智慧储能：数字孪生助力风光储一体化电站升级

摘要：在能源清洁低碳转型的大背景下，风光储一体化电站成为推动新能源发展的关键力量。这类电站整合了风力发电、光伏发电以及储能系统，致力于实现能源的高效利用与稳定供应。然而，随着电站规模的不断扩大和系统复杂性的增加，传统的管理与监控方式已难以满足需求。在此情况下，图扑

在能源清洁低碳转型的大背景下，风光储一体化电站成为推动新能源发展的关键力量。这类电站整合了风力发电、光伏发电以及储能系统，致力于实现能源的高效利用与稳定供应。然而，随着电站规模的不断扩大和系统复杂性的增加，传统的管理与监控方式已难以满足需求。在此情况下，图扑 HT 数字孪生技术应运而生，为风光储一体化电站带来了全新的解决方案。

利用图扑 HT 的二三维可视化能力，从 “源 - 网 - 荷 - 储” 的角度，生动呈现电站的整体构成。围绕集控中心这一 “中枢大脑”，详细介绍风力发电、光伏发电和储能电站等各个项目组成部分。用户只需点击 “三维场景” 或 “二维组态” 功能，就能看到一段极具科技感的动画，直观了解电站的布局与结构。动画关键节点处还实时展示风电场、光伏电站、变电站、储能电站以及城市用电等主要运行数据，并且这些数据通过前端调用接口的方式，实现 7×24 小时不间断更新，让运维人员随时掌握电站的最新动态。

模块界面自由切换

可视化页面支持用户随意切换风电场、光伏站、储能站等不同模块界面。例如，在风电场模块中，可展示风力发电机组的实时运行参数，包括转速、功率输出、叶片角度等，通过 2D 面板将这些数据直观呈现，同时在三维场景中精确展示风机的运行姿态。在光伏站模块，能呈现光伏板的实时发电效率、温度情况以及光照强度等信息，通过场景中的流光效果模拟电流从光伏板汇聚到升压站的过程，清晰展示光伏发电流程。储能站模块则聚焦于电池组的状态监测，如剩余电量、充放电功率、电池温度等，以 “液位填充” 等形象化方式展示电池组剩余电量，使信息更加清晰易懂。

数据整合与分析

数据汇聚与驾驶舱展示：图扑 HT 通过对接项目现场不同业务系统的接口，将各类重点关注的数据汇集至驾驶舱大屏界面。在电站工程概况板块，统计整个风光储项目的总装机容量，以及风、光、储各部分装机容量，并清晰展示其占比情况。区域当日负荷板块，以曲线图的形式直观展现当日或 24 小时内全场的总负荷、风电负荷、光伏负荷随时间的波动情况，有助于运维人员进行统计分析，提前预判负荷变化趋势。区域发电指标板块，将当日、当月、当年发电量以单点数据形式呈现给用户，同时集成充放电总览数据、月度充放电量柱状图以及节能减排等数据，为电站的运营管理提供全面的数据支持。

储能站数据分析：针对储能站，图扑 HT 开发了平滑出力、跟踪计划、储能调频、削峰填谷四个数据监测模块。平滑出力模块对应风光输出波动率分析，通过监测风电出力、光伏出力、联合出力、储能出力以及风电与光伏波动率等数据，评估风光储联合发电的稳定性。跟踪计划模块进行风光储出力偏差分析，对比实际出力与计划出力的差异，为优化发电计划提供依据。

储能调频模块专注于储能输出波动率分析，监测储能系统在调节电网频率过程中的输出稳定性。削峰填谷模块则着重于储能实时功率分析，根据电网负荷情况，合理控制储能的充放电功率，实现削峰填谷，提升电网稳定性。这些模块共同承载起储能站的数据分析能力，以提升数据的可感知、可共享、可处理、可预测和可协同作为监控目的，为集控中心提供坚实的决策依据。

设备状态监测与可视化

主接线图与设备参数可视化：基于图扑 HT 产品的 Web 2D 组态功能，结合采集到的实时数据，实现新颖的主接线图可视化。页面采用固定面板方式，清晰呈现变电站电力系统内电气设备的实时运转参数和状态模式，如变压器的油温、绕组温度、负荷电流，开关柜的开关状态、母线电压等。运维人员通过主接线图，能快速了解变电站设备的运行状况，及时发现潜在问题。

储能集装箱与电池热管理可视化

点击储能集装箱模型，场景以三维动画方式生动呈现电池组总体剩余电量，给人更直观的视觉感受。同时，以三维组态的形式详细展示储能站内实际的充电、放电线路走向，直观展现储能站工艺流程。针对储能电池热管理单元，图扑 HT 以 3D 温度云图方式精确覆盖重点区域，实时监测电池温度分布情况。在三维场景中，还通过孪生动画形象演示空调系统的运作原理，包括风冷和液冷两种方式，帮助运维人员更好地理解和管理电池热管理系统。

消防与 PCS 等设备监控：消防系统可视化展示了火灾探测器报警时，含有全氟已酮的消防管路进行气体灭火的动画原理，平台内支持点击交互查看火灾探测器的相应数据，如报警时间、位置等，便于及时响应火灾事件。PCS（储能变流器）、储能单元监控数据是业务层面的重点，通过常用的 Http 或 Ws 协议从接口获取设备的工作状态、电流、电压、功率等测点数据，再通过图扑 HT 前端的对接调用，实现单个设备实时数据的精准展现，确保储能系统的稳定运行。

提升电站运行效率：通过对电站运行数据的实时监测与分析，图扑 HT 数字孪生技术能够帮助运维人员及时发现设备故障隐患和运行效率低下的环节。例如，根据风电场和光伏站的实时发电数据以及电网负荷情况，优化储能系统的充放电策略，实现新能源的最大化消纳利用，提高电站整体发电效率。同时，在设备维护方面，基于数字孪生模型的预测性维护功能，能够提前预测设备的故障发生时间，合理安排维护计划，减少设备停机时间，进一步提升电站运行效率。

增强电网稳定性：储能电站在电网稳定性方面起着关键作用，图扑 HT 可视化平台通过对储能系统有功和无功的快速控制，能够模拟常规同步发电机组的惯量响应和一次调频功能。在新能源发电波动较大时，储能系统及时进行调节，平抑功率波动，显著提升以新能源为主体的新型电力系统的稳定性，为强源、护网提供了强有力保障，降低了因新能源接入导致的电网频率波动和电压不稳定等问题的发生概率。