青海大学智慧微能源数字孪生可视化系统

随着物联网飞速发展，万物互联时代的到来，物联网(IoT)为能源、公用事业、制造业、制药、食品和饮料等行业掀起产业变革的浪潮。当前我国的能耗总量和单位能耗量，均高于世界平均水平，所以发展清洁能源是能源升级转型的一个重要的战略举措。

以风能、光伏发电为代表的新能源产业发展迅速，可再生能源发电与现代电网的融合成为了世界能源可持续转型的核心。以电力为核心的能源系统发展趋势，从传统互联电网，微电网，微能源网，发展到当前的智慧微能源网。智慧微能源网技术基于微电网，所谓微电网，是某一个区域内含：清洁发电单元，储能，用的电以自用为主并且具有低碳环保等四大特征。

风能、太阳能本身有不可预测性，因此构建一个集物联网、大数据、云计算于一体的数字孪生可视化管理平台，更“智慧”的管理，成为企业乃至整个新能源产业运营管理方式升级与转型的关键，其中必不可少的重要环节就是业务数据可视化。数字孪生可视化系统不仅能更清晰明了的展示项目成果，还能够降本增效。

• 效果展示

青海大学联合清华大学建成了以太阳能高效综合利用为特点的智慧微能源网试验系统。以下是青海大学在 ThingJS 平台基于 HTML5 和 WebGL 技术实现的青海大学智慧微能源课题在 ThingJS 开发的数字孪生可视化系统，直观的展现出智慧微能源系统的运行状态。

数字孪生可视化

与其他能源互联网示范系统相比，青海大学智慧微能源网试验系统是一个以太阳能为主要清洁能源的零碳排微能源网。该微能源网主要由光热复合压缩空气储能系统、多功能光伏电站、光热回收飞机碳纤维、图书馆光伏微电网系统、热电光伏复合发电系统、高原热气流发电系统、监控与能量管理系统及校园冷热电负荷等组成。

系统展示

1、图书馆微电网系统

青海大学图书馆作为光伏微电网和光伏建筑一体化的试点，建设了一套装机容量为 110kW 的光伏微电网系统，有 5 个单元和 3 个系统构成，构建一个综合试验平台，每年可减少 CO2 排放 181.3 吨。该项目是青海省第一个光伏建筑一体化项目，是国内外技术最先进、最完备的光伏微电网系统，引领作用显著。右侧面板在页面中显示今日发电量、发电总功率、累计发电量、负载总功率、二氧化碳排放量、负载耗电量、日照等状态信息。左侧面板展示光伏单元的工作原理。

2、多功能光伏电站此光伏电站是目前国内涵盖光伏组件、光伏安装方式、逆变方式以及多维度交叉配置种类最多的光伏电站，在此平台上可研究各种交叉配置的差异性，影响发电量的各种因素，更好的服务于教学和科研。

右侧面板显示发电总功率、当日发电量、装机量、累计发电量、运行模式、累计减排量、环境温度、风向等状态信息。

3、压缩空气储能

光热复合的压缩空气储能技术，该技术将太阳能光热技术和压缩空气储能相结合，利用槽式聚光系统为压缩空气储能提供热量，实现了电能的大规模存储和高效转换，系统运行过程中，无需燃料补燃，储能效率可达 50%以上。

左侧面板显示装机容量、总发电量、总耗电量、储罐压力、储罐体积、环境温度、风向等状态信息。

4、热气流发电系统

太阳能热气流发电系统主要由集热棚、蓄热层、烟囱和涡轮发电机组构成；集热棚吸收太阳辐射能量促使棚内空气温度升高，密度降低，与外界环境间形成气压差，此时烟囱引导棚内空气产生强大上升气流，从而驱动安装在烟囱底部的涡轮发电机发电。

右侧面板在页面中显示风机转速、发电功率、每个风机温度等状态信息。

5、聚光系统

太阳能热气流发电系统主要由集热棚、蓄热层、烟囱和涡轮发电机组构成；集热棚吸收太阳辐射能量促使棚内空气温度升高，密度降低，与外界环境间形成气压差，此时烟囱引导棚内空气产生强大上升气流，从而驱动安装在烟囱底部的涡轮发电机发电。右侧面板显示发电总功率、当日发电量、总发电量、累计减排量、环境温度、风向等状态信息。

6、光热复合发电系统

该项目是国内首个全光谱复合发电系统，开辟了太阳能全光谱直接高效发电技术的新途径，拓展了高效太阳能发电的新领域。系统利用分光系统将红外光分离，再利用热电材料转化为电能输出。

右侧面板显示发电总功率、当日发电量、装机量、累计发电量、运行模式、累计减排量、环境温度、风向等状态信息。

7、智慧停车棚

右侧面板显示当前停车位、发电总功率、当日发电量、总发电量、充电桩电量等状态信息。

总结

智慧微能源数字孪生可视化系统将多种复杂的信息聚集在虚拟仿真环境下，使业务逻辑和业务数据可以更直观的呈现给系统使用者。还可以通过数据连接到传感器，不断采集实时数据，让项目场景“活”起来，从而监控物理世界智慧微能源系统的运行。除此之外，任何的物联网设备可以添加互动脚本，即使是离线运行的环境，也可以利用已有数据进行仿真模拟。ThingJS 基于强大的可视化技术支帮助广大开发者开发数字孪生可视化项目，帮助运维人员高效运维管理，展现强大的业务逻辑及各行各业的可视化应用场景，致力于满足不同业务和不同应用场景需求，轻松开发数字孪生可视化项目！