三維設(shè)計(jì)在輸變電工程中的應(yīng)用

鄭海

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化三維設(shè)計(jì)技術(shù)已成為新一代智能設(shè)計(jì)平臺(tái)的基礎(chǔ)。自90年代以來(lái)，它已被廣泛運(yùn)用于工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)與裝備制造等眾多方面。中國(guó)輸變電工程設(shè)計(jì)技術(shù)先后歷經(jīng)圖版制圖、計(jì)算機(jī)制圖以及計(jì)算機(jī)輔助制圖等主要階段，如今憑借高質(zhì)量、高效率以及高可視化等優(yōu)勢(shì)逐漸取代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，不斷應(yīng)用于輸變電工程?；诖?，本文對(duì)三維設(shè)計(jì)在輸變電工程中的應(yīng)用進(jìn)行研究，以供參考。

輸變電工程;三維設(shè)計(jì);信息化技術(shù)

自改革開(kāi)放深入實(shí)施后，我國(guó)逐漸進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代。在此新的發(fā)展形勢(shì)下，我國(guó)各行業(yè)均通過(guò)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)全面性發(fā)展。就現(xiàn)階段輸變電工程的發(fā)展現(xiàn)狀而言，為了能夠提升輸變電的應(yīng)用水平，逐漸將三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到輸變電工程中。三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上提高了輸變電的智能化和集成性，使輸變電信息的快速傳輸更為便捷。

三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)是基于科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展產(chǎn)生的一種新興高科技技術(shù)。所謂三維數(shù)字化設(shè)計(jì)，是指憑借整合不同時(shí)間勘測(cè)到的信息數(shù)據(jù)，在挖掘有關(guān)數(shù)據(jù)后，最終完成對(duì)綜合性數(shù)據(jù)的解析。在此基礎(chǔ)上，對(duì)輸變電工程三維設(shè)計(jì)的內(nèi)涵進(jìn)行闡述：在搜集到工程信息、地理信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)綜合應(yīng)用三維建模技術(shù)和數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)，最終在輸變電工程中不僅實(shí)現(xiàn)全過(guò)程三維可視化設(shè)計(jì)，還完成信息一體化。文獻(xiàn)由此對(duì)三維設(shè)計(jì)的特征進(jìn)行進(jìn)一步概括：（1）具有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則。一般來(lái)說(shuō)，三維設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分為企業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2017年底，國(guó)家電網(wǎng)公司已制定印發(fā)了八項(xiàng)就輸變電工程三維設(shè)計(jì)展開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)。（2）具有設(shè)計(jì)的模型。作為三維設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)施的具體對(duì)象，模型標(biāo)準(zhǔn)是約束各方工作、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效傳遞的根本，應(yīng)遵循“標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、兼容交互、模型通用”三項(xiàng)原則。（3）具有大數(shù)據(jù)的支撐。作為三維設(shè)計(jì)成果的根基，數(shù)據(jù)經(jīng)由建立數(shù)據(jù)中心達(dá)成全業(yè)務(wù)的統(tǒng)一意義重大?，F(xiàn)今的數(shù)據(jù)中心一般是指數(shù)據(jù)處理域、數(shù)據(jù)分析域以及數(shù)據(jù)管理域三個(gè)方面。（4）具有不同階段的協(xié)同。三維設(shè)計(jì)的多專(zhuān)業(yè)協(xié)同要求滿足“一對(duì)多”數(shù)據(jù)權(quán)限訪問(wèn)模式。協(xié)同的實(shí)現(xiàn)主要依靠應(yīng)用人員的三維設(shè)計(jì)技術(shù)水平。

國(guó)家電網(wǎng)有限公司2018年初工作會(huì)議報(bào)告提出《以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)為建設(shè)世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)不懈奮斗》。確立這一戰(zhàn)略目標(biāo)，是貫徹黨的十九大精神和習(xí)近平總書(shū)記能源戰(zhàn)略思想的必然要求，是積極適應(yīng)蓬勃推進(jìn)的能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命新形勢(shì)的必然要求，是把握能源革命和數(shù)字革命深度融合趨勢(shì)，爭(zhēng)取戰(zhàn)略主動(dòng)的必然要求。未來(lái)的電網(wǎng)，從技術(shù)特征上看，將向新一代電力系統(tǒng)演進(jìn);從功能形態(tài)上看，將向能源互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)。建設(shè)以堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)為核心的新一代電力系統(tǒng)，進(jìn)而構(gòu)建融合多能轉(zhuǎn)換技術(shù)、智能控制技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)、廣域泛在、開(kāi)放共享的能源互聯(lián)網(wǎng)，是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。開(kāi)展三維設(shè)計(jì)及建設(shè)工程數(shù)據(jù)中心是建設(shè)“數(shù)字國(guó)網(wǎng)”的重要手段，是構(gòu)建國(guó)家電網(wǎng)有限公司全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)鏈的重要環(huán)節(jié)，是提升輸變電工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要舉措，是強(qiáng)化“數(shù)字國(guó)網(wǎng)"頂層設(shè)計(jì)。

