数字化技术在电力工程设计中的应用
张业伦
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张业伦,. 数字化技术在电力工程设计中的应用[J]. 中国电力技术,20223. DOI:10.12721/ccn.2022.159541.
摘要: 如何在项目的全生命周期中应用数字化设计技术,如何在项目参与者中有效利用设计成果,提高项目质量和管理水平,是现阶段业主对数字化设计技术关注度的集中体现。对工程公司而言,数字化工程不仅是一个交付物,更是一种全新的项目管理模式和理念,即对项目数据、信息的全生命周期下的一体化集成管理。数字化工程管理模式的运用,不仅能将设计、建造、运行等各阶段的工厂信息进行关联,而且在工厂建设阶段,采用该模式能起到缩短建设周期、节约建设投资的意义。本文对数字化技术在电力工程设计中的应用进行了分析。
关键词: 数字化技术;电力工程设计;应用
DOI:10.12721/ccn.2022.159541
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引言

当前,以大数据、云计算、人工智能为代表的新一代数字技术与能源产业相互渗透、深度融合,成为引领能源产业改革、实现创新驱动发展的驱动力.在此背景下,电力设计企业应积极关注、研究和利用新一代数字技术,并将这些技术组合应用于规划咨询、勘测设计、工程总承包等不同场景,驱动自身数字化转型和可持续发展。 尽管越来越多的企业将数字化转型作为战略核心,但多数企业普遍缺乏清晰的战略定位与实施路径,并且对数字化转型的艰巨性、长期性和系统性认识不足,没有形成有效的配套保障机制,仍面临着转型难出成效的困境。基于此,本文系统阐述电力设计企业数字化转型的措施,以期为企业数字化转型提供借鉴指引。 

1数字化

利用新一代信息技术,构建数据采集、传输、存储、处理、反馈的闭环,突破不同层级、不同行业之间的数据壁垒,提高行业整体的运行效率,构建全新的数字经济体系。从业务角度简单地理解,利用云计算、大数据、物联网、人工智能等先进技术将现实世界重构为数字世界,形成对物理世界的仿真,实现从“物理”到“虚拟”的转变。

2 数字化转型的特征

数字化转型是充分利用数字技术控制业务、流程和服务的根本性变革。它有以下三个特点。(1)灵活高效的敏感体系结构。 敏感体系结构是一种 IT 体系结构,它可以快速响应业务变化,通过敏捷开发持续交付,并灵活支持上层应用程序创新。(2)按照由“量测 -控制”模式实施数字物理深度耦合。  (3)数字化转型将促进企业的根本变革。 数字化转型不仅是数字化技术的应用,还创造了新的数字化应用场景,并为电网带来了全方位变化

3数字化技术在电力工程设计中的应用

3.1 构建能源大数据中心

目前能源领域的数据流通、共享和交易机制不成熟,数据来源比较狭窄,大部分掌握在政府和核心企业手中。随着政府信息公开和数字产业的兴起,企业可围绕建设能源大数据汇聚基地、区域能源运行监管中心、高端能源信息应用服务平台的定位和目标要求,整合风光资源、电力系统规划、国土空间规划、电力市场交易等数据,逐步构建能源大数据平台,为政府和业主提供能源规划、能源预测、能源建造、能源管理等高端咨询服务,进一步开拓企业的业务发展空间。

3.2全模态仿真协同平台建设应用

针对集中式新能源站,提出了基于数据物理融合的新能源单元精确建模方法。例如,基于数据-物理一体化的光伏电站精确建模。 针对小容量分布式或新建光伏电站出力预测的问题,提出基于空间相关性的光伏主从预测技术;目前负荷模型仍采用简单模型或典型参数,仿真结论与实际运行情况存在出入,对电网仿真分析工作带来了不利影响。 基于负荷精细化建模。 随着能源互联网技术的不断深化,新型负荷元素接入电网,使得负荷侧呈现出电力电子化、随机性、智能化的新特点。 为实现对电力用户负荷信息的在线量测,研发了负荷智能终端和智能平台。 智能终端采集的数据用于负荷模型的在线修正。 智能终端实时采集用户负荷电气信息,通过路由器和通讯基站将负荷信息上传至云平台,并进行数据处理及可视化展示。 同时,智能终端还可接收和执行控制中心下发的负荷开断及功率调节等控制指令。

