電力工程設計中數(shù)字化技術運用研究

任嘉祺

（國網(wǎng)韓城市供電公司，陜西韓城715400）

1 引言

數(shù)字化技術主要是建立在計算機和各種先進的數(shù)據(jù)軟件基礎上的，被應用到電力工程當中，主要是以三維數(shù)字化技術的形式存在的，能夠通過對現(xiàn)有電力工程運行情況的了解，建立模擬模型來為電力工程的設計提供更加便利的技術條件。在電力工程的設計中，確定路徑和采集數(shù)據(jù)是非常重要的內(nèi)容，應用數(shù)字化技術能夠將整個電力工程以立體模型的形式呈現(xiàn)出來，對保證電力工程設計建設的科學性具有重要的作用。

2 電力工程設計數(shù)字化技術的應用情況

2.1 軟碰撞、硬碰撞檢測

數(shù)字化技術在電力工程設計中的應用主要是通過三維數(shù)字化技術來實現(xiàn)的，由于電力工程的設計涉及多個方面，每一個部分的電力供應和運行設備都需要精密的設計才能夠滿足整個電力工程的運行需要。

將三維數(shù)字化技術應用到電力工程的設計中，通過軟碰撞和硬碰撞來對設計內(nèi)容進行檢測，驗證設計是否符合實際需求。具體來說，軟碰撞主要是指在應用三維數(shù)字化技術布置電力工程的實體模型時，通過對電力距離、變電站防雷范圍的校核來檢測模型的設計是否合理。就目前的情況來看，軟碰撞檢測主要被應用到換流站閥廳設計、線路設計中，能夠通過對電氣距離的校核來反映工程設計和運行的實際情況[1]。而硬碰撞則主要是利用實體模型之間的碰撞檢測，驗證變電站等電力工程中的各種設施場所是否符合實際的運行要求。一般情況下，硬碰撞被應用到各種涉及廣闊專業(yè)領域范圍的電力設施和場所當中，尤其是在戶內(nèi)和戶外的變電站中有著良好的應用范圍。

2.2 實體模型設計

以往在對電力工程的實體模型進行設計時，需要由相關的設計人員來對實體模型運行中的各種數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。這種人工統(tǒng)計的方式雖然能夠滿足實體模型設計的需要，但在電力工程的各項設施設備設計越來越復雜的情況下，實體模型設計過程中需要統(tǒng)計的數(shù)據(jù)信息也越來越多，計算量越來越大。如果設計人員在統(tǒng)計數(shù)據(jù)的過程中出現(xiàn)誤差，很容易影響到整個電力工程實體模型的設計，進而影響到電力工程的設計建設情況。將三維數(shù)字化技術應用到電力工程的實體模型設計當中，只需要應用導線等材料，就可以實現(xiàn)對實體模型各項數(shù)據(jù)的有效統(tǒng)計[2]。這樣不僅能夠在一定程度上節(jié)省以往用于實體模型設計的人工成本，還能夠以更直觀的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果來保證統(tǒng)計數(shù)據(jù)和模型建立的準確性，提高實體模型統(tǒng)計和整個電力工程的設計建設效率。

2.3 軟件平臺整合

三維數(shù)字化技術在電力工程設計中的應用，需要以測繪軟件為基礎。測繪軟件本身是以計算機信息技術為前提運行的，在電力工程設計中實際應用三維數(shù)字化技術時，可以借助三維軟件平臺來將不同的測繪軟件信息接口進行整合，讓錄入軟件平臺中的信息能夠得到有效整合，并能夠長時間應用，避免以往設計過程中存在的數(shù)據(jù)丟失、遺漏等問題[3]。一般情況下，以三維數(shù)字化技術來實現(xiàn)軟件平臺的整合，最主要的就是通過對短路電流的計算、導體和設備的選擇使用、接地和工程力學計算軟件等方面的信息整合，來充分發(fā)揮軟件平臺在電力工程設計中的作用。

