深入推進(jìn)電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新變革

　　設(shè)計(jì)不僅是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，更是“龍頭”和“靈魂”。做好設(shè)計(jì)工作，對電網(wǎng)工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資和運(yùn)行的安全及綜合效益，起著決定性的作用。持續(xù)推進(jìn)電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新水平和能力是我國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段的必然要求。在新冠肺炎疫情影響下，以電網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新變革為引領(lǐng)的電網(wǎng)工程建設(shè)必將帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展，為助力我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)向好發(fā)展起到關(guān)鍵作用。

　　一、引言

　　隨著新一輪全球科技革命和產(chǎn)業(yè)變革興起，世界各國對科技創(chuàng)新的重視與日俱增。習(xí)近平總書記先后發(fā)表了一系列關(guān)于科技創(chuàng)新的重要講話和論述，提出“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力”，強(qiáng)調(diào)要大力實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，并將科技創(chuàng)新上升到國家戰(zhàn)略的高度，使科技創(chuàng)新成為催生新動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的強(qiáng)大引擎。這也為推進(jìn)能源電力領(lǐng)域科技創(chuàng)新指明了前進(jìn)方向，在新時(shí)期、新形勢下，能源電力領(lǐng)域應(yīng)堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，搶占變革先機(jī)，應(yīng)有新的理念和設(shè)計(jì)。

　　二、電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新面臨的形勢

　　能源電力行業(yè)關(guān)乎國民經(jīng)濟(jì)命脈，對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的支柱作用，電網(wǎng)工程作為能源電力輸送的強(qiáng)大載體，更是其中的關(guān)鍵一環(huán)。而在電網(wǎng)工程建設(shè)中，設(shè)計(jì)則是“龍頭”和“靈魂”，做好設(shè)計(jì)工作，對電網(wǎng)工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資和運(yùn)行的安全及綜合效益，起著決定性的作用，各個(gè)環(huán)節(jié)通過設(shè)計(jì)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)工程的順利建設(shè)。在新形勢下，持續(xù)推進(jìn)電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新水平和能力是我國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段的必然要求。尤其在今年，新冠肺炎疫情已經(jīng)對國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了一定影響，以電網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新為引領(lǐng)的電網(wǎng)工程建設(shè)必將帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展，為助力我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)向好發(fā)展起到關(guān)鍵作用。

　　三、電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新的新內(nèi)涵

　　（一）設(shè)計(jì)理念創(chuàng)新

　　 “安全、綠色、高效”是電力高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。安全是基本保障，綠色和高效是可持續(xù)發(fā)展方向。對于電網(wǎng)工程而言，就需要有全壽命周期的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念和全局優(yōu)化思想。不僅要保證工程建設(shè)的本質(zhì)安全，還要注重兼顧環(huán)境友好、材料節(jié)能、施工便利、運(yùn)營高效等各個(gè)環(huán)節(jié)。要通盤考慮，使得在全壽命周期內(nèi)效益更高。

　　（二）設(shè)計(jì)內(nèi)容創(chuàng)新

　　隨著工程建設(shè)領(lǐng)域的全過程工程咨詢服務(wù)日益發(fā)展，電網(wǎng)工程的投資者或建設(shè)單位對于這種綜合性、跨階段、一體化咨詢服務(wù)的需求也是逐漸增加。以市場需求為導(dǎo)向，電網(wǎng)工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容就需要由工程本體設(shè)計(jì)延伸至涵蓋招標(biāo)代理、勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、造價(jià)、項(xiàng)目管理等服務(wù)項(xiàng)目，以滿足委托方多樣化咨詢服務(wù)的要求。

　?。ㄈ┰O(shè)計(jì)手段創(chuàng)新

　　隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、三維數(shù)字化、5G等新技術(shù)手段噴涌而出，必將促進(jìn)各行業(yè)產(chǎn)生新的變革。這些新技術(shù)手段的持續(xù)發(fā)展，也為電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新變革提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，對于推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)，全面提升電網(wǎng)數(shù)字化、智能化有著顯著意義。