3.3推广BIM正向设计

电力设计企业应高度重视BIM协同设计平台的建设,从正向设计的角度考虑BIM技术与工程设计的集成应用,加快建设发电工程、变电工程、输电工程及非电工程的  BIM协同设计平台,并基于这些平台开展 BIM正向设计,解决长期以来设计过程中三维建模与二维出图互不关联的“两张皮”问题。通过 BIM 正向设计,实现专业内与专业间的数据交换与信息共享,消除设备、管道、支吊架、电缆桥架、土建结构之间的硬碰撞问题,同时解决诸如保温空间、热态位移空间、运行维护及检修空间等软碰撞问题;实现系统设计与布置设计关联校验、建模计算出图一体化、三维电缆自动敷设、仪表架快速布置、复杂空间电气安全净距校验等。同时,通过开展基于 BIM 技术的优化设计和深化设计,将设计与采购、施工相融合,在设计阶段提前编制设备材料清册,并充分考虑施工条件、施工能力和可施工性,为采购与施工的顺利开展创造有利条件。

3.4采购阶段工程信息模型应用

通过工程信息模型的建立,将数字模型、材料报表、材料采购系统进行整合,实现材料采购的可视化、精细化管理。为业主提供数字化采购支持,业主可以通过数字化移交平台获得采购所需的数字化信息。在产品询价阶段,提供建设电厂所需的设备和元件的技术规范书,指导业主按照设计需求向各厂家询价。在合同签订阶段,提供准确的设备以及零部件的具体型号和精确数量,便于合同的签订,减少浪费。一体化的设计采购流程保证了采购的物资和设计的一致性,保障了采购质量

3.5 强化数字化管控技术方法创新与应用

电力建设的数字化发展和优化依赖于现代信息技术和先进设备,同时需要加强相关领域核心问题技术方法的自主创新、研发和应用。电力工程建设管理一线责任主体与全团队参与人员,针对主要管控环节及关键管控领域,应强化核心问题与提升目标分析,有针对性解析数字化发展的突破口与关键需求,引入相关先进理论方法或理念机制,改造应用到电力工程建设数字化提升领域,实现核心问题主要主体的群策群力与自主创新开发提升,助力关键解决反映业务需求,提升数字化开发成果的科学性与适用性。

3.6强化数字化管控体系与评价机制建立

电力建设的数字化发展不仅是建设智能化、高效化的重要体现,也是工程建设管理水平跨越式发展的重要组成部分。相关电力企业应重视工程建设数字化管控体系建立,在引用先进数字化技术与管理理念的同时,逐步优化完善配套管理机制与管理手段,实现数字化管控应用到电力工程建设领域的思想定位与战略提升;提出适用于本企业的电力工程建设数字化管控策略方针,科学有序部署数字化目标建立与逐步开发完善;提出工程建设数字化管控评价机制,能够系统科学评估企业在电力工程建设领域数字化管控水平与主要问题,为综合提升电力工程建设数字化管控能力提供支撑。

  结束语

利用移动互联网技术为现场施工提供数字化设计成果,实现设计模型在施工现场手持设备上的应用。利用人工智能技术,实现电厂的智能点检、巡检和智能安防。智能机器人凭借智能定位系统、智能图像识别技术以及多种无线传感器,实现机器人智能无纸化点检、巡检。 随着行业市场化、专业细分的程度越来越高,对勘测业务采购的质量要求也越来越高,只有不断地完善管理程序、规范管理流程、持续提高采购业务能力,才能把勘测业务采购做好做优,为勘测和设计工作提供准确可靠的依据,提高勘测业务和企业的市场竞争力。

 参考文献:

[1]何姜江,袁多亮.数字化技术在电力工程中的应用[J].电力勘测设计,2022(01):16-20+88.

[2]徐卫.数字化技术在电力工程设计中的应用[J].数字技术与应用,2021,39(11):112-114.

[3]朱志勇,璩志锋,方涛.数字化技术在电力工程设计中的运用[J].光源与照明,2021(05):131-132.

[4]胡全,李会超.数字化管控技术在电力工程建设安全管理中的应用[J].中国电业,2021(03):82-83.

[5]徐晓晔.三维数字化移交技术在化工工程设计中的应用探究[J].工程建设与设计,2020(24):240-241