一、項(xiàng)目介紹

新能源汽車普及推動(dòng)充電樁、光伏、儲(chǔ)能在高速服務(wù)區(qū)規(guī)模化布局，促使高速能源體系從“單一用電負(fù)荷"向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化"轉(zhuǎn)型。這一變革重構(gòu)路衍經(jīng)濟(jì)能源邏輯，適配場景的新能源技術(shù)集成與管理模型成為保障系統(tǒng)安全、提升效率的關(guān)鍵。

舜通光儲(chǔ)充數(shù)字孿生管理平臺(tái)，核心是“物理場景數(shù)字化映射 + 全流程智能管控"。我們經(jīng)現(xiàn)場勘查、無人機(jī)航拍、數(shù)據(jù)采集等前期準(zhǔn)備，通過建模、3D可視化開發(fā)、數(shù)據(jù)處理，用數(shù)字孿生3D可視化技術(shù)1:1還原現(xiàn)場布局與設(shè)備狀態(tài)，構(gòu)建“實(shí)時(shí)采集 - 動(dòng)態(tài)反饋 - 智能決策"閉環(huán)。平臺(tái)接入光伏、儲(chǔ)能、充電關(guān)鍵數(shù)據(jù)，經(jīng)算法優(yōu)化轉(zhuǎn)換效率、存儲(chǔ)策略與負(fù)荷分配，實(shí)現(xiàn)全鏈條精準(zhǔn)調(diào)控，兼顧高效、穩(wěn)定與安全。

系統(tǒng)功能多層協(xié)同：以3D可視化展示設(shè)備與參數(shù)；模擬能源流轉(zhuǎn)輔助運(yùn)維；監(jiān)控異常并預(yù)警；生成調(diào)度方案，實(shí)現(xiàn)削峰填谷與供需平衡，利用清潔能源、降低成本。

二、技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1. 3D模型制作與編輯

通過blender建模軟件對航拍圖片進(jìn)行建模，模型制作完以后，對模型空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行二次命名確認(rèn)，便于web端解析處理。

2. 模型結(jié)構(gòu)交互配置

根據(jù)模型場景及項(xiàng)目需求，對模型結(jié)構(gòu)及交互功能進(jìn)行結(jié)構(gòu)化數(shù)字處理。

模型機(jī)構(gòu)處理：通常是處理場景中同類型重復(fù)渲染的模型，對模型進(jìn)行抽取編號，通過配置模型結(jié)構(gòu)信息，如模型相對坐標(biāo)，模型特征、模型材質(zhì)、模型貼圖、模型特定屬性等；極大的提高模型在場景中的渲染速度，提升加載速度；也為模型交互提供必要參數(shù)。

交互配置：根據(jù)項(xiàng)目需求，交互功能主要有模型點(diǎn)擊、模型變色、模型報(bào)警、模型運(yùn)動(dòng)、場景切換等。

3. web平臺(tái)Threejs渲染引擎

Web平臺(tái)Threejs渲染引擎以WebGL為基礎(chǔ)，依托Threejs架構(gòu)，先進(jìn)行配置文件解析與模型加載，再完成場景、相機(jī)、渲染器、燈光等組裝模型；平臺(tái)前端經(jīng)Canvas渲染，支持用戶拖拽、縮放等交互，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊模型彈窗小模型、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新等功能，還能通過業(yè)務(wù)二次開發(fā)（提供交互API），達(dá)成小模型彈窗、報(bào)警變色等拓展交互，構(gòu)建出具備豐富交互與可視化能力的渲染系統(tǒng)。

三、功能展示

1. 光伏發(fā)電

平臺(tái)支持多類型數(shù)據(jù)接口（如逆變器RS485、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)），實(shí)時(shí)采集并解析光伏陣列中每臺(tái)逆變器的運(yùn)行參數(shù)，包括但不限于累計(jì)發(fā)電量、實(shí)時(shí)發(fā)電功率、當(dāng)日發(fā)電量、功率曲線、設(shè)備溫度等，并將這些數(shù)據(jù)精準(zhǔn)映射到3D模型中的對應(yīng)光伏板組件上 —— 用戶點(diǎn)擊任意光伏板模型，即可彈窗顯示其關(guān)聯(lián)逆變器的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

