并在路徑中展示風機設備信息及集控中心信息，為用戶呈現(xiàn)風電場整體風貌。

海面效果

場景通過算法將自定義材質繪制成獨具擬態(tài)化的水面效果和動態(tài)化的天空球效果。根據水面紋理和水面波動信息，模擬水面效果。實現(xiàn)水面紋理和波動信息切換；水面紋理方向、紋理和流動方向調節(jié)；水面顏色調節(jié)；光照反射強度調節(jié)；光照角度、顏色的調節(jié)；水面波浪大小調節(jié)。提高了場景顯示的視覺逼真度，增強了三維立體感和層次感。

生產監(jiān)測

圖撲軟件 HT 將整體三維風電場的風機模型、布局、 工作、狀態(tài)根據實際場景進行 1：1 還原。用戶可自行選擇環(huán)游視角，通過對場景進行放大、縮小平移等操作查看場景效果和細節(jié)。并將環(huán)境參數(shù)、實時發(fā)電指標、節(jié)能減排信息等數(shù)據接入圖撲軟件 HT 2D 面板，便于運維人員對整個基地運行的有效掌控。

環(huán)境參數(shù)可視化

海上環(huán)境相對更加惡劣，特別是在臺風等極端天氣狀況下，環(huán)境參量的在線監(jiān)測顯得尤為重要。圖撲軟件 HT 引擎通過對接傳感器監(jiān)測結果數(shù)據和高速傳輸介質，將海上風電運營區(qū)的海洋環(huán)境統(tǒng)一展示，包括波浪要素、風速，能見度、降水量、海浪、潮汐、溫度、濕度等項目的監(jiān)測。實現(xiàn)全天候、多環(huán)境下的預警防范能力。

發(fā)電統(tǒng)計可視化

海上風電，是將海上風能轉換為電能的一種發(fā)電方式，是清潔能源、綠色能源的“靚麗名片”。通過智能化的管理手段有利于海上風電發(fā)電量的提升。

融合大數(shù)據、移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術、先進通訊技術，實現(xiàn)風電場能效融通。2D 面板顯示風機日發(fā)電量、月發(fā)電量、以及累計發(fā)電量總和，并通過柱狀圖展示不同位置的風機發(fā)電量與發(fā)電差異。協(xié)助工作人員分析損失電量原因，評估低效風機。并可根據維修經驗形成風電機組故障診斷系統(tǒng)，基于數(shù)據挖掘技術，實現(xiàn)風電機組智能診斷及處理指導。

節(jié)能減排可視化

節(jié)能減排模塊是在其他系統(tǒng)的基礎上高度整合，實現(xiàn)節(jié)能信息共享和智能管理，在線顯示節(jié)約標準煤和 NOX 數(shù)量以及減排的 CO2 和 SO2 總和，有效提升海上風電運用和管理的效率和效能。為支撐能源清潔低碳轉型、助力“雙碳”目標實現(xiàn)貢獻積極力量。

實時指標與機組狀態(tài)可視化

圖撲軟件 HT 基于風電場的數(shù)字化建模，多維度實時監(jiān)測風機運行狀態(tài)，負荷參數(shù)，實現(xiàn)預防性維護。通過 2D、3D 無縫融合的面板展示風機工作信息實時指標與機組狀態(tài)數(shù)量，包括負荷、風機預警處理率、未處理風機等。以及并網、停機、待機、維護、離線、故障風機數(shù)量。依托數(shù)據中心建設遠程故障預警診斷能力，實現(xiàn)智慧運維服務，提升效益。

安全管理

安全管理重點圍繞風機、海纜、電子圍欄三個方面展開運行監(jiān)管。結合新能源設備的全方位接入，實現(xiàn)全面的數(shù)據分析和設備預警功能。加強風險識別和防控能力，保障業(yè)務人員安全，科學推動海上風力發(fā)電項目進程。

