创新开展三维设计 积极建设数字国网

国网经济技术研究院有限公司副总经理、党委委员 袁兆祥

发布时间:2018-08-28

 习近平总书记在党的十九大报告中提出实施国家大数据、建设数字中国的国家战略。国家电网有限公司高度重视数字化设计的革命性意义和对工程建设带来的深远影响,公司董事长、党组书记舒印彪在2018年工作会议上,明确提出大力推广三维设计,提高建设效率和质量。
        三维设计是三维建模、数字化协同设计、数字化设计成果移交技术与地理信息系统、现代遥感技术的集成应用;可实现工程的三维虚拟展示和信息一体化应用;达到提高设计质量、推动设计技术进步、构建数字化电网、服务工程全寿命周期价值提升的目的。开展三维设计及工程数据中心建设将为践行数字中国战略,构建新一代电力系统,建设数字国网,强化工程本质安全奠定物理基础;将为打造公司数据资产提供数据支撑,建设公司全业务统一数据中心,实现工程数据全寿命周期应用价值最大化创造技术条件。


         全面充分调研  科学制定三维设计工作总体路线


        国网经研院对公司所属27个省公司开展书面调研,征集建设管理、设计、施工、运检等单位、部门的需求和建议。系统了解了目前国内外、各行业的BIM(建筑信息模型,BuildingInformationModeling)技术发展水平和存在的问题,全面掌握了设计单位的软硬件配置以及现有技术发展水平和建设施工单位的基本需求。调研表明,解决数据统一问题是三维设计工作的重点和核心问题,为后续三维设计工作指明了方向。
针对建筑行业IFC4(工业基础分类,IndustryFoundationClass)国际标准缺少电网工程相关内容的实际情况,国网经研院注重顶层设计和整体谋划,从工作伊始就牢牢掌握核心技术标准,避免了出现类似其他行业被软件牵引的局面,形成了特色鲜明、具有自主知识产权的技术路线,并遵循“科研支撑、标准先行、试点建设、加快推进”的总体安排,按照统一标准、协同推进、注重实效的工作原则,逐步构建标准体系,贯通全业务数据,提高工程建设质量,实现全寿命周期价值提升。


   
构建标准体系  打造三维设计通用模型库


        参照国际通用IFC4数据交换标准,并汲取其实际应用经验,国网经研院通过制定统一的数据架构、编码体系、交互方式、设计深度和成果形式,自主创新研发适合输变电工程建设、可扩展的国家电网GIM(电网信息模型,GridInformationModeling)标准体系。GIM标准目前共有13项,对设计对象、过程、成果进行规范统一,构建专业完备、全过程覆盖的技术标准体系,并形成上下游业务环节的数据对接标准。
        国网经研院按照GIM标准,秉承“标准统一、兼容交互、模型通用”的原则,应用通用设计、通用设备,在公司层面建立统一的变电站、换流站及线路通用模型库。目前已完成110(66)~1000千伏变电站变压器、组合电器等15大类通用设备及水工暖通设施等共511个模型、±800千伏换流站换流变压器、平波电抗器等16大类换流站专有通用设备共104个模型,以及220~750千伏2691个杆塔模型建模,形成应用目录。通用模型库实现了三维模型在工程初设阶段设计方案的通用性,满足初设阶段的应用要求,提高工程三维设计效率,确保设计质量,为全面推动输变电工程三维设计奠定基础。     

试点工程先行  树立输变电领域三维设计权威


        以GIM标准和通用模型库为基础,通过开展工程试点应用,验证了输变电工程三维设计技术路线的可行性和适用性。共开展36项试点工程,包括特高压交流工程3项,直流工程1项,220~750千伏工程32项。
        通过对试点工程的应用,三维设计在以下几个方面体现出明显成效。一是利用可视化技术,提升设计精细化水平,利用三维协同设计技术,提高专业间配合效率,提高工程设计质量。二是可精确统计工程量,实现概预算精准编制,并通过提升设计深度,实现精细化设计,实现工程精准投资。三是通过开展地下基础隐蔽工程综合碰撞检查,减少设计错漏碰缺,通过准确直观的电气距离、风偏校验,确保设计裕度合理,强化工程本质安全。四是通过三维展示,参建各方可直观掌握设计方案,通过辅助三维手段,直观模拟施工、吊装、运输、检修等过程,优化场地布置、装备配置及方案组织,根据设备编码及特征参数,自动提取物料清单,提升工程建设管理水平。五是基于GIM标准的统一数据架构,可实现与工程数据中心、运检智能管控系统数据交互,满足运检阶段对工程三维模型的编辑、修改和功能开发需求,实现工程数据全过程应用。
        通过一年多时间的努力,国网经研院已完成三维设计相关阶段性研究,取得显著成效。一是变电站(换流站)三维设计实现电气一次、二次、通信、土建、总图、水工、暖通、地理信息数据的多专业协同及模型标准化目标;线路三维设计实现电气、结构的专业协同。二是建立起输变电工程三维设计标准技术体系,实现三维设计成果不同软件平台之间的数据贯通,引领三维设计技术发展方向。三是通过试点工程探索应用,基本具备在35千伏及以上输变电工程开展应用的条件。获得行业内外的一致高度肯定,树立起在输变电工程三维设计领域的权威地位。
强化培训机制  推进三维设计标准化应用全覆盖
        根据国家电网有限公司要求,从2018年下半年开始,公司新建35千伏及以上输变电工程全面应用三维设计;同步启动建设工程数据中心,满足工程具备数字化移交和公司全业务统一数据共享要求。到2020年底前,公司所有新建、改建、扩建35千伏及以上输变电工程具备数字移交条件,总体上实现三维设计、三维评审、三维移交。同时,推动三维设计在建设管理、施工组织、档案移交等基建环节的标准化应用,建立基于三维设计应用的信息传递和数据共享模式,满足工程建设各阶段的管理要求。
        在新形势下,国网经研院将重点做好以下几方面的技术支撑工作:一是对建设管理、设计、施工、监理单位和省经研院,分区域组织开展三维设计标准规范及工程数据中心建设相关内容培训。二是促进建设管理、施工等相关单位充分利用三维设计数字化成果,编制应用方案,开发应用平台,真正实现工程现场的精益化管理和数字化转型,充分体现三维设计成果的应用价值。三是制定实施细则,完善标准体系,总结试点经验,扩充通用模型库,加强知识产权保护。四是重点建立适合三维设计特点的评审工作流程、评审方式及评审要点,完善工程评审平台功能,实现三维电子化评审。五是加快推进工程数据中心建设,尽快建立工程数据录入工作机制;落实省级工程数据中心建设方案及运行机制。
        信息来源:中国电力报