2.4 勘測信息挖掘技術

數(shù)字化技術具體包括多項技術內(nèi)容，在設計電力工程的過程中，需要依據(jù)電力工程設計的具體要求，選擇合適的數(shù)字化技術來滿足電力工程的設計需要。從勘測信息挖掘技術的角度來說，在對電力工程進行設計時，需要在電力工程的選址范圍內(nèi)選擇具體的電力工程建設場所。選線選址是電力工程設計中一個非常重要的內(nèi)容，也是開展電力工程具體內(nèi)容設計的重要前提。將數(shù)字化技術中的激光點云技術應用到電力工程的選址工作當中，通過對砍伐樹木、跨越、精細拆遷以及線路信息的統(tǒng)計工作的科學分析，在保證搜集的相關數(shù)據(jù)準確性的同時，能夠利用計算機技術來保證計算結果的精確性。例如，在電力工程設計中應用數(shù)字化技術，可以充分發(fā)揮海拉瓦技術以及激光點云技術的作用，將電力工程運行中產(chǎn)生的線路信息統(tǒng)計起來，依據(jù)這些線路信息來完成樹木砍伐、精細化拆遷以及跨越分析等情況的統(tǒng)計，并繪制三維場景地圖。

3 數(shù)字化技術在電力工程設計中的應用發(fā)展趨勢

將三維數(shù)字化技術應用到電力工程的設計當中，能夠滿足電力工程設計對結構分析、碰撞檢查、工程量統(tǒng)計以及施工模擬等方面的要求。現(xiàn)階段，我國的部分電力系已經(jīng)開始應用三維數(shù)字化技術來對電力工程進行設計，電力行業(yè)中的技術人員也開始為三維數(shù)字化設計的應用制定相應的技術標準。由此可以看出，三維數(shù)字化技術在電力工程中的應用已經(jīng)成為當前電力行業(yè)發(fā)展的主要趨勢。三維數(shù)字化技術能夠通過工程信息模型的應用來滿足電力工程的設計要求。

近年來，我國在電力行業(yè)的發(fā)展過程中更加注重智能電網(wǎng)的發(fā)展情況。這一發(fā)展趨勢不僅在當前的電力行業(yè)發(fā)展中得到了有效的驗證，同時也反映出我國智能電網(wǎng)有著更加廣闊的發(fā)展空間。智能電網(wǎng)得以運行和發(fā)展的一個主要依據(jù)，就是三維數(shù)字化技術在電力工程設計中的應用。

發(fā)電是電力工程的基本功能，從當前資源節(jié)約和環(huán)境建設的社會發(fā)展趨勢來看，不同燃料在發(fā)電中產(chǎn)生的發(fā)電量存在一定的差異，選擇合適的燃料類型發(fā)電，也是當前智能電網(wǎng)在建設和發(fā)展中的主要要求之一。

4 數(shù)字化技術在電力工程設計中的應用要點

將數(shù)字化技術應用到電力工程的設計當中，不僅需要考慮電力工程本身的運行和發(fā)展情況，同時也需要考慮到電力工程在運行過程中所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會效益，以數(shù)字化技術的應用來推動電力工程朝著更加智能化的方向發(fā)展。在對數(shù)字化技術在電力工程設計中運用的發(fā)展趨勢進行分析時，主要可以從以下幾個方面來入手。

4.1 重視模型標準化整合工作

盡管數(shù)字化技術在電力工程設計中的應用優(yōu)勢已經(jīng)逐漸凸現(xiàn)出來，但由于受到不同地區(qū)技術水平的限制，以三維數(shù)字化設計為主的三維立體模型尚未在全國范圍內(nèi)的電力工程設計中普及，模型設計是電力工程設計中一項非常重要的內(nèi)容，在受到技術水平限制的影響下，二維模型仍然在電力工程的設計中占據(jù)著主要地位。而當前電力工程的設計越來越朝著復雜化的方向發(fā)展，電力工程設計的任務量和計算量都在不斷增加，僅靠二維模型很難滿足電力工程的設計要求。因而在未來的技術研究和發(fā)展過程中，相關人員需要重點從設計和生產(chǎn)三維模型的角度出發(fā)，讓三維模型被廣泛應用到電力工程的設計當中，以三維模型為媒介和橋梁，以便能夠在電力工程的設計中更好地發(fā)揮數(shù)字化技術的作用。因而在電力工程的設計中，需要重視三維模型的標準化工作，通過不斷促進和加大技術整合，讓三維模型更好地發(fā)揮其作為各種測繪設計軟件和計算機軟件信息入口的作用，通過數(shù)據(jù)接口的有效統(tǒng)一來更好地發(fā)揮各種軟件在電力工程設計中的作用。

