智能化臨建在輸變電工程建設(shè)中的應(yīng)用

姜維杰，徐 斌，張皓杰，張?jiān)錾?，宋興蓓

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司建設(shè)分公司，浙江 杭州 310000）

現(xiàn)階段，因發(fā)展需要，國(guó)家大力支持輸變電工程建設(shè)，在工程建設(shè)的各個(gè)方面都投入了大量的資源。因此，現(xiàn)階段的工程監(jiān)管和實(shí)際施工已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)穩(wěn)定的水平，但在建設(shè)管理等方面仍然存在一些不足，有待進(jìn)一步的完善。工程建設(shè)當(dāng)中，最重要的就是施工技術(shù)，施工技術(shù)的完善和升級(jí)，可以幫助工程更快更好的建設(shè)，節(jié)約很多不必要的開(kāi)支，以減少資金投入，維持穩(wěn)定發(fā)展。在這樣的背景之下，智能化臨建技術(shù)進(jìn)入到大眾的視線中，并正在工程建設(shè)中探索應(yīng)用道路。

1 施工技術(shù)智能化發(fā)展趨勢(shì)

通過(guò)對(duì)比研究不難看出，當(dāng)今時(shí)代的工程建設(shè)內(nèi)容繁多且復(fù)雜，而輸變電工程更是具備規(guī)模大、耗時(shí)長(zhǎng)、技術(shù)水平要求高的特點(diǎn)。在項(xiàng)目建設(shè)階段，有關(guān)人員必須做好技術(shù)分析和整合工作，要研究出合理的技術(shù)應(yīng)用方案和設(shè)備使用辦法，有序的安排施工建設(shè)。在智能化的發(fā)展背景之下，機(jī)械設(shè)備、材料供應(yīng)、人才質(zhì)量都將成為建設(shè)工作的重要基點(diǎn)，這些因素都會(huì)切實(shí)影響工程建設(shè)的質(zhì)量和效率，是非常關(guān)鍵的影響因素。

因傳統(tǒng)輸變電建設(shè)管理方案和現(xiàn)代建設(shè)需要不相匹配，難以適應(yīng)更高的發(fā)展需要，全面規(guī)劃實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度較高，所以項(xiàng)目建設(shè)會(huì)慢慢向著智能化、自動(dòng)化的方向邁進(jìn)。通過(guò)完善建設(shè)方案，提升技術(shù)和工程的融合程度，確保整個(gè)施工建設(shè)管理的科學(xué)性和先進(jìn)性，從而提升建設(shè)水平。除此之外，由于工程建設(shè)階段會(huì)優(yōu)先使用先進(jìn)技術(shù)和功能性強(qiáng)的機(jī)械設(shè)備，因此建設(shè)的安全性和建設(shè)速度都會(huì)得到大幅度的提升。并且隨著技術(shù)的持續(xù)更新，傳感器和控制器的廣泛應(yīng)用使設(shè)備更加智能，對(duì)整個(gè)智能化臨建的發(fā)展起到了不小的助力作用。在施工階段，技術(shù)工作者可以將機(jī)電一體化技術(shù)與機(jī)械設(shè)備更好的結(jié)合在一起，以保障智能化水平能夠作用于工程自身，從而推動(dòng)其發(fā)展。

現(xiàn)階段，有許多個(gè)輸變電建設(shè)企業(yè)著手將智能設(shè)備和技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際建設(shè)當(dāng)中，材料攪拌水平和機(jī)械效率較之前相比都有了巨大程度的提升。機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率和質(zhì)量明顯提升，出現(xiàn)誤差和錯(cuò)誤的概率大大下降。智能化臨建的實(shí)際應(yīng)用效果非常理想，為工程建設(shè)消除了許多不利因素和風(fēng)險(xiǎn)。在未來(lái)的一段時(shí)間中，智能化建設(shè)將推廣到更多的方面，技術(shù)的成熟度也會(huì)越來(lái)越高，將發(fā)揮出更強(qiáng)大的正面作用，從而為我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)更強(qiáng)大的力量。

