图扑软件数字孪生微电网，部署源网荷储一体化平台事半功倍

根据十四五现代能源系统规划，创新电网结构形式和运行模式，加快现代能源系统建设。加快配电网改造升级，推进智能配电网建设，提高配电网接收新能源和多元化负荷的承载力和灵活性。积极开发以消耗新能源为主的智能微电网，实现与大电网的兼容互补。

在 2020 在联合国气候峰会上，中国正式提出 “3060” 双碳目标。 2030 年前碳达峰， 2060 多年前，碳中和的目标是建立一个清洁、低碳、安全、高效的能源系统，提高能源清洁利用水平和电力系统的运行效率，更好地发挥源网储存一体化和多能互补作用，确保能源安全。

在新的电力系统下，电网运行逐渐呈现出智能化、数字化的特点。发展云计算、大数据、电力物联网、边缘计算等技术手段，迫切需要云大物移智链边，使电网系统配备具有海量数据处理分析、高度智能化决策等能力的云解决方案。从而实现各种能源资源的整合，打通能源多环节之间的壁垒，使源网荷储各要素真正友好协调。

图扑软件利用自主研发引擎 HT for Web 将 Web 智能双碳微电网场景数字孪生，有效实现源网荷储一体化控制。整体场景采用轻量化建模的方式，重点关注源、网、荷、储四个方面的设备和建筑，为用户带来赛博朋克的视觉体验。通过轻量化重建模，设计师有设计的发挥空间，展现更多的审美创意。支持 360 通过图扑软件观察虚拟公园内源网荷储各环节的动态数据 HT 自带交互，可实现鼠标的旋转、平移、拉近和拉远操作。同时，触摸屏设备的单指旋转、双指缩放和三指平移操作不再需要担心跨平台的不同交互模式。

分布式光伏发电系统、储能系统、太阳能系统通过图扑软件完制的园区能量系统 综合控制空气源热泵热水系统。通过智能能源管理系统，实现建筑能效管理、综合节能管理和源网荷储的协同运行。

源网储存一体化是一种运行模式和技术，可以最大限度地利用能源资源。通过源互补、源网协调、网络互动、网络存储互动、源电互动等多种互动形式，提高电力系统的动态平衡能力更经济、高效、安全。

源源互补

图扑双碳智能公园的智能微电网主要是多种可再生能源，电源输入主要是光伏、氢能、天然气、沼气等成熟的发电技术。假设平均日发电量为 1000 kWh， CO? 减排约为 785 kg，碳排放可以大大降低。

通过源网荷存储一体化平台，可以有效协调不同电源，即通过灵活发电资源与清洁能源的协调互补，解决环境和气象因素影响清洁能源输出的随机性和波动性问题，有效提高可再生能源利用效率，减少电网旋转备用，增强系统的自主调节能力。

Hightopo 智能新能源系统以赛博朋克的风格展示，突出能源路由器、变压器、配电室等设备模型 HT 图形组态提供 SCADA 能力，表达光伏从光能到电能，再到设备供电和储能的全过程。统计当日超标电量、累计用电量、光照时长、辐照度，有利于综合分析。动态显示柱状图 24 掌握日常数据变化，提高电力调控能力，在小时内提供交流源输出和指令。

能量电塔

电力塔直接连接到智能公园的电网。在满足汽车充电需求的情况下，项目产生的多余能量将汇入整个公园的电力系统。集成分布式光伏发电系统等技术设备，实现电源输入。图扑软件可视化场景 2D 面板监控额定输出、出口电压、额定容量、额定电压、重量和齿轮间距，了解源侧的。

世界各国常用的交流电工频率 50Hz（赫兹）与 60Hz民用交流电压分布有两种(赫兹) 100V 至 380V 不同的机房一般引入三相。 380V ，50HZ 市电作为电源，但设备的电源整流模块采用单相 220V 的电压。

变压器

变压器是输配电的基础设备，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。中国在网络上运行的变压器约为 1700 万台，总容量约 110 亿千伏安。变压器损耗约占输配电损耗 40%。将交流赫兹、电压等级、节能序列、额定容量数据在 2D 面板展示有利于提高节能效率。

配电室

配电室是指低压负荷室内配电场所，主要为低压用户或电气设施配电。低压配电室的进线一般由 35kV 或 10kV 低压开关柜分布在变配电站内 400V 电缆。通过图扑软件 HT 2D 配电室内电流频率、整机功耗、交流电压、交流电流的数据监控，便于运维管理。

源网协调

在现有电源和电网协同运行的基础上，通过新的电网调节技术，可以有效地解决新能源大规模并网和分布式电源接入电网时的不友好问题，使新能源和传统电源能够参与电网调节。能源互联网的核心设备直流能量路由器可以满足未来电网电力控制的复杂性和多样性要求。

图扑软件智能双碳园区网络侧核心设备的三维模型效果主要呈现在地图上，以确保网页的高效加载和平稳运行。可提供导入 IFC 格式的 BIM 在某些场景中使用功能 BIM 降低开发成本。

可再生电源在输出功率、电压水平、频率质量等方面具有很大的不稳定性。如果这些分布式能源直接并网，会对大电网造成不同程度的干扰。使用图扑软件 2D 组态，显示交流电、直流电、信息流的设备连接，一屏控制电流的运行节点信息。用红色动态连接线从屋顶光伏-能量路由器显示直流 A\能量路由器 B——充电桩\储能设备的流动过程；能量路由器用黄色动态连接线显示信息流 A\能量路由器 B——物联网管理平台-智能双碳园区的流动过程；交流电源从开关-能量路由器-消费端的流动过程用蓝色动态连接线显示；便于操作和维护监控节点信息，增加并网的稳定性。

