引言
现代电站体系庞大而复杂，作为大型流程工厂的一种类型，和石油化工，金属冶炼等工业一样，不但包括大量的精密设备与仪器，也包括连接这些精密设备的工艺管道、以及对这些精密设备和仪器进行监测和控制的控制系统，还有驱动这些精密设备运转的电气系统以及电气系统本身的控制系统。对于部分类型的电站如大型火电站，水电站和核电站往往涉及到国计民生，不仅投资巨大，稍有不慎所造成的投资偏差或质量事故会给政府和企业和群众本身带来巨大损失。对于大型核电站来说，其不但技术复杂，投资巨大，所带来的环境风险还会给公众带来一定的心理压力。因此，如何通过智慧电站技术对大型电站进行工程管理，使其进度、质量和成本控制满足满足政府、企业和民众的需求，成为社会普遍关注的问题。
一、电力企业面临的困境
近些年来，元宇宙，数字孪生、智慧城市等技术已成为各行各业中新的突破方向，工程领域的信息化发展又进入了一个高速前进的阶段。
但是在电力行业，整体信息化水平依旧不足，部分电站的信息管理依旧停留在纸面沟通与交流的状态。根据多次的调研发现，智慧电站系统方案的缺位所导致得设计施工阶段重要数据的流失是影响电力行业信息化水平的一个重要因素。
二、智慧电站集成系统的方案研究
电力企业的智慧电站集成系统方案可分为三层：数据层、平台层和应用层。
数据层：由模型数据库、静态数据库、动态数据库组成。模型数据库主要负责存储从不同三维建模软件中生成或者转换的三维模型。如我们常见的从CG软件3DMAX和MAYA中转换的FBX格式的模型，以及从机械造型设计软件如CATIA、PROE中生成的STP格式的模型。在智慧电站系统中，我们最常遇到的是来自电力设计院工厂设计软件中生成的三维模型，由于电力设计院的三维设计软件具有较强的专业性，不管是PDMS系统还是PDS系统，其所生成的三维模型与智慧电厂集成系统均具有一定的不兼容性，需要设计人员或者软件开发人员进行模型的转换与处理，方可将其输入模型数据库。而静态数据库主要负责存储如二维CAD文件，工程文档等。动态数据库则负责接收并存储来自于电力控制系统传递过来的实时数据。
平台层：由通用开源三维引擎平台加载模型数据库、静态数据库和动态数据库，为应用层服务建立基本的数据通道。
应用层：根据智慧电站企业的具体需求，梳理电力工程咨询、设计、施工、运营和维修阶段的需求，针对需求进行具体的应用开发。
结合笔者多年从事智慧电站的开发与研究，现从多个方面对智慧电站集成方案的需求进行梳理。
（一）检维修管理
智慧电站平台与电站SAP系统通过二次开发进行接口连接，能够在智慧电站的三维模型上聚焦和调阅特定设备的档案信息，实现集成管理，包括来源于智慧电站静态数据库中的设计数据、施工管理数据、设备采购验收数据以及来源于SAP系统的动态运维信息、改造信息、更新报废信息、备品备件信息等。通过与SAP系统的接口，可以调用其历史数据统计分析和进行图形化暂时，并直接嵌入到智慧电站的应用开发中。
智慧电站平台通过KKS编码系统与SAP系统建立关联关系，通过集成SAP系统提供的WebService方式，调用SAP系统相关数据，实现设备运营维护数据与静态数据的有效集成关联，通过浏览三维模型可以查询到运维期的设备基本信息，还可以了解到该设备的工程信息和随机资料，实现设备的可视化管理。
（二）施工模拟
在智慧电站平台中，以三维模型为基础，可以实现施工方案的模拟，使电力工程建设过程的施工方案编制从传统的现场勘察、图纸会审的低效率工作模型中解放出来，对施工方案进行可视化审核。
1.施工方案模拟
在施工现场，随处可见大量的大型吊机和混凝土泵车。吊装施工方案以及混凝土浇筑方案模拟能够使现场施工人员直观有效的了解施工方案，大大减轻一线施工人员的工作强度和压力。在吊装方案模拟中，通过选择待吊装设备和吊车类型，设置吊车位置，进行吊臂伸缩、升降、转臂等操作。查看吊装作业半径以及吊装作业周围的设备、设备，并及逆行碰撞检查，对吊装方案的合理性进行验证，确定最佳吊装过程以及需要拆除的设备、设施，并形成可视化效果。维修改造相关负责人可在系统中查看吊装方案文字说明和可视化效果，对吊装方案进行查看和审批。在混凝土浇筑过程中，对泵车的站位，臂展进行模型，同时通过三维的方式对现场工作人员进行安全技术交底，能够有效的避免事故的发生。特别是对于一线工人人员来说，由于其文化教育水平相对不是很高，所以枯燥的文字宣贯往往不能获得较好的效果，通过智慧电站平台进行混凝土浇筑模型和安全技术交底能够带来较好的效果。
2.动土作业模拟
基坑和边坡作业过程中，往往有大量的基坑挖方和边坡支护的工作，工作量大，劳动强度高，现场作业人员普遍比较劳累。在甲方和监理的不断巡视下，现场工作人员始终处于神经紧绷的状态，较容易产生疲惫感。通过智慧电厂平台，在基坑和边坡作业前进行作业模拟，使所有一线工作人员能够快速的掌握动土作业方案，结合施工承包商的安全技术交底，能够在紧张的工作状态下确保动图作业安全高效的开展。
（三）电力设计院的数据移交
以智慧电站平台基础，接收电力设计院的设计数据移交
设计的知识和成果应该完整的保留在一个统一的数据库中，可以及时快捷的提取与设计有关的各种信息，并集中控制管理所有技术文件和图纸的出版和升级，将设计的书用于设备和材料的采购和现场管理，实现设计采购一体化管理。业主以及所有承包商的工程管理都应以此设计基准数据为基础，将现场的建造以及施工、安装、调试的各种结果数据以及质量控制数据统一在该数据仓库中进行集中管理，将智慧电站的外延不断地扩大，实现智慧电站对设计数据的集成。
业主的运行维护管理是智慧电站合理的延申，通过集成业主的各大系统，不断丰富智慧电站的内涵。向电站的施工与运行提供三维虚拟显示平台，推行电站虚拟建造技术，进一步降低电站的建造投资和风险。
三、结束语
电力工程是国家的重要基础工程，总之，为充分发挥智慧电站在电力工程管理中的应用价值，首先就是要从系统上梳理电力工程关键数据的流通过程，相关企业更需要细致分析智慧电站的技术特点和功能，以统筹兼顾技术特点和企业本身的功能需求，并将二者有机得结合起来。通过利用智慧电站及时发现和解决电力工程管理期间的各种问题，并从根本上保障电力工程管理的质量和安全，保障国家和人民群众的生命和财产安全。
参考文献：
[1]郁园园.三维-PDMS在某燃机电厂项目中的应用研究[D].广州:华南理工大学,2021.
[2]李文杰,寇耀.电力涉及三维涉及应用及管理模型[J].中国信息化,2021(11):69-70.
作者简介：宋昌洋（1983—）男，汉族，上海市浦东新区人，国核电力规划设计研究院有限公司核能事业部工程建设室，研究方向：电力工程建设。
