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數字孿生智慧園區能源管理系統

數字孿生智慧園區能源管理系統

圖撲(Hightopo)

自主研發了基于 HTML5 的 2D、3D 圖形渲染引擎,為 Web 可視化提供了豐富的展示形式和效果。圖撲軟體聚焦工業網際網路監控運維可視化應用領域,産品也廣泛應用于 2D 、3D 的組态領域。本文通過具體應用場景來闡述運用 HT 産品搭建可視化的解決方案。

今年以來,能源消費總量不斷上升,資源需求持續增加,國家發改委印發了《完善能源消費強度和總量雙控制度方案》。建築能耗特别是大型公建的能耗在城市總能耗中占了較大比例,是以如何有效監控和分析建築能耗,并對大型建築進行智能化、節能化管理,減少日常運轉的能源消耗,已成為各大企業的主要關注點。

Hightopo 應用自主研發的 HT 可視化産品,搭建了輕量化的建築全內建能源可視化管理系統,通過 2D、3D 等可視化的手段對建築用能情況進行及時跟蹤和有效管理,提升節能工作的管理水準,達到節約能源、供需互動的多種能源耦合目的,實作了對能源的集中監控、管理以及分散控制,包括配電照明、空調、供熱、建築物的供水和排水等。

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基于 Web 的管理平台,該系統在開發過程中采用子產品化思想,即每個子產品分離獨立開發然後內建,減少循環依賴和耦合。進而統一監管各計量點,優化建築管理模式。一方面找出低效率運轉的裝置或對應的樓層區域,另一方面找出異常能耗,降低峰值功耗水準,并根據資料分析給出合理化建議。

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基于響應式布局設計,使用者可以在不同環境下通過浏覽器通路三維可視化系統,具有很強的靈活性,并獲得較好的頁面體驗。

右側 2D 面闆設定了 2 種不同的天氣模式,可切換檢視不同時段下的場景變化。還設定了 3D 模組化寫實場景以及線框樓宇兩種可切換的風格,在設計上可根據客戶以及項目需求進行定制。

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時間場景切換

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線框模式切換

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主界面系統     

能源媒體以兩種方式向使用者展示目前媒體消耗情況,一種以系統方式劃分,一種以空間方式劃分,使用者再次點選,則分别展示各子系統用能或各裝置用能情況。

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環境資料可視化

使用無線傳感器收集環境變量,包括室内外溫度、濕度、CO2 濃度、VOC 濃度、PM2.5 濃度等,并根據天氣分類,實作在不同環境中的自我更新,提出光伏、風電等儲能優化方案。

數字孿生智慧園區能源管理系統
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當面臨暴雨大風等災害性天氣時,管理部門可第一時間下達指令,并采取能源補給對策。

能耗資訊可視化

左側 2D 可視化面闆展示關鍵名額,通過對空調、照明以及特殊管道的用電統計,對接背景資料實時更新,監測建築能耗,同時展示對節能減排做出的貢獻統計,并基于資料庫,給出各類分析報告,為節能優化改造提供可靠依據。

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能源管理系統     

在宏觀使用的場景下,将會更加關注電能與水能的整體資料。面闆左上角按鈕可點選互動,選中區域會呈現水、電系統架構示意圖,幫助業務人員全面的了解使用者需求以及業務流程。

供水裝置可視化

核心系統通過背景資料接口,實作自動上下架裝置,對供、排水系統中所有管線、裝置與構築物進行智能控制管理,并結合 2D 視圖進行關鍵資訊檢視,全面掌握水務系統裝置的運作情況,包括各樓層無線水表、LORA 開關、能效管理平台,保證供水系統安全高效運作。

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供電裝置可視化

HT 采用自主研發的二三維可視化引擎,對樓宇供電系統進行智能化改造,形成一個自我管理的體系,做到每一處細節均可實時互動與回報。包含傳感器、智能物聯網 GPRS/4G/NB-LOT、大資料系統平台裝置資訊,實作甚至手機端都可随時随地檢視的 2D 組态效果。通過搜集相關國家省、市用電限額标準,對全面資料進行彙總,對于超限電狀态裝置進行實時預警。

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光伏儲能系統     

光伏儲能在實際運作過程中容易受到天氣、溫度、濕度等多重因素的影響,導緻光伏功率的間歇性和電網功率的随機波動。Hightopo 通過衛星圖、現場取景的方式,進行場景搭建,數字孿生多環境場景下的光伏儲能系統。融合儲能裝置,與環境資料、TN-S 供電系統資料對接,進而給負荷提供持續穩定的功率補給,提高系統工作效率與供電可靠性。

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儲能資訊可視化

場景以科幻線框風格展示,突出儲能裝置模型。監測各樓層運作的儲能裝置以及實時功率,結合背景資料的實時更新,形成知識庫,需要時釋放儲存能量。

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光伏發電流程可視化

HT 支援 2D 輕量化模型搭建的光伏儲能監測場景。結合光伏發電原理與儲能模型,對太陽電池闆(元件)、控制器和逆變器三大部分以邏輯圖形式呈現,幫助管理人員理清光伏發電運作脈絡。進而對輸出能量平衡調節,全面分析,保障光伏供電可靠性,提升陰雨天停電事故的應急效率。

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配電系統     

配電流向示範

供電系統一般與主體建築同時建設,存在着裝置老化、安全隐患較多、智能化程度不高等問題。系統以某建築供電系統為背景,模拟配電裝置在樓宇内應用場景。頁面初始,以線框風格展示,并通過線條流動方式表達電流從地下配電室傳輸到各樓層、再到各裝置、供電全流程。

