【数领未来 智造新篇】数字技术赋能电网工程

学术   2024-11-22 17:41   湖北  

数领未来 智造新篇


数字技术赋能电网工程


编者按


近年来,党中央高度重视数字经济的发展,推出了多项政策文件,明确了数字经济发展方向。《数字中国建设整体布局规划》提出“2522”整体框架,聚焦数字基础设施、技术创新和数字安全屏障的全面建设,以实现经济、社会、生态等多领域的深度融合。作为能源变革的重要力量,电力行业也在数字化转型浪潮中迎来全新机遇。构建新型电力系统,加快电网业务的数字化转型,将为电网企业深化产业结构升级提供强大推动力。


为贯彻落实“数字中国”战略,积极发展新质生产力,加快推进能源行业数字化与智能化转型。公司秉持产业与技术深度融合的原则,基于三维地理信息系统(GIS)和建筑信息模型(BIM)并融合相关数字化技术,为电网工程提供涵盖勘测、设计、施工全生命周期的数字化增值服务。


01

武汉江北500千伏变电站

武汉江北500千伏变电站为“十四五”期间湖北重点工程,是华中地区首座500千伏全户内变电站。本工程结合BIM技术,生成直观的BIM地质模型。支持地层建模,基于地质数据库信息,实现了勘探、地质、物探等三维模型的实时生成;对无人机实景模型精度提高研究,在工程中深入应用该技术,实景模型在BIM地理信息系统上及BIM设计软件上的优势整合,实现了工程数字化技术创新;开展电缆敷设精细化设计应用研究,利用BIM设计平台直观、高效地展示电缆在空间上的走向、路径、长度,优化电缆敷设;基于GIM技术的装配式变电站工程的费用控制研究,有效实现三维设计成果直接向技经成果转化,打破了技经与设计等多方数据壁垒。

该工程难点在于通道十分狭窄,在一百余米宽度的走廊里需要容纳8回220千伏线路、2回500千伏线路,通过公司自主研发的国产三维数字化电网规划设计平台加载激光点云数据,设计人员可以便捷地完成各种空间间距的校核工作,降低了空间间距校核工作量,提高了约25%的工作效率。

同时,该平台对各种专业计算软件进行了接口的开发,打通了地质数据、杆塔荷载、基础作用力之间的数据通道,完成了自动批量基础计算优选等工作,减少了基础选型和计算大约40%的工作量。依据勘测数据,通过平台功能自动生成了房屋分布图、林木砍伐图等施工图卷册,减少了约20%的出图工作量。

设计过程中,辅助完成了诸如重要交叉跨越施工方案设计、施工进场道路方案设计等施工策划工作,在设计阶段提前考虑施工难点,为施工阶段提供了支撑。

建设过程中,工程探索了BIM技术在全生命周期的应用,提高了建设质量,获得了中国电力建设企业协会首届电力建设数智化大赛二等奖。方案适应行业需求,数据贯通全面应用于输变电项目建设的各个过程,其理念适用于各类工程项目建设,推广意义重大。


02

张北~胜利1000千伏特高压

交流输电线路工程

张北~胜利1000千伏交流输电线路工程起点为张北1000千伏变电站,终点为胜利1000千伏变电站,推荐路径长度约为366千米,途经河北省、内蒙古自治区共计2省2市7县(旗)。


该工程在高分辨率地理数据的基础上通过集成和管理基础地理数据、电网专题数据,融合勘测、水文、地质、电气、结构、技经等专业数据,使工程数据按照设计流程流动。利用平台融合的数据,实现了集选线、排位以及实时校核功能于一体的协同设计功能。


针对特高压工程中的分体式换位塔难以完成数字化移交的工作,通过研究数字化移交规范,重新设计了移交文件封装方式;通过调整文件索引等方式,攻克了分体式换位塔的移交难点。

03

黄冈东门河220千伏输电线路工程

该工程结合影像、高程、专题图等基础数据,开展路径方案的三维选线工作。基于线路通道走廊数据,可以精确判断线路与各种障碍设施、敏感区的相对位置关系,提高路径选择效率。开展多方案比选,通过对不同方案的塔重、耐张塔比例、平均呼高等经济指标自动统计对比,完成最优路径的选择。通过二三维联动排位设计,在已生成二维平断面图基础上,实现了排塔的二三维联动。

基础配置模块依据地形数据、铁塔模型、荷载与基础作用力计算成果综合计算分析,完成长短腿选择和基础配置功能。支持自动化长短腿配置、自动化配基、基础施工图的成图和输出,以及相关材料量的统计。

完成了杆塔放样级模型构建,并通过技术手段,较为便捷地从放样模型生成杆塔组装图。优化了大量高精度模型在场景中的渲染问题。直接从放样模型中提取了杆塔材料等工程量数据。

工程设计模型通过轻量化工具转换后在移动终端设备上进行使用,三维设计模型挂接了各种施工图纸,在平板电脑或手机上可以直接查阅,便于施工人员进行无纸化施工工作。

设计模型结合施工完成后的激光点云数据进行比对验证,核实塔位和弧垂数据是否符合验收要求,利用数字化技术辅助竣工验收工作。



结语



未来,公司将继续深化数字技术在电网工程建设中的应用,开展关键技术攻关工作,在基础设施共建、跨领域技术融合、数据共享互认、能力开放互用等方面形成长效协同机制,加深产业链的交流合作与需求对接,为构建电力行业技术产业优势互补、协同共赢的生态赋能。



策划:数字化分公司、党群工作部

供稿:数字化分公司

编辑:党群工作部


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湖北省电力规划设计研究院
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