同時(shí)，模塊具備數(shù)據(jù)趨勢分析功能，可自動(dòng)生成單日/月度/年度發(fā)電量曲線，對比歷史同期數(shù)據(jù)，輔助運(yùn)維人員判斷光伏系統(tǒng)效率是否達(dá)標(biāo)。當(dāng)出現(xiàn)發(fā)電量驟降、逆變器離線等異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)聯(lián)動(dòng)設(shè)備報(bào)警模塊，觸發(fā)光伏板模型變色（如變?yōu)榧t色），并同步推送異常原因初步診斷（如“可能因遮擋導(dǎo)致逆變器12功率偏低"），提升光伏系統(tǒng)的運(yùn)維響應(yīng)效率。

2. 車輛充電

數(shù)字孿生場景中，充電車輛與樁的狀態(tài)實(shí)時(shí)映射：車輛模型動(dòng)態(tài)顯示荷電進(jìn)度（SOC），充電樁以顏色標(biāo)識工作狀態(tài)（綠常、黃預(yù)警、紅故障），同步呈現(xiàn)實(shí)時(shí)功率。系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)光儲(chǔ)數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)配能源 —— 光伏盈余時(shí)提升充電功率，峰時(shí)優(yōu)先調(diào)用儲(chǔ)能供電，谷時(shí)為儲(chǔ)能補(bǔ)電，還支持遠(yuǎn)程啟停、故障預(yù)警，高效匹配 “光-儲(chǔ)-充" 協(xié)同，提升綠電消納與充電可靠性。

3. 場景切換

場景切換功能基于數(shù)字孿生的動(dòng)態(tài)建模能力，實(shí)現(xiàn)物理場景與虛擬場景的實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，為能源調(diào)度提供多維度環(huán)境適配支持。

系統(tǒng)通過對接當(dāng)?shù)貧庀笳緦?shí)時(shí)數(shù)據(jù)（溫度、光照強(qiáng)度、降水概率等），自動(dòng)觸發(fā)場景模式切換，涵蓋白天/夜晚、晴天/陰天/雨天/雪天等典型場景；同時(shí)支持手動(dòng)切換模式，供運(yùn)維人員模擬如暴雨、沙塵暴天氣下的能源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

該功能通過環(huán)境與能源系統(tǒng)的可視化關(guān)聯(lián)，讓調(diào)度人員能更直觀地預(yù)判不同場景下的能源供需平衡，提前制定應(yīng)對方案。

4. 視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控功能實(shí)現(xiàn)了物理場景攝像頭與數(shù)字孿生3D模型的空間融合，構(gòu)建 “虛擬場景 - 實(shí)景畫面" 的聯(lián)動(dòng)監(jiān)控體系。

平臺(tái)通過SDK對接服務(wù)區(qū)內(nèi)的高清攝像頭（覆蓋光伏區(qū)、儲(chǔ)能站、充電樁群、配電室等關(guān)鍵區(qū)域），將實(shí)時(shí)視頻流嵌入對應(yīng)的3D模型位置 —— 例如，用戶點(diǎn)擊模型中的 “充電樁3"，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)取該充電樁正前方攝像頭的實(shí)時(shí)畫面，清晰查看車輛充電狀態(tài)、槍頭連接情況等細(xì)節(jié)；點(diǎn)擊 “儲(chǔ)能站" 模型，則可切換至站內(nèi)全景攝像頭畫面，監(jiān)控儲(chǔ)能電池組的運(yùn)行環(huán)境。

5. 設(shè)備報(bào)警

設(shè)備報(bào)警功能通過實(shí)時(shí)監(jiān)測關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，構(gòu)建 “異常識別 - 分級預(yù)警 - 聯(lián)動(dòng)處置" 的閉環(huán)管理機(jī)制，保障能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

系統(tǒng)預(yù)設(shè)多類設(shè)備的報(bào)警閾值（如逆變器電流上限、儲(chǔ)能電池溫度上限、充電樁電壓波動(dòng)范圍等），通過傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并與閾值比對。當(dāng)出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會(huì)立即觸發(fā)報(bào)警。

通過該功能，設(shè)備異常的發(fā)現(xiàn)與處置時(shí)間較傳統(tǒng)人工巡檢縮短60% 以上，大幅降低因設(shè)備故障導(dǎo)致的能源中斷風(fēng)險(xiǎn)。

