電力工程設(shè)計中數(shù)字化技術(shù)運用研究

【關(guān)鍵詞】電力工程；數(shù)字化技術(shù)；技術(shù)運用

引言

電力工程的設(shè)計質(zhì)量會直接影響后續(xù)運用效果，因此，需要將電力工程設(shè)計作為重點內(nèi)容嚴格對待。數(shù)字化技術(shù)作為高效處理信息的技術(shù)，在設(shè)計、制造等領(lǐng)域具有良好應(yīng)用效果。將電力工程設(shè)計與數(shù)字化技術(shù)結(jié)合，可以實現(xiàn)1+1gt;2的效果，為電力工程高效率運用提供可靠幫助。

一、電力工程設(shè)計中數(shù)字化技術(shù)運用價值

在電力工程設(shè)計中運用數(shù)字化技術(shù)，其價值可以細化為以下幾項：第一，提升溝通效率。電力工程設(shè)計單位在運用數(shù)字化技術(shù)后，可以根據(jù)某個設(shè)計元素進行快速溝通，從根本上解決傳統(tǒng)電力工程設(shè)計模式中，需要面對面交流的低效率溝通問題，有效規(guī)避因溝通不佳，影響電力工程設(shè)計質(zhì)量的衍生問題。比如電力工程設(shè)計圖紙，可以通過數(shù)字化技術(shù)整合成電子圖紙，電力工程設(shè)計單位的相關(guān)人員可以根據(jù)需求，隨時調(diào)取相應(yīng)圖紙，聯(lián)系相關(guān)人員對設(shè)計內(nèi)容進行優(yōu)化、升級，大幅度減少電力工程設(shè)計的溝通成本；第二，提高工作效率。在以往電力工程設(shè)計作業(yè)中，需要電力工程設(shè)計單位通過多次復(fù)核，確認設(shè)計內(nèi)容正確、數(shù)據(jù)計算無誤，在一定程度上降低電力工程設(shè)計的工作效率。在運用數(shù)字化技術(shù)后，可以借助電子圖紙或數(shù)據(jù)模塊的方式，由數(shù)字化系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)信息進行自動復(fù)核，及時鎖定可能存在問題的環(huán)節(jié)，提示設(shè)計人員對相關(guān)環(huán)節(jié)進行修改，對提高電力工程設(shè)計工作效率有較大幫助。

二、電力工程設(shè)計中數(shù)字化技術(shù)運用內(nèi)容

（一）硬碰撞與軟碰撞檢測

在電力工程設(shè)計工作中，涉及變電站等基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、管道線路現(xiàn)場施工等多項內(nèi)容。前期的設(shè)計內(nèi)容可能會受到現(xiàn)場施工條件影響，出現(xiàn)管道線路等碰撞問題，嚴重影響電力工程的高效率運行。在發(fā)生碰撞問題后，電力工程設(shè)計單位需要根據(jù)問題所在位置，逆向定位設(shè)計圖紙內(nèi)容，對內(nèi)容進行修改后，再次投入施工建設(shè)中，增加電力工程的建設(shè)成本。在電力工程設(shè)計中，可以通過數(shù)字化技術(shù)中的硬碰撞與軟碰撞檢測技術(shù)，提前確認管道線路可能存在的碰撞問題，及時進行修改，為施工建設(shè)提供良好條件。對于硬碰撞檢測是指多個對象在空間中產(chǎn)生直接接觸，產(chǎn)生的相互作用。運用數(shù)字化技術(shù)，可以對電力工程設(shè)計的各類基礎(chǔ)模型展開相應(yīng)測試，確認相同空間的不同部件是否存在碰撞情況。如果電力工程建設(shè)地區(qū)擁有較多的變電站，可以優(yōu)先使用硬碰撞檢測技術(shù)，確認是否存在管道線路碰撞情況，并在設(shè)計階段及時處理問題。對于軟碰撞檢測，則是根據(jù)擁有變形特性的對象，對其產(chǎn)生的碰撞擠壓進行檢測，可以運用在一些具有復(fù)雜情況的空間當(dāng)中。比如換流站閥廳，存在大量的柔性部件。在柔性部件出現(xiàn)軟碰撞時，雖然不會影響電力工程的正常工作，但是會導(dǎo)致柔性部件接觸位置產(chǎn)生高溫，容易出現(xiàn)嚴重的安全事故。運用數(shù)字化技術(shù)，對電力工程設(shè)計的各種柔性部件進行合理測試，確保各個柔性部件擁有相對安全的工作空間。如果測試中發(fā)現(xiàn)軟碰撞問題，需要調(diào)整柔性部件的位置，合理規(guī)劃電力工程工作線路，為電力工程安全運行提供可靠保障。

