“中國(guó)電網(wǎng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)手段在從原來(lái)的手工畫(huà)圖向二維設(shè)計(jì)過(guò)渡之后，如今正在向三維數(shù)字化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變。”中南電力設(shè)計(jì)院信息檔案部主任吳剛告訴《中國(guó)電子報(bào)》記者。吳剛顯然對(duì)中國(guó)電網(wǎng)的這種轉(zhuǎn)變感到非常欣慰，同時(shí)記者也從談話中感覺(jué)到這種轉(zhuǎn)變的迫切性。

從設(shè)計(jì)抓起

對(duì)于智能電網(wǎng)，不同的國(guó)家關(guān)注的側(cè)面不同，不同的發(fā)展周期又有不同的發(fā)展重點(diǎn)。在中國(guó)，國(guó)家電網(wǎng)公司提出的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”更強(qiáng)調(diào)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展具有信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng);在美國(guó)，則更強(qiáng)調(diào)配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化和智能化。歐特克公司技術(shù)總監(jiān)Geoff Zeiss就表示，為了減少電力不足或電力中斷的停工時(shí)間，美國(guó)的電力企業(yè)正在安裝智能網(wǎng)絡(luò)管理硬件和軟件，增建網(wǎng)絡(luò)備援，對(duì)它們的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動(dòng)化。其目標(biāo)是讓配電網(wǎng)絡(luò)具備足夠的智能，從而能夠隔離問(wèn)題設(shè)備，重新進(jìn)行自我配置，以降低受影響客戶的數(shù)量，并縮短找出和修理故障設(shè)備所需的時(shí)間。

圖為電站三維信息模型

“無(wú)論哪一種智能電網(wǎng)，核心價(jià)值都強(qiáng)調(diào)了對(duì)于變化的管理和控制，差別只是這種管理和控制的對(duì)象是著眼于發(fā)電、輸電還是配電。這就要求智能電網(wǎng)首先必須是數(shù)字化電網(wǎng)，通過(guò)數(shù)字化的傳感器連接資產(chǎn)和設(shè)備，并建立集成了數(shù)據(jù)收集、整合和分析、決策系統(tǒng)的雙向通信網(wǎng)絡(luò)。這意味著要求對(duì)電網(wǎng)中的每一個(gè)元器件有控制、有描述，而這種要求，必須在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段就要予以充分考慮。”Bentley公司電力業(yè)務(wù)全球副總裁Arthur Sawall向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示。

歐特克公司全球高級(jí)副總裁Amar Hanspal在今年的AU 2010大會(huì)上接受媒體采訪時(shí)也表示，中國(guó)電力方面的基礎(chǔ)設(shè)施若想要可持續(xù)發(fā)展或者說(shuō)綠色化，智能的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。比如說(shuō)風(fēng)機(jī)和電廠的儲(chǔ)能設(shè)備、太陽(yáng)能發(fā)電的電板、電網(wǎng)等等，都需要更智能化的設(shè)計(jì)。

三維數(shù)字化大勢(shì)所趨

“作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，70%的數(shù)據(jù)都產(chǎn)生在設(shè)計(jì)。因此，智能電網(wǎng)的建設(shè)，要從設(shè)計(jì)開(kāi)始抓好?！眳莿倧?qiáng)調(diào)。今年在荷蘭阿姆斯特丹舉行的2010 Be創(chuàng)新獎(jiǎng)全球大會(huì)上，中南電力設(shè)計(jì)院著實(shí)風(fēng)光了一回。通過(guò)武漢江夏500 kV變電站項(xiàng)目一舉奪得公用事業(yè)輸配網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的創(chuàng)新獎(jiǎng)。在吳剛看來(lái)，項(xiàng)目之所以獲獎(jiǎng)最大的創(chuàng)新點(diǎn)就是全面實(shí)現(xiàn)了變電站設(shè)計(jì)流程的升級(jí)，即實(shí)現(xiàn)了工作流程從二維設(shè)計(jì)到三維設(shè)計(jì)的過(guò)渡。這種轉(zhuǎn)變不僅實(shí)現(xiàn)了變電站空間的節(jié)省，同時(shí)還減少了項(xiàng)目所需的實(shí)際占地面積。“通過(guò)使用新的設(shè)計(jì)手段對(duì)開(kāi)關(guān)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化并依靠碰撞檢測(cè)工具，有效地節(jié)省了1.7%至2.1%的占地面積。”吳剛說(shuō)道。

