當(dāng)今時代是信息化時代，而信息的數(shù)字化也越來越為研究人員所重視。數(shù)字化，將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M制代碼，引入計算機內(nèi)部，進行統(tǒng)一處理，這就是數(shù)字化的基本過程。
近期，我國首 個全生命周期數(shù)字化智慧型海上風(fēng)電場管理平臺正式上線運行。平臺以“1個數(shù)據(jù)中臺，1個協(xié)同指揮中心，2大核心平臺”為架構(gòu)，充分運用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進通信技術(shù)，實現(xiàn)海上風(fēng)電場各個環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)融通，大力提升數(shù)據(jù)自動采集、自動獲取、靈活應(yīng)用的能力。
這是國內(nèi)首 個“超視距”微波通訊系統(tǒng)、基于北斗定位的人員跟蹤和落水輔助救援系統(tǒng);以信息融通為特征的數(shù)字化移交系統(tǒng);基于BIM技術(shù)的數(shù)字孿生海上風(fēng)電場。
微波通訊系統(tǒng)由微波發(fā)信機、收信機、天饋線系統(tǒng)、多路復(fù)用設(shè)備及用戶終端設(shè)備等組成的通信系統(tǒng)。利用微波進行通信具有容量大、質(zhì)量好并可傳至很遠(yuǎn)的距離，因此是國家通信網(wǎng)的一種重要通信手段，也普遍適用于各種專用通信網(wǎng)。微波站的設(shè)備包括天線、收發(fā)信機、調(diào)制器、多路復(fù)用設(shè)備以及電源設(shè)備、自動控制設(shè)備等。為了把電波聚集起來成為波束，送至遠(yuǎn)方，一般都采用拋物面天線，其聚焦作用可大大增加傳送距離。多個收發(fā)信機可以共同使用一個天線而互不干擾，我國現(xiàn)用微波系統(tǒng)在同一頻段同一方向可以有六收六發(fā)同時工作，也可有八收八發(fā)同時工作以增加微波電路的總體容量。
海上風(fēng)電場是水深10米左右的近海風(fēng)電，利用海上風(fēng)力資源發(fā)電的新型發(fā)電廠。與陸上風(fēng)電場相比，海上風(fēng)電場的優(yōu)點主要是不占用土地資源，基本不受地形地貌影響，風(fēng)速更高，風(fēng)電機組單機容量更大(3～5兆瓦)，年利用小時數(shù)更高。海上風(fēng)電場建設(shè)的技術(shù)難度也較大，建設(shè)成本一般是陸上風(fēng)電場的2～3倍。
中國海上風(fēng)能資源豐富，且主要分布在經(jīng)濟發(fā)達、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較強、又缺乏常規(guī)能源的東南沿海地區(qū)。在石油資源形勢日益嚴(yán)峻的情況下，各國均將眼光投向了風(fēng)力資源巨大的海域，歐洲多個國家已建立了多個海上風(fēng)力發(fā)電廠而且規(guī)模巨大。風(fēng)電發(fā)展一直保持著世界增長較快的能源地位。
風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械功，機械功帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終輸出交流電的電力設(shè)備。風(fēng)力發(fā)電機一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(包括裝置)、調(diào)向器(尾翼)、塔架、限速安全機構(gòu)和儲能裝置等構(gòu)件組成。風(fēng)力發(fā)電機的工作原理比較簡單，風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn)，它把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機械能，發(fā)電機在風(fēng)輪軸的帶動下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。廣義地說，風(fēng)能也是太陽能，所以也可以說風(fēng)力發(fā)電機，是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)電機。
小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng)：風(fēng)力發(fā)電機+充電器+數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機由機頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風(fēng)力并通過機頭轉(zhuǎn)為電能;尾翼使葉片始終對著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能;轉(zhuǎn)體能使機頭靈活地轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能;機頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。
風(fēng)力發(fā)電機因風(fēng)量不穩(wěn)定，故其輸出的是13～25V變化的交流電，須經(jīng)充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電，才能保證穩(wěn)定使用。
機械連接與功率傳遞：水平軸風(fēng)機槳葉通過齒輪箱及其高速軸與萬能彈性聯(lián)軸節(jié)相連,將轉(zhuǎn)矩傳遞到發(fā)電機的傳動軸,此聯(lián)軸節(jié)應(yīng)按具有很好的吸收阻尼和震動的特性，表現(xiàn)為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移，并且聯(lián)軸器可阻止機械裝置的過載。另一種為直驅(qū)型風(fēng)機槳葉不通過齒輪箱直接與電機相連風(fēng)機電機類型。
建筑信息模型，簡稱BIM模型是建筑學(xué)、工以三維圖形為主、物件導(dǎo)向、建筑學(xué)有關(guān)的電腦輔助設(shè)計。通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為這個模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫。該信息庫不僅包含描述建筑物構(gòu)件的幾何信息、專業(yè)屬性及狀態(tài)信息，還包含了非構(gòu)件對象(如空間、運動行為)的狀態(tài)信息。借助這個包含建筑工程信息的三維模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，從而為建筑工程項目的相關(guān)利益方提供了一個工程信息交換和共享的平臺。
可視化即“所見所得”的形式，對于建筑行業(yè)來說，可視化的真正運用在建筑業(yè)的作用是非常大的，例如經(jīng)常拿到的施工圖紙，只是各個構(gòu)件的信息在圖紙上采用線條繪制表達，但是其真正的構(gòu)造形式就需要建筑業(yè)從業(yè)人員去自行想象了。BIM提供了可視化的思路，讓人們將以往的線條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前;建筑業(yè)也有設(shè)計方面的效果圖。但是這種效果圖不含有除構(gòu)件的大小、位置和顏色以外的其他信息，缺少不同構(gòu)件之間的互動性和反饋性。而BIM提到的可視化是一種能夠同構(gòu)件之間形成互動性和反饋性的可視化，由于整個過程都是可視化的，可視化的結(jié)果不僅可以用效果圖展示及報表生成，更重要的是，項目設(shè)計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進行。
數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應(yīng)的實體裝備的全生命周期過程。數(shù)字孿生是一種超越現(xiàn)實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統(tǒng)的數(shù)字映射系統(tǒng)。數(shù)字孿生是個普遍適應(yīng)的理論技術(shù)體系，可以在眾多領(lǐng)域應(yīng)用，目前在產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造、醫(yī)學(xué)分析、工程建設(shè)等領(lǐng)域應(yīng)用較多。目前在國內(nèi)應(yīng)用最深入的是工程建設(shè)領(lǐng)域，關(guān)注度最高、研究最熱的是智能制造領(lǐng)域。
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