在浩瀚的渤海湾，有一片风电场正以它独特的姿态迎风旋转，这就是山东能源渤中海上风电A场址项目。笔者了解到，该项目严格创造了“五个当年”的海上风电建设奇迹，即当年规划、当年核准、当年开工、当年并网、当年达效，刷新了全球海上风电推进最快速度。在近期于加拿大温哥华举办的Bentley 2024年纵览基础设施大会上，该项目一举夺得流程和发电类别的光辉大奖。
是怎样的智慧与创新，让这座风电场拥有如此迅速的建设速度，进而吸引了评委的目光呢？今天，我们就来聊聊这个充满智慧与创新的海上风电场，以及它背后的故事。
风起云涌，挑战重重
故事的开始，总是伴随着巨大的挑战。在山东省东营市的海域上，一场前所未有的风电建设大戏悄然拉开序幕。项目总投资约60亿元，总装机容量达50万千瓦，需要建设60台单机容量8.35兆瓦的巨型风电机组，配套建设一座陆上集控中心，一座220kV海上升压站。这不仅仅是数字的堆砌，更是对技术和管理的极限考验。
该项目总包方中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司（简称“中南院”）新能源工程设计院数字工程所所长糜文杰介绍：“我们在项目执行过程中遇到了重重挑战，包括项目年初核准，年底要求并网，工期进度十分紧张；平价上网对工程经济性要求更高，需要优化设计方案以降低成本；场区水文、地质条件复杂，对基础结构设计和施工影响较大；施工海域利益相关者多，施工协调难度大等等。”
智慧“双生”，应运而生
然而，面对这些看似不可能完成的任务，中南院将项目融入智慧数字孪生海上风电场的理念，给出了令人眼前一亮的答案——数字孪生电场。
想象一下，在现实世界中有一个风电场在紧张施工，而在虚拟世界里，也有一个一模一样的“双胞胎”在同步成长。这就是中南院利用Bentley的产品和技术，对项目进行BIM模型建设，搭建的海上风电数字孪生沙盘。这个数字孪生沙盘，在设计阶段就能够帮助工程师预测潜在问题，优化设计方案；在施工期间深化应用于智能化施工管控系统，模拟真实场景，确保每一步都走得稳健而高效；更值得称道的是，该数字孪生沙盘在完成交付后，进一步被深化应用于智能运维系统中，使风电场高度智能化，提升风电场精益化管理能力，实现风电场的高效运行和维护。
管理海上升压站模型
BIM建模，匠心独运
在数字孪生的世界里，一切都变得那么清晰而可控。中南院的设计师们利用BIM技术，对海上升压站、海上电缆、陆上集控中心等关键部位进行了精确建模。
其中，采用了ProjectWise协同设计软件，根据项目特点专门设定了项目工作目录结构，以促进各专业间的协同合作；所有专业都采用了MicroStation和Navigator进行建模、碰撞检查和校核批注工作；OpenBuildings用于陆上集控中心建筑及站内总图BIM设计、海上升压站水暖电BIM设计；Substation用于海上升压站及陆上集控中心电气设备布置及接地等设计；Bentley Raceway and Cable Management (BRCM) 用于电缆桥架、埋管等设计；海上升压站施工图采用BIM设计，将结构及附属构件、舾装、设备、管路等信息整体进行三维建模，进而实现设备优化、管路布置、碰撞检查。这不仅提升了设计质量，更为后续的建造和运维工作提供了有力的支持。
更难能可贵的是，他们还自主研发了一系列辅助设计工具，比如基于智能算法的海缆集电线路优化软件，就是在Bentley MicroStation的基础上进行的二次开发。通过对集电线路拓扑构造、送出电缆布置及海上升压站选址的多要素协同优化，对站址进行智能寻优，实现集电线路方案自动化设计和产品的生成，大大提高了设计效率和经济性。
数字孪生，赋能运维
当风电场建成并网发电后，数字孪生的作用并没有结束。相反，它成为了风电场运维管理的得力助手。通过关联运维期动态信息，结合GIS大场景，数字孪生电场能够实时反映风电场的运行状态，仿真模拟各种环境条件，无论是反映桩基地质条件、仿真天气海浪等环境，还是仿真沉桩等关键施工流程、电力潮流动态模拟、设备布置可视化、生产监测可视化、设备拆解可视化等，数字孪生电场都能轻松应对，为运维人员提供决策支持，这使得风电场的运行维护变得更加高效、精准。
山东渤中海上风电运维智慧平台
数智创新，未来可期
项目在“低、快、好、智”四方面尤为突出，即单位造价低、节点速度快、创新效益好、智慧程度高。
该项目通过采用SACS、PLAXIS Monopile Designer模块以及PLAXIS 3D模块进行精确计算，成功优化了单桩基础的工程量，主体部分节省了6857吨，套笼优化了1700吨。同时，项目团队还对海上升压站的结构及设备布置进行了优化，从而有效控制了成本。该项目在首批核准的平价海上风电项目中，单位千瓦造价达到最低。
糜文杰说：“我们利用 Bentley 的开放式三维建模软件和 ProjectWise 建立了协同式数字化环境、BIM 模型和数字孪生模型，并利用二次开发的软件实现了自动化设计、智能化工作流、集成化交付，有效支撑了跨专业、跨地域、跨周期协同需求。这种集成技术方法将设计、建模时间缩短了 30％，施工周期缩短了20％，节省成本 10％。”
这个项目的成功不仅标志着海上风电迎来了大发展的黄金时代，也展示了数字孪生技术在风电领域应用的无限可能。
结语
故事讲到这里，你是不是也对这个充满智慧和创新的海上风电场充满了敬意和好奇呢？在未来的日子里，让我们共同期待更多像山东能源渤中海上风电A场址这样的项目涌现出来，为我们的生活和环境贡献更多的绿色能量！