近年來(lái)，在科學(xué)技術(shù)日益更新的基礎(chǔ)上，三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)逐漸被應(yīng)用到各領(lǐng)域中。目前，在機(jī)械、電子、航空、核電等諸多領(lǐng)域中，均可以通過(guò)三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域中設(shè)計(jì)碰撞問(wèn)題的解決。以輸變電工程為例，將三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于輸變電工程中，可以在計(jì)算機(jī)軟件的支持下，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的深度化解析?，F(xiàn)階段，為了滿足出城市交通的需要，變電站地下構(gòu)建的精細(xì)設(shè)計(jì)要求日益提高。于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，采用三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，能夠通過(guò)多樣化專(zhuān)業(yè)的聯(lián)合性應(yīng)用，提高密切協(xié)同水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，從不同方面實(shí)現(xiàn)對(duì)輸變電工程的精準(zhǔn)解析，并通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中相關(guān)信息的勘測(cè)，提升輸變電信息傳輸?shù)耐〞承浴?/p>

4.1數(shù)字化選線

在三維場(chǎng)景中，依托電網(wǎng)各種數(shù)據(jù)及相關(guān)交叉跨越信息，借助數(shù)字高程模型和文檔對(duì)象模型數(shù)據(jù)來(lái)模擬真實(shí)的地形地貌情況，通過(guò)測(cè)量完成三維數(shù)據(jù)建模后，在數(shù)字三維影像地形圖中進(jìn)行路徑選線作業(yè)。這樣做，相比傳統(tǒng)方式選線有較大優(yōu)勢(shì)，沿線地形地貌、地表附著物等信息一目了然，尤其是現(xiàn)場(chǎng)的重要交叉跨越位置，如高速鐵路、高速公路、重要輸電通道等，為設(shè)計(jì)人員提供了必要的數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而得到最優(yōu)的選線路徑。

4.2三維軟件平臺(tái)在輸變電工程中的應(yīng)用

在輸變電工程發(fā)展中，三維軟件平臺(tái)在工程中的應(yīng)用，也是尤為必要的。對(duì)于工程設(shè)計(jì)而言，優(yōu)質(zhì)的軟件是提升工程質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。在輸變電工程實(shí)施中，三維軟件平臺(tái)的應(yīng)用主要體現(xiàn)為以下方面。第一，三維渲染繪圖設(shè)計(jì)。在輸變電工程中，更多傾向于三維設(shè)計(jì)的圖紙展示方面。從工程設(shè)計(jì)主流的角度，將輸變電制作效果圖、漫游圖等進(jìn)行展示，實(shí)際工程設(shè)計(jì)相對(duì)較少。因此注重三維渲染繪圖設(shè)計(jì)在輸變電工程中的應(yīng)用。第二，三維建模功能。目前，在三維軟件平臺(tái)中，Au-tocad三維建模的應(yīng)用比較廣泛，通常是在軟件基礎(chǔ)平臺(tái)上，加強(qiáng)對(duì)此三維建模的探索。此種三維建模功能已經(jīng)日臻成熟，應(yīng)加快對(duì)其的創(chuàng)新。第三，大型集成化系統(tǒng)。在輸變電工程發(fā)展中，應(yīng)通過(guò)大型繼承化系統(tǒng)的了解，將其與三維軟件相結(jié)合，從而提升其在輸變電工程中的應(yīng)用水平。

4.3 引入其他三維設(shè)計(jì)軟件

能源安全關(guān)乎國(guó)家命脈。在能源行業(yè)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，必定會(huì)對(duì)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)模式造成沖擊，故國(guó)內(nèi)外對(duì)區(qū)塊鏈在能源行業(yè)的應(yīng)用十分謹(jǐn)慎。要將相關(guān)項(xiàng)目落到實(shí)處，必須有相關(guān)政策和法律的支持。目前，這項(xiàng)新技術(shù)在法律使用方面具有不確定性。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷發(fā)展，它極可能與法律規(guī)則存在一定程度的不兼容，會(huì)限制區(qū)塊鏈的應(yīng)用。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)的信任機(jī)制全然不同于傳統(tǒng)交易，與之對(duì)應(yīng)的法律尚未制定，一旦產(chǎn)生糾紛，立法、執(zhí)法機(jī)構(gòu)與企業(yè)管理者要如何利用法律手段加以處理有待商榷。因此，引入其他的專(zhuān)業(yè)三維設(shè)計(jì)軟件如Solid?Works，并開(kāi)發(fā)出一套針對(duì)輸變電工程設(shè)計(jì)的三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。早在2012年，國(guó)內(nèi)就已經(jīng)存在利用Solid?Works進(jìn)行變電站三維設(shè)計(jì)的實(shí)例。該軟件操作簡(jiǎn)單方便，上手迅速。為了使AutoCAD用戶可以完成二維設(shè)計(jì)到三維設(shè)計(jì)的過(guò)渡，Solid?Works還提供AutoCAD模擬器。

電力的技術(shù)發(fā)展離不開(kāi)電力市場(chǎng)的推動(dòng)力，電能成為人們?nèi)粘Ｉ钆c工作當(dāng)中不可缺少的一部分。隨著我國(guó)電力行業(yè)的不斷發(fā)展，電力設(shè)計(jì)當(dāng)中一些問(wèn)題也逐漸的顯現(xiàn)出來(lái)。結(jié)合本文所闡述的內(nèi)容，變電站設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性、安全性、合理性、經(jīng)濟(jì)性及實(shí)用性是事關(guān)變電站建設(shè)質(zhì)量的重要因素。

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