（二）預(yù)防電力設(shè)計誤差

開展電力工程設(shè)計工作時，由于整合的數(shù)據(jù)存在較大誤差，會導(dǎo)致電力工程的應(yīng)用效果降低。為合理減小電力設(shè)計誤差，電力工程設(shè)計單位可以考慮運用數(shù)字化技術(shù)中的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，對電力工程設(shè)計參考的所有數(shù)據(jù)進行可靠分析與高效管理?？梢詮囊韵氯齻€方面實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的合理運用。第一，通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)，進行高效率的數(shù)據(jù)篩選。電力工程設(shè)計單位可以根據(jù)數(shù)據(jù)應(yīng)用需求，使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)管控電力工程設(shè)計相關(guān)的數(shù)據(jù)，借助數(shù)字化技術(shù)的快速篩選功能，對不符合使用標準的數(shù)據(jù)進行剔除，減輕后續(xù)數(shù)據(jù)處理工作難度。電力工程設(shè)計單位需要對設(shè)計內(nèi)容進行詳細分析，以此設(shè)定相應(yīng)的數(shù)據(jù)篩選標準，通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)信息開展逐一分析與判斷，僅保留符合使用標準的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)篩選過程中，電力工程設(shè)計單位需要觀察數(shù)據(jù)庫技術(shù)是否產(chǎn)生運行波動，做好技術(shù)性調(diào)整即可。第二，使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，判斷篩選后的數(shù)據(jù)準確性。在完成數(shù)據(jù)的初步篩選后，電力工程設(shè)計單位需要再次使用數(shù)據(jù)庫，根據(jù)電力工程設(shè)計要求制定數(shù)據(jù)準確性標準，完成二次篩選工作。將誤差大、精度低的數(shù)據(jù)進行剔除，即可有效提高保留數(shù)據(jù)的準確性，合理提高電力工程設(shè)計質(zhì)量，避免影響電力工程應(yīng)用效果。第三，利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，對數(shù)據(jù)進行歸類。完成兩次數(shù)據(jù)篩選工作后，剩余的數(shù)據(jù)可以保證精度與準確性。電力工程設(shè)計單位可以通過數(shù)據(jù)庫歸類數(shù)據(jù)，結(jié)合地質(zhì)勘探、水文監(jiān)測等報告，確認管道、線路的具體設(shè)計標準，選擇合適的設(shè)計方案與施工材料，合理控制電力工程腐蝕等病害，降低自然因素對電力工程的影響，科學(xué)增加電力工程的使用壽命。在完成電力工程設(shè)計任務(wù)后，可以將數(shù)據(jù)庫技術(shù)最后使用的數(shù)據(jù)進行整合，作為數(shù)據(jù)庫資料，為下一次電力工程設(shè)計工作提供參考數(shù)據(jù)。