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地下配電室可視化

配電室是指帶有低壓負荷的室内配電場所,主要為低壓使用者配送電能,設有中壓進線、配電變壓器和低壓配電裝置。根據樓宇現場的鳥瞰圖、CAD 圖、裝置三視圖等資料對地下配電室外觀進行高度還原模組化,通過 HT 實作可互動的 Web 三維場景,配電室各裝置可以響應互動事件,當有跳閘、短路、漏電等情況發生時,可及時發出報警信号,監管人員可實時發現,實時檢修,預防火災等安全事故發生,保障系統功能的正常運作與系統安全。

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接線圖示範

采用 2D 組态的簡化方式實作配電室關鍵工藝流程上的裝置連接配接。一方面可監控重要裝置工作狀态,另一方面有助于現場人員調動指揮,為教育訓練、施工、輸電線路檢測等提供諸多便利。

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供水系統     

供水流向示範

供水系統是指按一定品質要求供給不同的用水部門所需的蓄水庫、水泵、管道和其它工程的綜合體。系統采用子產品化思想,并具有統一的、全面的位址空間型和資訊模型。動态線條代表蓄水池中的水由給水管道供水的全流程。

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供水泵房可視化

可将 CAD 圖紙導入 HT 系統,快速搭建三維場景,等比例還原二次供水泵房。實作對供水流量、水泵頻率、進出口壓力以及水質的濁度、pH 值、餘氯等統一管理,滿足了使用者對水質、水量和水壓的需求,解決供水系統在實際運作中由于需水量變化、事故停泵等問題,保證商場和企業等正常營業。

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空調系統     

水蓄冷控制流程示範

水蓄冷技術是将夜間電網多餘的谷段電力與水的顯熱相結合來蓄冷,并在白天用電高峰時段使用蓄藏的低溫冷凍水提供空調用冷。系統融合背景圖表資料,并應用 HT for Web 産品上的 Web 組态,搭建 2D 組态的蓄冷工藝流程,展示可視化系統資料的監控和維護實作,節約裝置投入,實作“小馬拉大車”。

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供冷流向示範

紅色動态線條展示水蓄冷系統功能線路,融合電力線路載波技術,搭建功能動态實況。實作應急功能,提高空調系統的可靠性,上班前啟動時間短,隻需 10 到 15 分鐘即可達到所需溫度。空調用冷在實際的“谷制峰用”中,節省大量的空調電費,降低工廠的生産成本。

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水位示範

利用雲計算、網際網路、GIS 等技術,遠端線上監測水位、水流速度、負載流速率、冷卻塔能耗等參數,以取得水位變化的完整變化規律,并轉化成電信号傳給計算機,盡可能地減少各種裝置的裝機容量,提高主機效率,充分利用蓄冷裝置的優勢,減少系統的能耗。

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照明系統

設計師通過 3D 軟體模組化,并通過 HT 解析 obj 與 mtl 檔案生成 3D 室内照明場景,結合智慧園區可視化平台可以做到根據天氣實時調節照明的時間和亮度,按住滑鼠左鍵可進行平移翻轉場景,進而調整視角,滑鼠滾輪縮放大小,更清晰的展現照明問題空間位置,友善從業人員處理照明裝置的維修。

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客控系統     

HT 可視化技術采用 B/S 架構,酒店從業人員可通過智能手機或 PC、Pad 打開浏覽器,随時通路客房狀态以及裝置情況等,減少管理上的漏洞,提高客房收入。

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安全資訊可視化

在酒店快速發展的同時,越來越複雜的經營環境,也帶來了一系列安全問題。基于 UWB 定位基站,系統對接移動門禁等裝置的預警資訊和裝置功能,能立即向從業人員發出警告資訊,從業人員可根據系統迅速定位診斷,及時上門提醒顧客關好門戶,防止安全隐患發生。

節能監控可視化

利用系統提供的智能算法,可自動給出各個空調的最佳功率,保障客戶舒适體感的同時,優化空調氣流,達到降低能耗,有效制冷制熱的科學應用。

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客房資料可視化

結合完善的預定功能,該系統可防止滿房重訂的情況,為保證時刻對客房進行衛生、安全監管,可将 CAD 圖紙導入 HT 平台,連接配接背景資料接口,根據酒店人員位置坐标,進行衛生、故障等同步動态更新。觸發故障預警,系統能立即以告警形式通知前台從業人員,迅速安排人員進行協助打掃,修複客房故障。

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為綠色制造作出新貢獻

太陽能作為可再生能源,具有消耗後可獲得恢複補充、不産生或極少産生污染物的優點。Hightopo 通過智能化、可視化手段,進一步發揮能源優勢,建構綠色制造體系,推動傳統産業品質變革、效率變革、動力變革,為能源發展全局和綠色構造做出貢獻。

全線節能

全內建能源管理系統可全面采集供電、照明、空調和供水等各專業的能耗資料,讓能耗直覺可視、清晰透明,也便于分類統計。使全營運管理人員對樓宇耗能情況掌握更加全面及時,確定系統可以運作在最佳節能狀态,獲得節能收益。

數字孿生智慧園區能源管理系統

圖撲軟體作為國内領先的可視化管理平台,以整體設計為核心,以能量監測和管理為手段,為現代樓宇提供了一套整體樓宇節能從診斷到改造的整體方案。随着國家對于建立建築和既有建築節能要求的進一步提高,力争将先進技術廣泛應用于我國大型公共建築、體育場館、酒店、校園、醫院等領域。助力雙碳目标,彰顯責任擔當。