在全球能源转型与可持续发展的背景下，风能作为清洁能源的重要组成部分，正越来越受到重视。随着风电装机容量的不断增加，如何高效、安全地运营与管理风电场，成为了行业面临的重要挑战。数字孪生技术的崛起，为风电行业的数字化运营与监管提供了全新的解决方案，使得实时监控与数据分析成为可能。
本期文章将围绕“数字孪生助力智慧风电数字化运营监管”的案例展开，深入探讨这一前沿技术在风电场管理中的应用。通过创建风电设备与运行状态的虚拟模型，数字孪生能够实现对风力发电机组的全面监测，提供实时数据分析和预测功能，有效提升设备的运行效率和维护管理水平。
该项目由分布在山区的各个风力发电机和用于风电设备监管与电能储备的风电场两部分组成。风能发电设备通常设立在地势崎岖、人口稀少的偏远地区，这带来了风电机组分布远、运维人员劳动强度大的挑战。项目通过SCADA系统汇聚并监管各个风机的运行数据及参数，实时监控设备的运行状态并自动预警。然而，SCADA系统存在信息量小、传输距离有限的问题，难以支撑精细化管理。此外，风电场的在线监测手段相对单一，无法实现远程巡检，也无法预判风机关键部件的健康状况。与此同时，风电场站各类监管系统种类繁多，各平台之间存在数据孤岛，导致风机缺陷和预警信息的实时性差，易产生误检。因此，打通数据壁垒、实现数据共享成为当务之急，推动风电行业与数字孪生技术深度融合，打造智慧风电管理中心显得尤为重要。
我国风电行业持续发展，并且国家不断对风电等可再生能源提出建设要求。在“十二五”时期，国家目标是风电并网装机容量达到1亿千瓦；到“十三五”时期，该目标提高到2.1亿千瓦；而在“十四五”规划中，国家明确目标是到2030年，风电和太阳能发电总装机容量需超过12亿千瓦。
在空间布局上，重点建设沙漠、戈壁、荒漠等地区的大型风电基地，同时稳步推进海上风电基地的建设。国家通过发布风力发电政策、条例和指导意见，进一步明确风电行业发展方向。比如，2018年国家能源局要求稳步推进风电项目建设，并规划年度新开工建设规模；2019年国家发改委发布《绿色产业指导目录》，明确风电设施建设的标准；而2020年，国家能源局进一步推动清洁能源利用，要求提升风电、光伏发电的比重。
随着“双碳”目标的提出，能源利用效率和碳排放的降低成为关键目标，风电行业逐渐成为可再生能源的重要组成部分。2022年我国新增风电装机量达到790万千瓦，占可再生能源新增装机的31%。然而，风电行业也面临一些挑战：
数字孪生技术为风力发电场的运营和监管提供了全新的解决方案。通过对风力发电场及每一台风电设备的实时监测和数据分析，数字孪生可以实现对风机运行状态的精准捕捉，并利用大数据技术进行故障预测，及时发现问题，提高风电场的运行效率。此外，数字孪生技术还可优化风电场布局，提升发电能力。通过对风资源的定量分析，确定风机的最佳安装位置以提高风速和发电效率。
数字孪生还可以为运维团队提供有价值的决策支持，提升运维效率。通过对日常运营数据的分析，优化运维管理，确保风电场的长期稳定运行。
该系统面向大型风力发电机的管理，采用数字孪生技术实现风电设备全生命周期的可视化管理，帮助客户降低成本、提升管理效率。用户可以通过线上平台实现对风电设备的全方位监控，进行数据查看与场景操作（放大、缩小、平移等）。系统的功能包括：
该功能通过1:1还原风机的外部结构和主要部件，并对接物理传感器的实时数据，精确呈现设备的运行状态、环境、电量和性能等信息。功能如下：
数字孪生技术通过模拟风场的运行情况，并结合风速和风向预测，提供对风电机组的能量管理、电力交易、健康趋势分析和故障预警等支持。功能包括：
通过可视化界面监测、控制和管理风电储能电站的运行状态。功能包括：
数字孪生应用使得用户能够在数字风电全景图中进行对风电机组、升压站、配电室的漫游巡检。功能包括：
通过虚拟现实或增强现实技术，实时查看和监控三维空间特征的监管视频，提供更直观的监视体验。功能包括：
数字孪生技术应用于告警系统，能够通过三维场景联动，快速定位告警事件并查看监控视频，及时发现并解决问题，确保供电安全。功能包括：
数字孪生技术在电力应急抢修中的应用，提供三维可视化管理，帮助进行实时抢修。功能包括：
需求调研是实施过程中至关重要的第一步，主要通过以下几个步骤进行：
项目交付包含以下内容：
针对不同层级的用户，提供线上、线下多种形式的培训，确保用户能够熟练使用系统。培训形式包括：