（三）電力工程智能設(shè)計

為滿足地區(qū)電力資源供給需求，電力工程設(shè)計趨于復(fù)雜，這意味著電力工程設(shè)計單位需要對每個細節(jié)進行有效處理，在保障電力工程系統(tǒng)高效率運行的基礎(chǔ)上，確保各個環(huán)節(jié)穩(wěn)定運行，這對電力工程設(shè)計人員的工作經(jīng)驗具有較高要求。電力工程設(shè)計單位可以考慮使用數(shù)字化技術(shù)中的三維立體技術(shù)，為電力工程設(shè)計三維立體模型，突破傳統(tǒng)電力工程設(shè)計的二維空間限制，以三維立體視角分析電力工程各個設(shè)計部分的功能性與合理性?？梢詮囊韵氯齻€方面實現(xiàn)三維立體技術(shù)的合理運用。第一，施工場景數(shù)據(jù)掃描。電力工程設(shè)計單位可以通過專業(yè)設(shè)備，對施工現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)掃描，將數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入計算機中，形成與施工場景1：1還原的虛擬空間。結(jié)合地質(zhì)勘探、水文監(jiān)測等報告，完善虛擬空間細節(jié)，為電力工程設(shè)計提供可視化條件。第二，設(shè)計三維立體模型方案。根據(jù)電力工程設(shè)計標準、參考數(shù)據(jù)，調(diào)用三維立體技術(shù)的功能模塊，設(shè)計符合電力工程設(shè)計要求的三維立體模型。電力工程設(shè)計單位可以在三維立體模型中，通過模擬測試，確認機械設(shè)備、管道線路的布局方案，分析不同方案的應(yīng)用效果，提高電力工程設(shè)計內(nèi)容的綜合質(zhì)量。如果存在硬碰撞與軟碰撞內(nèi)容，也可以通過三維立體模式及時確認，結(jié)合檢測技術(shù)確認，調(diào)整相關(guān)部件，避免出現(xiàn)碰撞問題與衍生隱患。第三，細節(jié)優(yōu)化與距離校驗。電力工程設(shè)計單位可以通過數(shù)據(jù)庫二次篩選的數(shù)據(jù)，對比電力工程設(shè)計的三維立體模型，確認轉(zhuǎn)角等數(shù)據(jù)是否合理，對細節(jié)內(nèi)容進行有效優(yōu)化?？梢钥紤]將部件運行的安全距離與三維立體模型對接，校驗現(xiàn)有電力工程設(shè)計方案的各類距離數(shù)據(jù)，做好相應(yīng)調(diào)整，以保障電力工程穩(wěn)定運行為目標，合理減少冗余設(shè)計內(nèi)容，控制電力工程施工建設(shè)成本，穩(wěn)定提高電力工程設(shè)計與施工質(zhì)量。比如圖1是使用三維立體技術(shù)設(shè)計電力輸變電工程，電力工程設(shè)計單位可以自由調(diào)整設(shè)備、部件的安裝位置，科學(xué)平衡電力工程的穩(wěn)定運行與施工成本。

（四）數(shù)據(jù)挖掘與運用

電力工程需要確保各項數(shù)據(jù)精準，保障各個部件穩(wěn)定運行，這意味著電力工程設(shè)計成果需要貫穿電力工程施工建設(shè)、應(yīng)用管理的始末。電力工程設(shè)計單位可以考慮通過數(shù)字化技術(shù)中的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，對數(shù)據(jù)進行深度挖掘，開展高效率運用?？梢詮囊韵氯齻€方面實現(xiàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺的合理運用。第一，通過數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺整合其他數(shù)字化技術(shù)。電力工程設(shè)計單位需要通過數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，對硬碰撞與軟碰撞檢測技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、三維立體技術(shù)等進行整合，通過一體化設(shè)計工藝，完成高質(zhì)量的電力工程設(shè)計內(nèi)容。同時，將設(shè)計過程中參考、生成的數(shù)據(jù)，全部存儲到數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺中，方便后續(xù)使用，也可以考慮對接云平臺系統(tǒng)，降低數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺的本地數(shù)據(jù)存儲壓力。第二，設(shè)置數(shù)據(jù)快速檢索與調(diào)用功能。電力工程設(shè)計單位在應(yīng)用數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺時，需要設(shè)置若干接口，分別提供給施工建設(shè)單位與應(yīng)用管理單位。相關(guān)單位可以通過數(shù)據(jù)接口，檢索電力工程設(shè)計數(shù)據(jù)，根據(jù)應(yīng)用需求調(diào)用相應(yīng)數(shù)據(jù)，確認建設(shè)內(nèi)容在使用后，設(shè)計存在的誤差在可允許范圍之內(nèi)，以此實現(xiàn)精準處理電力工程運行問題，合理控制電力工程維護管理成本。第三，設(shè)置數(shù)據(jù)長期更新功能。在電力工程施工建設(shè)與應(yīng)用管理中，也會產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。電力工程設(shè)計單位在應(yīng)用數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺時，需要設(shè)置數(shù)據(jù)長期更新功能，配合數(shù)據(jù)快速檢索與調(diào)用功能，可以快速查看相關(guān)設(shè)備與功能部件的數(shù)據(jù)變化，確認是否擁有基礎(chǔ)應(yīng)用功能，做好設(shè)備的維修與部件的替換，以此實現(xiàn)電力工程保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，合理規(guī)避系統(tǒng)性運行故障，為地區(qū)電力資源穩(wěn)定供應(yīng)提供可靠幫助。