四、項(xiàng)目應(yīng)用價(jià)值

該項(xiàng)目通過數(shù)字孿生與光儲(chǔ)充協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)能源利用效率與運(yùn)營效益的雙重突破：

經(jīng)濟(jì)價(jià)值：整合光伏、儲(chǔ)能與充電需求，動(dòng)態(tài)調(diào)配能源流向 —— 光伏盈余時(shí)提升充電功率，峰時(shí)優(yōu)先調(diào)用儲(chǔ)能供電，谷時(shí)為儲(chǔ)能補(bǔ)電，顯著降低電網(wǎng)購電成本。例如，類似項(xiàng)目通過光儲(chǔ)協(xié)同可將光伏消納率提升至 99.7%，儲(chǔ)能套利收益增加25%以上，綜合運(yùn)營成本降低18%-25%。

社會(huì)效益：通過數(shù)字孿生界面實(shí)現(xiàn)充電進(jìn)度可視化、能源來源公示及錯(cuò)峰引導(dǎo)，優(yōu)化用戶體驗(yàn)；同時(shí)通過負(fù)荷均衡算法平抑電網(wǎng)波動(dòng)，減少區(qū)域電網(wǎng)擴(kuò)容壓力。

環(huán)境效益：強(qiáng)化綠電消納能力，例如某項(xiàng)目每年減少二氧化碳排放約176噸，用戶充電時(shí)可明確感知“光伏電占比78% +儲(chǔ)能電占22%"，推動(dòng)交通用能與可再生能源高效協(xié)同，助力“雙碳"目標(biāo)。

五、技術(shù)創(chuàng)新亮點(diǎn)

項(xiàng)目通過跨領(lǐng)域技術(shù)融合構(gòu)建：

數(shù)字孿生深度應(yīng)用

實(shí)現(xiàn)充電車輛與充電樁的三維動(dòng)態(tài)映射，實(shí)時(shí)同步SOC進(jìn)度、功率波動(dòng)等參數(shù)，并以顏色標(biāo)識狀態(tài)（綠常、黃預(yù)警、紅故障），結(jié)合多維度數(shù)據(jù)看板（全站/單樁數(shù)據(jù)），形成全流程透明化管理。

集成視頻監(jiān)控與維修工單系統(tǒng)，故障時(shí)自動(dòng)調(diào)取現(xiàn)場畫面并生成可追溯的運(yùn)維檔案，提升響應(yīng)效率。

光儲(chǔ)充協(xié)同控制技術(shù)

基于大模型的微電網(wǎng)控制技術(shù)，融合氣象、負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化儲(chǔ)能充放電策略。

多源數(shù)據(jù)融合算法實(shí)現(xiàn) “光 - 儲(chǔ) - 充" 動(dòng)態(tài)分配，支持分鐘級策略調(diào)整與秒級控制響應(yīng)，精準(zhǔn)匹配能源供需。

智能預(yù)測與柔性調(diào)控

采用多時(shí)間尺度感知技術(shù)，提前72小時(shí)預(yù)判能源態(tài)勢，結(jié)合電力市場分時(shí)電價(jià)生成最佳策略，系統(tǒng)通過AI負(fù)荷預(yù)測將光伏消納率提升至85%以上。

支持全直流能源架構(gòu)與V2G技術(shù)，通過V2G充電樁實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)雙向互動(dòng)，年均提升綠電利用率10%，推動(dòng) “移動(dòng)儲(chǔ)能" 模式落地。

全鏈路安全保障

集成12類故障監(jiān)測與三級安全防護(hù)體系，系統(tǒng)通過多參數(shù)融合診斷提前14天預(yù)警電池異常，將充電故障率從1.2%降至0.15%。

結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源交易合規(guī)存證，平臺(tái)自動(dòng)生成收益報(bào)告與碳排數(shù)據(jù)，支撐綠證申領(lǐng)與碳配額交易。

六、總結(jié)

該項(xiàng)目通過 “數(shù)字孿生 - 智能算法 - 能源協(xié)同 - 安全防護(hù)" 四維創(chuàng)新，不僅為光儲(chǔ)充電站提供精細(xì)化管理范式，更以 “綠電消納率高、運(yùn)營成本低、用戶體驗(yàn)優(yōu)" 的核心優(yōu)勢，成為新型電力系統(tǒng)與智慧交通融合的實(shí)踐。