　　四、電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新的變革方向

　?。ㄒ唬┤珘勖芷谠O(shè)計(jì)

　　電網(wǎng)工程全壽命周期設(shè)計(jì)應(yīng)對規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行等環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，實(shí)現(xiàn)在全壽命周期內(nèi)的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、綠色環(huán)保。應(yīng)從工程實(shí)際出發(fā)，積極采用成熟的新技術(shù)、新材料、新工藝，對各種要素的技術(shù)方案進(jìn)行全壽命周期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比。要建立全壽命周期設(shè)計(jì)評價(jià)體系，明確相應(yīng)的評價(jià)要素和指標(biāo)。

　　在進(jìn)行全壽命周期設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以概率理論為基礎(chǔ)，對于材料、性能等的隨機(jī)性，采用隨時(shí)間變化的時(shí)變可靠度理論進(jìn)行描述并作為協(xié)調(diào)和控制參數(shù)是較為合理的。而對于目前仍使用安全系數(shù)法的設(shè)計(jì)應(yīng)逐漸進(jìn)行轉(zhuǎn)換和替代，并重點(diǎn)理順重現(xiàn)期、設(shè)計(jì)使用年限、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)和可靠度指標(biāo)等概念之間的界限和內(nèi)在邏輯。

　　在全壽命周期內(nèi)，電網(wǎng)工程本身的建設(shè)不是目的，建成后的使用才是目的，在服役期間勢必會(huì)面臨性能老化、弱化的情況。為了保證安全性和可靠性，最大限度地發(fā)揮功效，對其進(jìn)行健康監(jiān)測也是很有必要的，且需要根據(jù)不同的監(jiān)測結(jié)果合理選擇關(guān)鍵的控制和決策參數(shù)，以此制定相對較優(yōu)的維修加固策略。

　?。ǘ┤^程工程咨詢

　　電網(wǎng)工程傳統(tǒng)咨詢是一種點(diǎn)對點(diǎn)的單一模式，即主體是一家單位，對應(yīng)的客體則是單項(xiàng)內(nèi)容。這種單一模式與當(dāng)前工程投資決策、建設(shè)、項(xiàng)目運(yùn)營過程中對綜合性咨詢需求的矛盾正逐漸突顯。而全過程工程咨詢則是多對多的綜合模式，即主體可以是一家或者多家單位，對應(yīng)的客體則涵蓋了投資決策綜合性咨詢、工程勘察設(shè)計(jì)咨詢、工程招標(biāo)采購咨詢、工程監(jiān)理與項(xiàng)目管理服務(wù)等多項(xiàng)內(nèi)容。

　　全過程工程咨詢的重點(diǎn)在于打破傳統(tǒng)咨詢壁壘，這就使得咨詢方在工程實(shí)踐中角色多樣，咨詢內(nèi)容充滿“彈性”。在電網(wǎng)工程的全過程工程咨詢中，則更需對這種“彈性”進(jìn)行靈活把握。對于咨詢主體，可以是單獨(dú)由一家具有綜合能力的咨詢單位提供咨詢服務(wù)，也可以是由多家具有不同能力的咨詢單位聯(lián)合實(shí)施，由其中一家作為牽頭單位，其它為參加單位；對于咨詢模式和內(nèi)容，可以是跨階段多種咨詢服務(wù)組合，例如投資決策綜合性咨詢和工程勘察設(shè)計(jì)咨詢的組合，可以是同一階段內(nèi)不同類型咨詢服務(wù)組合，例如工程勘察設(shè)計(jì)階段內(nèi)設(shè)計(jì)管理和技術(shù)咨詢的組合，亦可以是諸如工程造價(jià)、項(xiàng)目后評價(jià)等的工程專項(xiàng)咨詢。