2 智能化技術(shù)在輸變電建設(shè)工程中的應(yīng)用

現(xiàn)代輸變電建設(shè)內(nèi)容眾多，較為復(fù)雜，涵蓋的內(nèi)容包括技術(shù)、人員、設(shè)備、材料、統(tǒng)籌等等方面。且項(xiàng)目建設(shè)中所面對(duì)的不確定因素和風(fēng)險(xiǎn)更高。而輸變電工程作為我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展中的主力，一些跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)、超高壓電網(wǎng)等項(xiàng)目的建設(shè)，為整個(gè)管理提出了更新一層的要求。建設(shè)管理質(zhì)量將直接決定工程建設(shè)質(zhì)量，決定著項(xiàng)目實(shí)施的順利程度，甚至關(guān)乎建設(shè)單位的社會(huì)形象和眾多方面效益。現(xiàn)階段，我國(guó)輸變電工程建設(shè)水平已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，在此情況下，怎樣將建設(shè)管理的質(zhì)量做進(jìn)一步提升成為了新出現(xiàn)的緊要需求。為將建設(shè)管理推向更高層次，確保施工安全和建設(shè)質(zhì)量，節(jié)約資源創(chuàng)造更大效益，減小自身水平和國(guó)際領(lǐng)先水平的差距，就應(yīng)當(dāng)先從管理觀念入手，將觀念變得先進(jìn)創(chuàng)新，進(jìn)而提升建設(shè)管理的地位，使用更強(qiáng)大的信息技術(shù)作為輔助，最終達(dá)到全面發(fā)展我國(guó)電力事業(yè)的目的。

現(xiàn)階段，隨著技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的不斷革新，計(jì)算機(jī)因其具備計(jì)算速度快且準(zhǔn)確、信息儲(chǔ)備量巨大、系統(tǒng)化程度高，功能完善等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)大范圍應(yīng)用于輸變電工程建設(shè)當(dāng)中。怎樣做好施工管理、計(jì)算好工程量、設(shè)計(jì)好建設(shè)方案等問(wèn)題都成為了熱點(diǎn)問(wèn)題，而使用科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)可以有效解決上述問(wèn)題，將對(duì)應(yīng)方面的能力和水平提升到新的層次。總而言之，高新技術(shù)的應(yīng)用是輸變電工程升級(jí)優(yōu)化的關(guān)鍵所在。

投入精力與資源開(kāi)發(fā)智能施工管理系統(tǒng)可以減少后續(xù)管理的工作量，提升管理的工作效率，能夠?qū)χ悄芑?、?shí)時(shí)化、系統(tǒng)化管理施工起到非常重要的推動(dòng)作用。智能施工管理系統(tǒng)主要利用計(jì)算機(jī)開(kāi)展信息的收集、儲(chǔ)存、分析、維護(hù)、使用、輸送等內(nèi)容，有時(shí)還會(huì)結(jié)合人工智能的一些內(nèi)容對(duì)工程進(jìn)行更先進(jìn)化的管理和統(tǒng)籌。智能施工管理系統(tǒng)具備基礎(chǔ)的運(yùn)算功能，可以對(duì)建設(shè)中的各種小環(huán)節(jié)所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，例如抱桿、土石方開(kāi)挖等。還能夠輔助管理人員對(duì)施工中的各項(xiàng)管理內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，例如設(shè)備管理、流程管理、安全管理等等。其對(duì)于管理難度最高的施工現(xiàn)場(chǎng)也有著強(qiáng)大的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)作用。能夠切實(shí)推動(dòng)輸變電工程向著高效、穩(wěn)定、科學(xué)、先進(jìn)的方向發(fā)展，可以起到提升建設(shè)效率，降低成本支出等作用。

3 案例概述

目前，白鶴灘-浙江±800 kV特高壓直流輸電工程“智慧臨建”項(xiàng)目已完成階段性建設(shè)工作并在工程建設(shè)中產(chǎn)生積極作用（圖1），通過(guò)循環(huán)可用“鋼結(jié)構(gòu)+大幕墻”臨建設(shè)施搭載“屋頂光伏+儲(chǔ)能系統(tǒng)”配合直流供電設(shè)施為項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)智慧建筑及配套控制系統(tǒng)進(jìn)行供電，完全實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)辦公設(shè)施電力自給自足，成功響應(yīng)了國(guó)家“實(shí)現(xiàn)碳中和，綠色低碳發(fā)展”的號(hào)召。

圖1 白鶴灘-浙江±800kV特高壓直流輸電工程示意圖

4 智能化臨建在輸變電工程中的應(yīng)用方法

4.1 智能停車位監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)

