智慧能源可视化设计，推进城市“双碳”进程

正文字数：1944字

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引言：自工业革命开始，全球能源消耗持续增长，由碳循环体系破坏引发的全球变暖、海平面上升等问题严重影响着人类的可持续发展。面对日益严峻的气候危机，全球200多个国家在2005年共同签署了“巴黎协议”，承诺未来将控制碳排放，以保障人类生存根本。习近平主席宣布中国在2030年前碳达峰、2060年碳中和的目标。双碳政策目标分解下沉后，需要各省市、每家企业共同承担减碳、减排的责任。但缺少系统的计算，无法以全局视角科学地推进减碳的规划。得益于数字孪生、物联网、5G、AI识别等技术的不断成熟，以“大数据能源监控、精细化能源管理”为核心的智慧能源解决方案正在为各城市和企业赋能，建立以数据为驱动的智能决策中心，科学地推进双碳进程。

智慧能源可视化管控平台

Designer: 上海艾艺

基于城市的减碳目标，项目首先完成了科学、系统地规划：一、实时监测电网（供电侧）发电数据和重点单位（用电侧）的能耗数据，并通过算法提前预测电力负荷，便于优化用电平衡。二、动态监测新风电、光伏发电等能源数据，通过新能源数据和传统能源数据对比进行灵活调控。三、对重要单位的暖通系统、制冷系统、照明系统、电梯系统、环境等用能碳排放数据动态监测，实施精细化管理。

整个项目由于涉及城市内的电厂、商业建筑、风电、光伏等多个场景，基于“一眼便知”的数字孪生可视化设计原则，需要构建精准的应用场景模型，根据数据间的逻辑，分别以柱状、折线、饼状、散点、雷达等易于阅读的可视化呈现方式，才能设计出“数据服务于决策”的数字孪生可视化项目。

3D光伏发电站可视化

Designer: Hightopo

以沙漠为背景，通过方阵形式摆放光伏板，结合卫星图使光伏板朝向一致，每排方阵对应一个汇流箱，可以将一定数量、规格相同的光伏电池串联起来，组成一个个光伏串列，通过控制器，直流配电柜，光伏逆变器，交流配电柜，配套使用从而构成完整的光伏发电系统。接入数据形成电站负荷曲线、运作情况对比图表，实现电站全面监控。

在沙漠中建设光伏站，需要解决沙漠钻孔成洞和沙漠大风天气等一系列问题。场景通过荒漠戈壁→电厂初建→绿化固沙→牧草过盛→生态循环，5段动画模拟变化。

荒漠戈壁

电厂初建

绿化固沙

牧草过盛

生态循环

通过点击交互场景中的发电塔模型，以二维弹窗形式弹出发电塔相关信息，与后台数据进行联动，接入真实数据，展示发电塔发电情况与发动机运行状态，做到实时监测管理。

通过对接数据接口可实现监测各方阵内汇流箱（包括母线电压、机箱温度、电流）数据，当出现告警时，可对模型进行染红闪烁显示，方便运维人员快速定位排查问题，足不出户即可实时查看设备相关指标，可结合算法实现数据分析，短时间内若出现数据异常变化的情况，提前进行告警，提醒相关人员及时做出决策。

园区光伏发电能源管控可视化

Designer: Hightopo

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。作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

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

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。