風機預警統(tǒng)計可視化

通過對風場的主設備“風機”進行 1 對 1 監(jiān)管，對接不同設備零部件的多種類型故障告警信息接口，滿足各種狀況下的預警分析需求。

此外，Hightopo 在系統(tǒng)上設置預警反饋和預警消缺的信息模塊，包括風機轉速異常、機艙控制溫度高、液壓泵無反饋等問題。通過預警分析能提前發(fā)現(xiàn)風機變化趨勢，調整運行參數(shù)，盡快安排檢修處理；通過提前消除缺陷，避免小問題擴大造成故障，為預防性檢修工作的開展提供有效的方法和數(shù)據分析的支撐，從而實現(xiàn)真正意義上的預防性檢修，推動了運行模塊實現(xiàn)專業(yè)化分工。

對于場景內的非并網狀態(tài)風機輔以既定的顏色標記，并結合當前風機轉速驅動并網狀態(tài)下的風機轉動動畫?？煽焖僮R別出設備異常，及時發(fā)現(xiàn)故障設備，快速定位故障點，并可通過點擊故障風機及時查看風機故障信息，以便進行針對性的故障診斷和處理，及時消除隱患。

海纜預警統(tǒng)計可視化

海底電纜（集電線路）是海上風電場電能傳輸?shù)年P鍵部件，然而由于傳輸功率的變化、海底環(huán)境復雜、海洋晝夜溫度變化、季節(jié)性的溫差，以及捕魚、航運和海底活動，海底電纜易于發(fā)生超溫、錨害等事故，導致極大的損失。

圖撲軟件通過對接光纖分布式傳感新技術，將海纜分布走向進行繪制渲染。3D 場景內生動形象得展示出海纜的分布運作狀態(tài)，鼠標左鍵雙擊海纜，即可彈出相應的溫度、載流量、應變力等海纜相關信息，結合圖撲軟件 HT 可視化數(shù)據，展示參數(shù)平均值與最大值信息，方便管理人員推斷數(shù)據背景下的真實狀態(tài)，從而進行有效監(jiān)管。

可根據實際情況自由設置告警類型，例如溫度異常，環(huán)境侵害等，并實時刷新顯示異常狀況。并通過對應風機對海纜異常進行報警和定位，判斷電纜是否受損或周圍環(huán)境是否發(fā)生變化，保障海纜安全運行。

電子圍欄異常統(tǒng)計可視化

風電水域電子圍欄及配備的預警系統(tǒng)是為風電水域的安全監(jiān)控、預警和維護提供可視化的解決方法。通過對接船事系統(tǒng)可獲取到施工船只、漁船、非法入侵船只等相關信息，結合入侵時間、離開時間，可實時定位船舶位置（經度及緯度）和繪制歷史軌跡，提高監(jiān)控管理效率。

利用圖撲軟件可視化豐富的設計元素將電子圍欄龐雜的數(shù)據進行直觀的展示，當船舶靠近或入侵電子圍欄時，及時出現(xiàn)特定的告警信息，提醒監(jiān)查管理人員迅速進行下一步決策，從而起到保護電子圍欄內的相關設備設施的作用。

視頻監(jiān)控預警可視化

傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控都是集成在自身的視頻監(jiān)控系統(tǒng)之中，通過文字命名的方式來區(qū)別攝像頭，這種方式容易導致一系列問題：視頻分散、孤立、視角不完整、對硬件的位置不明確等。通過 HT 打造的三維可視化系統(tǒng)支持根據現(xiàn)場攝像頭實際點位，接入所對應的攝像頭視頻畫面，實現(xiàn)場景還原。

通過三維場景對升壓站上的攝像頭位置分布一目了然。支持場景交互來調取相應監(jiān)控視頻，滿足運維人員對場景進行實時態(tài)勢感知、歷史數(shù)據回溯比對、應急處理預案等監(jiān)測需求。

施工管理

海上風電場在施工階段存在大量的高空作業(yè)，安全隱患點多，危險性大，尤其對于樁的起吊、運輸及人員高空作業(yè)等，稍有不慎即可能發(fā)生重大安全責任事故，造成重大不良影響。系統(tǒng)的具體功能覆蓋了海上風電場建設、運維的全生命周期，涵蓋施工安全管控、施工質量、風機、施工進度一體化監(jiān)控等板塊。旨在安全、降本、增效等維度發(fā)揮更大的作用。