4.2 開拓三維數(shù)字化技術的應用深度

技術的研究和開發(fā)本身就是一個不斷深入的過程，數(shù)字化是一個較為廣泛的概念，數(shù)字化技術能夠成為諸多行業(yè)和領域的發(fā)展動力，因而數(shù)字化技術本身在應用過程中也會涉及多種軟件。不同的軟件中涉及的技術專業(yè)存在一定差異，使得以數(shù)字化技術為基礎的各種軟件在研發(fā)中很難劃定評判的標準，因而對于各種數(shù)字化軟件的研究程度也有所區(qū)別，對三維數(shù)字化技術模型的研究也會不同。在這種情況下，要想充分發(fā)揮三維數(shù)字化技術在電力工程設計中的作用，就需要以開拓三維數(shù)字化技術的應用深度為主要目標，密切關注當前數(shù)字化技術的主要發(fā)展形勢，在對發(fā)展形勢進行預測的基礎上，逐漸建立起一套更加完整的三維數(shù)字化技術體系。其次，在結合電力工程的設計要求之后，通過對電力工程設計中數(shù)字化技術應用的專業(yè)交叉部分進行分析，找出能夠將各個專業(yè)領域的技術相融合的有效方法，在實現(xiàn)電力工程設計信息共享的同時，也能夠為電力工程的設計提供更加科學的技術依據(jù)?；跀?shù)字化技術對節(jié)約電力工程設計成本的作用，需要不斷開拓數(shù)字化技術的應用深度，才能夠讓其在促進電力工程設計中發(fā)揮更大的作用。除此之外，在對三維數(shù)字化軟件進行設計的過程中，還需要事先明確技術發(fā)展的目標，在統(tǒng)一規(guī)劃條件和施工方案的基礎上，讓數(shù)字化軟件在開發(fā)設計的過程中能夠讓技術與軟件實現(xiàn)融合共享，不斷提高軟件的實際應用效果。

4.3 重視對數(shù)字化移交標準的研究

數(shù)字化技術在電力工程設計中的應用，需要遵循一定的標準才能夠保證技術實際的應用效果。相關人員在進行電力工程設計的過程中，需要從數(shù)字化的編碼系統(tǒng)角度，對電力系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的一系列數(shù)據(jù)信息進行整合和管理。編碼系統(tǒng)是能夠對各項數(shù)據(jù)信息進行整合分析的重要前提。因而電力企業(yè)在進行工程設計時，需要重視編碼系統(tǒng)的打造，在發(fā)展中逐漸加大對三維圖紙的標準化管理力度，讓三維數(shù)字化技術能夠直接被應用到電力企業(yè)的編碼系統(tǒng)當中。為了能夠提高電力系統(tǒng)和編碼系統(tǒng)的運行效果，在設計和研究編碼系統(tǒng)的過程中，還可以充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的作用，將物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化的移交標準整合起來，以更高效的技術形式來推動電力工程的不斷建設和發(fā)展。

5 結語

綜上所述，將數(shù)字化技術應用到電力工程設計中，對提高電力工程設計的科學性具有重要的作用。結合我國電力工程設計建設的實際情況來看，數(shù)字化技術的應用，在一定程度上解決了以往電力工程設計中存在的矛盾和問題，以更清晰的模型效果圖來提高電力工程設計的科學性。數(shù)字化技術在電力工程設計中的應用范圍和作用會進一步擴大，需要對數(shù)字化技術進行不斷的優(yōu)化創(chuàng)新，讓其能夠為促進電力行業(yè)的發(fā)展提供更大的動力。