[ 導讀 ] 在美國，很多電網已經建設多年。現在，有些電網正面臨升級問題。但是這并不容易，因為很多電網設計、建造時的數據已經丟失。

　　在美國，很多電網已經建設多年。現在，有些電網正面臨升級問題。但是這并不容易，因為很多電網設計、建造時的數據已經丟失。今天，從設計開始對工程進行全生命周期的管理，逐漸成為電網設計方、建設方和業主的共識。特別是智能電網的建設，離不開設計時所產生的基礎數據作為基礎，數字化設計越來越受到重視。

　　從江夏變電站說起

　　江夏500kV變電站工程位于武漢市江夏區，計劃總投資4億元。由于該項目所在地江夏區土地資源比較珍貴，因此該項目要盡量減少占地面積，其突破口是減少最小安全凈距。值得一提的是，為保證變電工程安全、穩定的運行及運行檢修人員的人身安全，變電工程中所有帶電體與其他帶電減小安全凈距體或者非帶電體之間的凈距應滿足相關規范對于最小安全凈距的要求。

　　如果采用傳統的二維圖紙進行設計，最小安全凈距不能在平面圖上直接測量。工程人員在設計時只能通過預留較大裕度來保證安全。

　　為此，江夏500kV變電站的設計方中國電力工程顧問集團中南電力設計院(簡稱中南電力設計院)應用采用了三維手段的Bentley平臺進行數字化協同設計。通過三維手段實現精細化設計，跳線、構架梁均按實際尺寸建模，在模型空間中測量的最小距離基本可以反映真實情況，可以減少不必要的裕度，從而優化配電裝置尺寸。而且三維圖紙表達信息量大，直觀、準確，減少錯誤風險。

　　最后，中南電力設計院通過三維模型精確測量最小帶電距離，減少了裕度，壓縮了配電裝置尺寸，優化占地面積，節省了土地資源和工程材料，有效控制了工程投資：如果采用傳統的二維模型進行設計，該變電站需要占地4.29萬平方米，而實際只占地4.2萬平方米，占地面積減少了2.1%;如果采用2D二維模型設計，該變電站工程造價估計要4.26億元，而采用三維模型后實際只用了4.19億元，總體造價減少了1.6%。

　　此外，中南電力設計院高級工程師程超還指出，在初步設計階段，采用三維設計手段可以大幅提高工作效率，尤其是斷面圖的出圖效率：采用傳統的二維設計方法，斷面圖均需要人工繪制，工作量大，出錯率高;采用三維設計手段，斷面均可以從三維模型中直接剖切得到，速度快，出錯率低。僅在初步設計階段，采用三維設計手段斷面圖設計就可節約20%左右的設計時間。

　　管好70%的基礎數據

　　江夏變電站通過采用全新的變電站解決方案來進行設計，是我國電網建設的一個先行者。

　　中國電力工程顧問集團公司副總經理姚強指出，在目前的變電站設計解決方案中，綜合[FS:PAGE]性、全面性均有欠缺，采用傳統方式進行變電站設計，需要消耗大量人力、物力。

　　除此以外，中南電力設計院信息檔案部主任吳剛指出，設計上的損失，會隨著工程的進展不斷放大。只有實現了精確設計，才能實現精確建造。

　　更為嚴重的是，設計考慮周全與否，還會影響到電網、變電站在運營階段能否根據需求升級、擴展。Bently大中國區總裁劉德盛在Bently電力行業解決方案年會上通過介紹美國目前所面臨的問題指出，在電網設計的時候，就應該考慮到如何保護投入，如何進行擴展。否則，以后會遇到很多麻煩。

　　這個問題，處于電網建設高峰期的我國更加值得關注。國家電網“十二五”規劃投資約3100億元，其中1000kV交流特高壓投資1155億元，±800kV直流特高壓投資1974億元。

　　與此同時，我國正在規劃智能電網的建設。吳剛指出，作為智能電網的基礎，70%的數據都產生在設計。因此，智能電網的建設，要從設計開始做起。

　　從三維設計到數字化移交

　　正因為如此，致力于電力行業信息化建設的Bently公司在最近幾年開始關注從設計、建造到應用的全生命周期解決方案，為電網和變電站提供各種工具和解決方案，保證數據的準確、可靠和可重用，使得電網擴展更加快速、有效，保證升級的有效性。

　　這一理念，正好吻合了當前電網設計管理的需求。吳剛指出，目前電網設計的觀念正在改變，設計手段從原來的手工畫圖，到后來的通過CAD軟件畫圖，再到現在的三維畫圖和數字化設計。

　　電網數字化設計最大優勢在于保證電網運維的數據可獲得性和準確性。比如說，采用傳統的手工設計，設計數據容易丟失，新建電網在運營四五十年后要進行升級時，難度就變得很大。而采用生命周期的電網解決方案，就可以保證數據的準確性、可靠性和可重用性，從而也保證了電網的可升級性和可擴展性。

　　值得一提的是，中南電力設計院在±660kV青島換流站設計項目中，還向業主國家電網進行了初步數字化移交。數字化移交可以將設計、建造數據準確地提交給業主，如果業主在應用時對換流站進行修改，還可以實時更新數據。而用傳統手段進行移交的時候，很多數據需要靠手工來錄入，不但耗時長，而且還容易出現人為錯誤。

　　但吳剛介紹說，目前數字化移交在我國推行還面臨幾個難點。一是數據標準不統一。目前國家電網正在制定電網領域的編碼標準，這將有效解決數據標準不統一的問題。二是數字化移交對設計提出了很高的要求——數字化移交的前提是數字化設計，而目前我國電網[FS:PAGE]的數字化設計還處于起步階段。三是如何移交尚無理想的解決方案，這需構思一個既能與現有設計流程和軟件工具結合，又方便將來業主運營維護的解決方案。

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