施工進度與計劃可視化

采用圖撲軟件三維可視化技術交底施工進度。基于 HT 圖形引擎，并針對真實場景，通過衛(wèi)星圖、CAD 圖紙將真實的風機、海纜等施工場景與數(shù)字化平臺深度融合。通過對接施工進度數(shù)據接口，實現(xiàn)場景內風機搭建全過程實時狀態(tài)展示，并可根據時間軸還原整體搭建過程。形成總體施工進度可視化、風機與海纜進度可視化。

并輔以施工計劃，包含時間、施工對象、船舶數(shù)與人數(shù)。便于分析施工過程中的各項指標，業(yè)務人員無須到現(xiàn)場即可通過平臺進行各方協(xié)調統(tǒng)籌。

施工質量與安全可視化

將 HT 可視化與施工管理系統(tǒng)相結合，接入海上風電施工管理數(shù)據至可視化平臺。2D 面板實時更新施工質量與施工安全關鍵信息，包含發(fā)現(xiàn)問題數(shù)、整改狀態(tài)、未整改問題以及相關負責人等。讓風電場的監(jiān)管更為直觀，控制更加精準。

施工詳情可視化

為充分完成吊裝及沉樁施工，不僅要做好前期策劃，更要重視施工技術方案把控及復核。圖撲軟件 HT 引擎通過實時反映風機和升壓站的施工指標進行監(jiān)視跟蹤，實現(xiàn)多次對吊裝運輸方案優(yōu)化改進；校核風機基礎打樁、塔筒吊裝、葉片吊裝吊、待投入運行以及升壓站底部施工、待投入運行、上層建筑吊裝等各項技術支撐數(shù)據，為后續(xù)基礎施工積累了經驗，為推進深水區(qū)海上風電領域蓬勃發(fā)展貢獻了能建力量。

升壓站信息可視化

海上風電場升壓站由兩部分組成，分別是海上升壓站和陸上開關站。陸上開關站與陸地變電站布置無異。海上升壓站采用無人值班方式運行，其管理和控制由陸上的集控中心通過遠程方式實行實時監(jiān)控。

圖撲軟件 HT 3D 可視化升壓站版塊高精度建模還原場景內設備，點擊相應圖標即可快速切換定位至升壓站內部結構，助力實現(xiàn)升壓站無人值守方式運行。

支持對海上升壓站、陸上開關站的各個接地變兼站、接地變進線以及海纜的電壓、電流等的指標進行監(jiān)視測定，以在設備發(fā)生故障之前通過運行異常進行分析，保障設備安全穩(wěn)定運行。

智能巡檢

升壓站日常維護需要巡檢人員對設備進行檢查，不僅效率低下，而且十分危險。圖撲軟件基于 GIS 室內的空間定位校準，融合遠程巡檢機器人的室內定位坐標，實現(xiàn) 1：1 場景還原的智能巡檢系統(tǒng)，更加形象化地展示出機器人當前的巡檢狀態(tài)。

實現(xiàn)巡視機器人當前狀態(tài)數(shù)據展示，巡檢攝像頭實時監(jiān)控信息實時回傳，并通過 HT 引擎顯示在可視化平臺，運維人員和值班人員即可通過手機或者移動終端調看各個主變室應用工況。當高壓設備發(fā)生接地時，避免人身觸電傷害，提高檢測精度與效率，減少巡檢盲區(qū)。

科普小貼士

相比現(xiàn)有的敞開式直流開關、直流 GIS 設備，應用于海上平臺的小型化 GIS 設備尺寸小，GIS 室占地面積小，可減少開關設備占用空間 70% 以上，能使海上換流平臺體積減小約 10%。

“雙碳”目標下，未來五到十年是我國能源轉型和發(fā)展的關鍵期。風電作為主力軍之一，任務重大。圖撲軟件通過將工業(yè)數(shù)據與大數(shù)據相結合，創(chuàng)新運維模式和管理方式，有助于風機預防性維護和風場輔助決策，提高風電運維效率、降低風電運維成本、提升發(fā)電量。未來，圖撲軟件將繼續(xù)發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網平臺資源優(yōu)勢，踐行綠色承諾，拓寬發(fā)展路徑，為實現(xiàn)國家“雙碳”目標貢獻力量。

審核編輯：湯梓紅