數(shù)字孿生模型助電力行業(yè)高效的突破擴(kuò)建挑戰(zhàn)

　　湖北咸寧的茶庵嶺—肖家洲地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好。過去，該地區(qū)供電可靠性較差，供電不穩(wěn)定。茶庵嶺—肖家洲輸電線路走廊位于城區(qū)內(nèi)，周邊環(huán)境復(fù)雜，路徑受限，新增輸電線難度較大；而且，線路需要跨越該地區(qū)的主要高速公路，這增加了在不影響商業(yè)和住宅區(qū)交通的情況下新增輸電線的難度；部分線路走線段位于長江分洪區(qū)范圍內(nèi)，因此必須從一開始就考慮未來輸電塔周圍可能出現(xiàn)的洪澇災(zāi)害，使得情況進(jìn)一步復(fù)雜化，要找到提升該區(qū)供電能力的解決方案，必須采用一種新方法。

　　中國電建集團(tuán)湖北省電力勘測設(shè)計(jì)院有限公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和交付一條新的 220 kV輸電線，為新建的220kV肖家洲變電站提供電源。新項(xiàng)目的建成將提升嘉魚縣35萬用戶的用電質(zhì)量。設(shè)計(jì)院面臨著諸多挑戰(zhàn)，為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，工程團(tuán)隊(duì)首先使用ContextCapture為受影響的地區(qū)創(chuàng)建了一個(gè)完全沉浸式的數(shù)字孿生模型。通過對(duì)多個(gè)城市和路段在內(nèi)的整個(gè)地區(qū)進(jìn)行建模，建立了沉浸式的數(shù)字基線，據(jù)此進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。工程師利用AECOsim Building Designer、Bentley Substation 和STAAD.Pro創(chuàng)建了這條輸電線的數(shù)字工程模型，該模型可以添加并合并到沉浸式數(shù)字孿生模型中，從而實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)可視化，并可以確定潛在的障礙和問題。與之前的方法相比，這種方法可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和優(yōu)化，確保桿塔的結(jié)構(gòu)良好，盡量減少對(duì)城區(qū)和交通區(qū)的干擾并縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。利用 Bentley iModel技術(shù)所得到的設(shè)計(jì)可以完全載入三維地球中，確保多個(gè)利益相關(guān)方可以審查規(guī)劃的路線和設(shè)計(jì)。

　　在設(shè)計(jì)階段完全實(shí)施數(shù)字工作流并將其與沉浸式模型結(jié)合取得了顯著的成效。除了提升在線協(xié)作之外，還降低了12%的設(shè)計(jì)時(shí)間、16%的校核時(shí)間和5天的現(xiàn)場工作時(shí)間。這一設(shè)計(jì)還減少了6處房屋拆除，并確保了每個(gè)跨越路段能夠?qū)崿F(xiàn)最佳設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)優(yōu)化還節(jié)省了材料成本，平均塔重下降了 1.2% ，線路路徑長度降低了0.5千米。

　　通過加強(qiáng)與承包商和設(shè)計(jì)部門的協(xié)作，設(shè)計(jì)校核得以優(yōu)化，減少了桿塔、輸電線和環(huán)境之間的沖突，減少了之后的返工和現(xiàn)場問題。湖北省電力勘測設(shè)計(jì)院有限公司采用數(shù)字化設(shè)計(jì)與協(xié)作模型，為這個(gè)總投資3221 萬元的項(xiàng)目節(jié)省了 600 多萬元成本。該公司利用數(shù)字環(huán)境不僅節(jié)省了成本，而且在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)改善了咸寧區(qū)居民的生活。

　　湖北省電力勘測設(shè)計(jì)院有限公司工程師張梁表示：“創(chuàng)新的使用Bentley軟件進(jìn)行架空輸電線路的設(shè)計(jì)工作，通過多專業(yè)協(xié)同工作，減少了設(shè)計(jì)時(shí)間約40小時(shí)。通過實(shí)景模型支持的全線輸電線路桿塔布置模型，減少了校核審核時(shí)間32小時(shí)。降低了約12%總設(shè)計(jì)時(shí)間和16%校核時(shí)間?！?/p>

　　新疆變電站工程利用數(shù)字孿生模型改善設(shè)計(jì)伙伴之間的協(xié)作

　　新疆 750 kV變電站工程位于中國新疆博爾塔拉蒙古自治州，這一地區(qū)的新能源發(fā)展迅速，境內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)容量為 445.5 兆瓦，光伏發(fā)電裝機(jī)容量為 530 兆瓦。加快博州光伏電和風(fēng)電的打捆外送，需要堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架支撐和高電壓、大容量的外送通道作保障。博州 750 kV輸變電工程的建成將為新能源外送增加一條新“途徑”，不僅提高該地區(qū)供電的安全可靠性，也會(huì)大大提高當(dāng)?shù)厝嗣竦纳钏健?/p>

　　中國電力工程顧問集團(tuán)東北電力設(shè)計(jì)院有限公司利用AECOsim Building Designer、LumenRT、MicroStation、STAAD 和 Bentley Substation等多種 Bentley 應(yīng)用程序，交付了新的 750 kV變電站。該公司基于 Bentley ProjectWise 建立了一個(gè)互連數(shù)據(jù)環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目參與者之間的無縫協(xié)作。要完成這個(gè)總投資 5 億元的工程，需要采用真正的設(shè)計(jì)和分析建模方法，充分利用數(shù)字孿生模型的強(qiáng)大功能優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，改善設(shè)計(jì)合作伙伴之間的協(xié)作并節(jié)省工程總成本。通過充分利用數(shù)字化設(shè)計(jì)理念，圍墻內(nèi)占地面積節(jié)約用地30%，土方量減少70%，建筑面積減少60%，大大節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間，節(jié)省了30%的設(shè)計(jì)總成本并提前三天完成了項(xiàng)目。

　　該項(xiàng)目三維設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人朱宇航表示：“隨著三維設(shè)計(jì)在變電站工程中更多的應(yīng)用，可以幫助我們更多、更好、更高效的完成設(shè)計(jì)。在真實(shí)的三維設(shè)計(jì)中去表達(dá)設(shè)計(jì)，推敲設(shè)計(jì)，交流設(shè)計(jì)，以二維或三維的方式去交付我們的設(shè)計(jì)成果。三維協(xié)同設(shè)計(jì)更接近于設(shè)計(jì)的本質(zhì)：從無到有的設(shè)計(jì)過程。在這個(gè)過程中，首先提供了一個(gè)真實(shí)的“三維空間”來實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)，這相當(dāng)于真實(shí)的再現(xiàn)和擴(kuò)展了原來在設(shè)計(jì)師腦子里的“三維想象”，同時(shí)，在三維設(shè)計(jì)協(xié)同的設(shè)計(jì)模式下，更強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)的效率，而不是某個(gè)人或某個(gè)專業(yè)的效率。”