三、電力工程設(shè)計中數(shù)字化技術(shù)運用發(fā)展方向

（一）強化三維立體數(shù)字化技術(shù)的運用深度

在當(dāng)前的電力工程設(shè)計領(lǐng)域，三維立體數(shù)字化技術(shù)雖然已經(jīng)取得了一定的進展，但其使用頻率和深度仍有待提高。為了推動這一技術(shù)更廣泛地應(yīng)用于電力工程，相關(guān)開發(fā)單位應(yīng)該從實際出發(fā)，深入了解電力工程設(shè)計的需求，不斷完善設(shè)計內(nèi)容的數(shù)字化復(fù)刻，同時也要追求三維立體模型的精確度，以確保設(shè)計的準確性和可靠性。通過這樣的方式，可以有效提升電力工程設(shè)計的便利性，從而合理擴大三維立體數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用范圍。

在這個過程中，有必要對現(xiàn)有的設(shè)計流程進行優(yōu)化，整合并升級碰撞測試、數(shù)據(jù)庫建設(shè)等關(guān)鍵功能，使之成為三維立體數(shù)字化技術(shù)開發(fā)和更新中的標配功能。這些功能的集成將極大提升技術(shù)的實用性和便捷性，使設(shè)計師能夠更加高效、直觀地完成工作。此外，還應(yīng)根據(jù)實際操作反饋，合理調(diào)整和強化三維立體數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用深度，讓這項技術(shù)在解決復(fù)雜問題和創(chuàng)新設(shè)計中發(fā)揮更大的作用。

最終，三維立體數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展和完善，應(yīng)當(dāng)為電力工程設(shè)計技術(shù)的進步提供強大的動力。這意味著，隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化和應(yīng)用場景的拓展，電力工程設(shè)計將變得更加智能化、高效化。無論是在工程規(guī)劃、方案比較，還是在成本估算、風(fēng)險評估等方面，三維立體數(shù)字化技術(shù)都能提供有力的支持，助力電力工程師們實現(xiàn)更高水平的設(shè)計質(zhì)量和效率，為電網(wǎng)建設(shè)和運營帶來更為深遠的影響。

（二）構(gòu)建數(shù)字化技術(shù)數(shù)據(jù)標準

電力工程設(shè)計單位在運用數(shù)字化技術(shù)時，會設(shè)置一套數(shù)據(jù)標準。將電力工程設(shè)計內(nèi)容交付給施工單位時，施工單位可能也存在一套數(shù)據(jù)標準。對于整個電力工程設(shè)計領(lǐng)域，則擁有更多的數(shù)字化技術(shù)數(shù)據(jù)標準。這意味著通過數(shù)字化技術(shù)開展的電力工程設(shè)計內(nèi)容，僅能在小范圍進行傳播與使用，無法進行大范圍推廣與運用。相關(guān)單位可以聯(lián)合電力工程設(shè)計單位、數(shù)字化技術(shù)開發(fā)單位，從實際運用的角度，構(gòu)建匹配數(shù)字化技術(shù)的數(shù)據(jù)標準，打破單位之間的數(shù)據(jù)交互屏障，進一步提高數(shù)字化技術(shù)的運用效果，保障電力工程設(shè)計工作的持續(xù)優(yōu)化，向社會輸出更多高質(zhì)量的電力工程。

結(jié)語

將數(shù)字化技術(shù)運用到電力工程設(shè)計中，需要詳細分析設(shè)計規(guī)模，確認設(shè)計要求，落實碰撞檢測工作，合理控制設(shè)計誤差。通過智能設(shè)計優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容，完成數(shù)據(jù)的深度挖掘與合理運用，科學(xué)提高電力工程設(shè)計質(zhì)量，為企事業(yè)單位與居民住宅提供穩(wěn)定的電力資源供應(yīng)，助力各個領(lǐng)域有序發(fā)展。