白鶴灘-浙江±800 kV特高壓直流輸電工程“智慧臨建”項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程當(dāng)中秉承著綠色、環(huán)保的理念，降低對(duì)環(huán)境的污染以及資源的浪費(fèi)，并且該項(xiàng)目配有可以供給新能源汽車充電的充電樁，利用光伏發(fā)電技術(shù)對(duì)光能進(jìn)行轉(zhuǎn)化使用，為工程建設(shè)者、外來(lái)游客以及施工管理者等提供電力資源。此次討論研究的智能停車位監(jiān)管系統(tǒng)，能夠?qū)Ω鱾€(gè)停車位實(shí)施動(dòng)態(tài)的管理監(jiān)控，能夠直接顯示出某個(gè)停車位的使用情況，能夠?yàn)槌潆姌妒褂谜咛峁┮粋€(gè)有效的參考，幫助使用者合理地使用充電設(shè)備，也在一定程度上為充電樁的安裝等工作提供了較為直觀的數(shù)據(jù)信息，有利于充電樁的安裝與建設(shè)，并防止其出現(xiàn)使用率過(guò)低或過(guò)高的情況，合理利用資源。

4.2 直流供電系統(tǒng)

直流供電系統(tǒng)是生活中最為常見(jiàn)的供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)的構(gòu)成通常為直流變換器、整流器、直流配電屏以及蓄電池等部件。在直流供電系統(tǒng)工作的過(guò)程中，一旦出現(xiàn)短期市電中斷的情況，則蓄電池可以進(jìn)行供電工作，若市電中斷時(shí)間較長(zhǎng)，那么則由整流器與其他設(shè)備配合來(lái)完成發(fā)電工作。

在一般情況下，大多數(shù)的日用電器或物聯(lián)設(shè)備的供電系統(tǒng)均為直流供電系統(tǒng)，設(shè)備或電器的工作過(guò)程當(dāng)中，由直流供電系統(tǒng)控制其電流與電壓，但是，我國(guó)的電源一般為220 V交流電壓，故而直流供電系統(tǒng)要通過(guò)特定的方式將交流電轉(zhuǎn)化為直流電供電器使用。浙北換流指揮臨建工程中的所有電器以及電子設(shè)備的電力供應(yīng)，全部使用直流供電，在源頭上降低了電力資源在轉(zhuǎn)化過(guò)程中的消耗，在節(jié)約資源的同時(shí)提高了設(shè)備的工作效率。

4.3 臨建智慧家居系統(tǒng)

浙北換流站工程的會(huì)議室在建設(shè)過(guò)程當(dāng)中使用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)具體實(shí)施流程為將信息傳感裝置接收到的各種消息，依照規(guī)定的方式，利用合理的網(wǎng)絡(luò)接入方法，實(shí)現(xiàn)實(shí)物與網(wǎng)絡(luò)之間的連接，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)信息之間的流通，構(gòu)建實(shí)物與實(shí)物、實(shí)物與人類之間的聯(lián)系，并運(yùn)用科學(xué)合理的手段，對(duì)所收集或得到的信息進(jìn)行一系列處理，對(duì)空間等進(jìn)行相應(yīng)的控制與管理。例如，通過(guò)智慧技術(shù)創(chuàng)造光控?zé)簟乜丶訚衿饕约白詣?dòng)窗簾等。

4.4 屋頂光伏+儲(chǔ)能系統(tǒng)及智慧用電系統(tǒng)

屋頂光伏系統(tǒng)供電設(shè)備可以為臨建工程供應(yīng)一定的電力資源，但其受天氣等客觀因素影響，穩(wěn)定性較差，故而相關(guān)建設(shè)者應(yīng)增設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)與智慧用電系統(tǒng)輔助屋頂光伏系統(tǒng)進(jìn)行工作，對(duì)光伏系統(tǒng)收集轉(zhuǎn)化的電力資源進(jìn)行儲(chǔ)存，促進(jìn)屋頂光伏系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能的利用，提高光伏系統(tǒng)發(fā)電的穩(wěn)定性。

智慧臨建工程的建設(shè)者與管理人員可以利用數(shù)字化模型與投資消納測(cè)算等方式來(lái)計(jì)算供電系統(tǒng)的性能，并且可以利用智能監(jiān)管與性能診斷等科學(xué)合理的方式來(lái)控制屋頂光伏供電系統(tǒng)的工作與運(yùn)營(yíng)，在保證該供電系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定工作的同時(shí)，適當(dāng)?shù)貙?duì)該系統(tǒng)做出正確的調(diào)整。

4.5 大幕墻+鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制艙模塊化設(shè)計(jì)