據(jù)了解，電網(wǎng)數(shù)字化設(shè)計(jì)最大優(yōu)勢(shì)在于保證電網(wǎng)運(yùn)維的數(shù)據(jù)的可獲得性和準(zhǔn)確性。例如，采用傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)容易丟失，新建電網(wǎng)在運(yùn)營(yíng)四五十年后要進(jìn)行升級(jí)時(shí)，難度就變得很大。采用數(shù)字化設(shè)計(jì)解決方案，可以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性和完整性，從而也保證了電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)然，設(shè)計(jì)上的損失，會(huì)隨著工程的進(jìn)展不斷放大。只有實(shí)現(xiàn)了精確設(shè)計(jì)，才能實(shí)現(xiàn)精確建造。

如今，三維數(shù)字化設(shè)計(jì)正在幫助工程師、建筑師、設(shè)計(jì)師和建筑公司實(shí)現(xiàn)沖突檢查和工程量估算等工作的自動(dòng)化。如果與項(xiàng)目管理軟件結(jié)合使用，則變成了四維和五維模型，它可以讓建筑公司對(duì)整個(gè)施工過(guò)程建模，由此促進(jìn)人員調(diào)度和材料交付?！半S著越來(lái)越多的電力企業(yè)部署智能電網(wǎng)，它們不僅會(huì)將新技術(shù)用于重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有變電站和設(shè)計(jì)新變電站，還會(huì)用于設(shè)計(jì)輸電線路，幫助獲得監(jiān)管部門的批準(zhǔn);為擴(kuò)建后的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)可再生發(fā)電廠和其他設(shè)施?！盙eoff Zeiss補(bǔ)充道。

專家觀點(diǎn)

中南電力設(shè)計(jì)院信息檔案部主任吳剛

數(shù)字化移交面臨挑戰(zhàn)

為了電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展以及運(yùn)維更加方便，在電網(wǎng)設(shè)計(jì)中，必須保證電網(wǎng)全生命周期中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)移交的完整性。例如，唯一數(shù)據(jù)源貫穿變電站工程全生命周期。中南電力設(shè)計(jì)院在±660kV青島換流站設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，就向業(yè)主國(guó)家電網(wǎng)進(jìn)行了初步數(shù)字化移交。數(shù)字化移交可以將設(shè)計(jì)、建造數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地提交給業(yè)主，如果業(yè)主在應(yīng)用時(shí)對(duì)換流站進(jìn)行修改，還可以實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)。而用傳統(tǒng)手段進(jìn)行移交的時(shí)候，很多數(shù)據(jù)需要靠手工來(lái)錄入，不但耗時(shí)長(zhǎng)，而且還容易出現(xiàn)人為誤差。目前數(shù)字化移交在我國(guó)推行還面臨幾個(gè)難點(diǎn)。一是數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。目前國(guó)家電網(wǎng)正在制定電網(wǎng)領(lǐng)域的編碼標(biāo)準(zhǔn)，這將有效解決數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問(wèn)題。二是數(shù)字化移交對(duì)設(shè)計(jì)提出了很高的要求——數(shù)字化移交的前提是數(shù)字化設(shè)計(jì)，而目前我國(guó)電網(wǎng)的數(shù)字化設(shè)計(jì)剛剛處于起步階段。三是如何移交還需要認(rèn)真構(gòu)思一個(gè)既能與現(xiàn)有設(shè)計(jì)流程和軟件工具結(jié)合，又方便將來(lái)業(yè)主運(yùn)營(yíng)維護(hù)的理想方案。