相较于 InTouch/IFix/WinCC 图扑基于这些传统的组态软件 Web 的平台更适合 C/S 向 B/S 可用于快速创建和部署转型、多元素可视化组件和快速数据绑定。提供各种工业场景 2D、2.5D、3D 各种清晰美观的可视化服务模式(点击链接跳转到相关页面)。工业物联网现代化、高性能、跨平台(桌面)Mouse/移动Touch/虚拟现实VR）数据可视化需求带来沉浸式使用体验。

能量路由器

能量路由器是一种集信息技术与电力电子变换技术于一体的高效利用和传输电力设备。它可以作为电力局域网干网的交互接口，一方面负责局域网内各设备的运行和能源管理，接收上层电力调度中心的指令，上传局域网的运行状态。通过 HT for Web 渲染朋克风的效果，并在能量路由器上添加 2D 显示运行时间和状态的面板。

电力电子转换技术使能量路由器能够为各种类型的分布式电源、储能设备和新负载提供所需的电能接口形式，包括各种电压和电流的直流或交流形式。交流电仍然是电能的主要使用形式，通过安装交流母线来管理分布式电源是一种合乎逻辑的电能管理方法。

未来，电网将在局部消费的基础上，以微网和智能社区为自主单位，形成自下而上的能源单元互联。通过数字电网路由器，将庞大的同步电网分为异步和自主的互联电力局域网（DGR）能量部署和网络互联。

互动网络荷

在荷侧，通过图扑软件 HT 显示动态曲线图 24 小时光伏源输出，掌握电力的峰值和谷值。利用环形图显示空调、照明、充电桩等耗电设备的比例，密切关注高能耗设备的降耗控制。当电网出现或即将出现问题时，通过主动负荷调节和响应改变趋势分布，确保电网安全、经济、可靠运行。

智能充电桩

智能电动汽车充电或智能充电是指电动汽车与充电设备共享数据连接、充电设备与充电运营商共享数据连接的系统。与传统充电设备不同，智能充电系统会智能监控、管理和限制其设备的使用，以优化能源消耗。通过 HT for Web 轻型智能充电站以贴图的形式设计，可以摆脱硬件设备的限制，实现充电桩的随时监控。模拟车辆进站的充电过程，显示智能充电桩的充电次数、当前功率、充电量和电池寿命；当车辆电磁故障时，闪烁的红色框架提示车站运维人员。

智能充电系统对设备的控制包括简单的开关充电、车辆的单向控制（V1G），允许双向车辆增加或减少充电率，并具有技术挑战性（V2G），允许电动汽车在放电模式下为电网提供服务。

智慧楼宇

智能建筑是先进技术的建筑、通信、计算机和控制，合理集成为优化的整体，具有工程投资合理、设备高度自动化、信息管理科学、服务高效、使用灵活方便、环境安全舒适的特点，能够满足信息社会发展的需要。利用图扑双碳智能园区 2D 面板智能监控楼内电梯、空调、照明的能耗，高效管理楼宇。

互动网络储

储能是微电网不可缺少的一部分，在低功耗时作为负荷充电，在高峰时作为电源释放电能。它可以在微电网中发挥峰值填充作用，大大提高间歇能源的利用效率。

SH 储能箱

点击园区内的储能箱会弹出 2D 面板对当前容量、电池温度、SOH 电池健康状态、累计充电量、累计充电次数、火灾风险进行统计和故障预警，保证集装箱系统的安全。图扑软件提供完备流水线作业工具链，从视图组件设计、图标设计、2D 图纸设计到 3D 场景设计皆有一站式的开发工具，设计师和程序员能实现协同作业开发，快速落地 2D、3D 可视化成果。

随着科技的不断发展，现在的储能主要有蓄电池储能、飞轮储能、超导磁储能、超级电容器储能，目前较为成熟的储能技术是铅酸蓄电池，但有寿命短和铅污染严重的问题。

电池系统主要由电芯串并联构成：首先十几组电芯通过串并联组成电池箱，然后电池箱通过串联组成电池组串并提升系统电压，最终将电池组串进行并联提升系统容量，并集成安装在电池柜内。储能变流器是将电池直流电转换为三相交流电的能量转换单元，其可运行于并网及离网模式。并网模式下变流器按照上层调度下发的功率指令与电网进行能量交互；离网模式下储能变流器可为厂区负荷提供电压频率支撑，并为部分可再生能源提供黑启动电源。

微电网作为一种靠近用户侧的微型综合能源系统，涵盖太阳能、风能等一次能源及电力二次能源，涉及电、热、气多种能源输配网络和负荷需求、储能、控制和保护设备及信息化平台，需以电能为核心，通过多能互联、信息能量耦合及市场经济引导，实现多能“供-需-储”协调优化和自平衡。

以现代信息通讯、大数据、人工智能、储能等新技术为依托，运用“互联网+”新模式，调动负荷侧调节响应能力。在城市商业区、综合体、居民区，依托光伏发电、并网型微电网和充电基础设施等，开展分布式发电与电动汽车（用户储能）灵活充放电相结合的园区（居民区）级源网荷储一体化建设。在工业负荷大、新能源条件好的地区，支持分布式电源开发建设和就近接入消纳，结合增量配电网等工作，开展源网荷储一体化绿色供电园区建设。

通过智能路由器-新能源微网实现园区、市电、光伏、储能、充电桩、日常负荷的连接和调节，实现“双碳”目标。