浙北臨建工程建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)原料強(qiáng)度較高，便于安裝與拆卸，能夠變換安裝具有不同能力的單元艙，為智慧臨建工程的建設(shè)與后期使用等奠定了穩(wěn)固的技術(shù)與空間基礎(chǔ)。

浙北臨建工程彩鋼板至模塊化智慧臨建，工程的各項(xiàng)性能也隨之產(chǎn)生了相應(yīng)的改變與升級(jí)，該工程項(xiàng)目已經(jīng)從臨時(shí)辦公區(qū)域轉(zhuǎn)為休閑、辦公以及生活等綜合性場(chǎng)所。同時(shí)，工程中的鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)原料的整體性能較好，安裝與拆卸都較為便捷，能夠承擔(dān)較大的負(fù)荷。預(yù)制艙臨建屬于一種能夠移動(dòng)、能夠重寫組合、能夠使用模塊化方式進(jìn)行策劃、能夠反復(fù)利用的臨時(shí)性建筑，與彩鋼板房相比，臨建項(xiàng)目能夠節(jié)約資源，縮短建設(shè)周期，從整體來(lái)看，能夠獲得更大的收益。

4.6 “物聯(lián)網(wǎng)+”智慧臨建平臺(tái)建設(shè)

在當(dāng)前這一階段，網(wǎng)絡(luò)時(shí)時(shí)刻刻都在影響著人們的生活，工程建設(shè)者可以利用物聯(lián)網(wǎng)，將信息模塊、控制平臺(tái)與信息收集機(jī)器等與生活中的事物等建立有機(jī)連接，利用物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，對(duì)各種信息進(jìn)行收集、保存、整合與傳遞，使得物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠與智慧臨建平臺(tái)建設(shè)高效結(jié)合，共同服務(wù)于人類的生產(chǎn)以及生活。這種將網(wǎng)絡(luò)與智慧臨建建設(shè)平臺(tái)相結(jié)合的方式，本質(zhì)上來(lái)講是實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的組合、多區(qū)域物聯(lián)網(wǎng)信息與資源的共享，從而能夠達(dá)到利用網(wǎng)絡(luò)與智慧臨建平臺(tái)對(duì)生活與生產(chǎn)中的各項(xiàng)事物進(jìn)行控制的目的，例如通過(guò)對(duì)水電資源的消耗量的管理，合理控制衛(wèi)生間或充電樁；通過(guò)對(duì)環(huán)境亮度的監(jiān)測(cè)，控制智慧電燈的工作情況。

4.7 智慧臨建管理可視化平臺(tái)

換流站智慧臨建工程必須要使用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云儲(chǔ)存、云計(jì)算等近年來(lái)的高新技術(shù)手段，工程設(shè)計(jì)者、建設(shè)者以及管理者在工程建設(shè)中要合理利用智慧管理經(jīng)驗(yàn)，利用科學(xué)有效的技術(shù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理，利用“智慧安防+”與“物聯(lián)網(wǎng)+”等技術(shù)手段與大數(shù)據(jù)以及云計(jì)算科技，建立起來(lái)一個(gè)穩(wěn)定可靠的平臺(tái)，并且利用Dubbo技術(shù)，形成一個(gè)具有一定體系的、由多項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與高新設(shè)備支持的數(shù)字化管控體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧臨建工程的管理與控制。

工程建設(shè)者要及時(shí)引進(jìn)新型的技術(shù)手段，如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)或云計(jì)算技術(shù)等，將高新技術(shù)與臨建工程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在保留原有工程優(yōu)勢(shì)的前提下，對(duì)其進(jìn)行全面的升級(jí)與改進(jìn)，在保證工程整體質(zhì)量與安全的同時(shí)，提高工程建設(shè)過(guò)程中的數(shù)字換信息水平。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，相關(guān)技術(shù)工作者必須充分意識(shí)到將智能化技術(shù)應(yīng)用于輸電線路建設(shè)中的重要性，要采取措施提升智能化技術(shù)在工程中的應(yīng)用范圍和深度。要全方位分析施工的情況和要求，借助張力設(shè)施和牽引設(shè)施開(kāi)展智能化處理。做到提升線路建設(shè)效率，加強(qiáng)線路建設(shè)質(zhì)量。確保智能化技術(shù)能夠發(fā)揮其自身最大的價(jià)值，增強(qiáng)施工穩(wěn)定性和系統(tǒng)性，從而推動(dòng)輸變電工程項(xiàng)目進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)新。