　　另外，住建部最近剛剛發(fā)布了《房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目全過程工程咨詢服務(wù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》，旨在統(tǒng)一思想認(rèn)識、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展和指導(dǎo)咨詢實(shí)踐。對于電網(wǎng)工程領(lǐng)域而言，也應(yīng)盡快建立全過程工程咨詢服務(wù)管理體系，加快推動(dòng)相應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，以提高咨詢水平和質(zhì)量。

　　（三）數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)

　　數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)是設(shè)計(jì)行業(yè)在未來的重要發(fā)展方向和關(guān)鍵技術(shù)，將使傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型設(shè)計(jì)方式逐步轉(zhuǎn)變成更加科學(xué)可靠、精準(zhǔn)高效的智能型信息技術(shù)設(shè)計(jì)方式。對于電網(wǎng)工程而言，除了要大力發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)以外，還需注重?cái)?shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)與其它數(shù)字化技術(shù)之間的交叉融合創(chuàng)新。

　　在數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)方面，建筑工程領(lǐng)域率先啟動(dòng)三維數(shù)字化技術(shù)（BIM），先后發(fā)布了一系列政策文件和標(biāo)準(zhǔn)，在逐步發(fā)展中形成了集設(shè)計(jì)、施工、管理于一體的先進(jìn)設(shè)計(jì)手段。電網(wǎng)工程領(lǐng)域也在積極推廣三維數(shù)字化設(shè)計(jì)，然而目前應(yīng)用還不充分和廣泛。下一步首先需盡快建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，對建模、設(shè)計(jì)深度、功能和交互、設(shè)計(jì)質(zhì)量控制、協(xié)同設(shè)計(jì)流程、加工制造、施工應(yīng)用、數(shù)據(jù)交付等方面進(jìn)行統(tǒng)一和規(guī)范；其次要建設(shè)好開放的協(xié)作平臺，解決各個(gè)專業(yè)軟件與平臺的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)在同一平臺進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。

　　在與其它數(shù)字化技術(shù)交叉融合方面，一個(gè)重點(diǎn)方向就是三維數(shù)字化設(shè)計(jì)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的融合。電網(wǎng)工程在以三維模型為基礎(chǔ)的數(shù)字化設(shè)計(jì)過程中，必然會(huì)產(chǎn)生大量的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、工程量數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)投資數(shù)據(jù)等結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化的混合大數(shù)據(jù)，而大數(shù)據(jù)技術(shù)的核心要義是數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘，和大數(shù)據(jù)技術(shù)的融合就是為了實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)的數(shù)字化和價(jià)值化。采用大數(shù)據(jù)技術(shù)首先需要對這些混合大數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集、整理，存儲(chǔ)成新的各階段、各專業(yè)等的大數(shù)據(jù)資源庫；其次，結(jié)合資源庫、專題報(bào)告、典型造價(jià)、限額指標(biāo)等可以形成可供查詢的電網(wǎng)工程知識信息系統(tǒng)；最后，通過參數(shù)化統(tǒng)計(jì)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)并加入專家經(jīng)驗(yàn)可以生成各種工程量的預(yù)測模型和知識庫，還可將一些重要信息進(jìn)行視圖化呈現(xiàn)。

　　五、結(jié)語

　　為適應(yīng)新形勢下一系列深刻變化，把握好戰(zhàn)略機(jī)遇并做好迎接挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備，深入推進(jìn)電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新變革勢在必行。這就需要把握好創(chuàng)新內(nèi)涵，深耕重點(diǎn)方向，并且要推動(dòng)示范創(chuàng)新引領(lǐng)，優(yōu)選一批試驗(yàn)示范工程進(jìn)行集中攻關(guān)和重點(diǎn)研究，將創(chuàng)新逐步在試驗(yàn)示范工程中落地應(yīng)用，積極探索、及時(shí)總結(jié)，待條件成熟時(shí)再推廣展開。

　　(作者供職于電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院)