【實例解析】戶用分布式光伏設(shè)計一鍵成圖方法

前言：近年來我國風電、太陽能發(fā)電等新能源發(fā)展勢頭強勁，在2023年國家能源局印發(fā)的《2023年能源工作指導(dǎo)意見》中提到結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型深入推進，大力發(fā)展風電太陽能發(fā)電，實施光伏“千家萬戶沐光行動”，穩(wěn)步推進整縣屋頂分布式光伏開發(fā)試點。項目的實施離不開設(shè)計圖紙的指導(dǎo)，然而在整縣戶用分布式光伏中要求一戶一圖，龐大的出圖量往往讓設(shè)計師叫苦不迭。本文將對此情形提出一種高效出圖的方法，即一鍵成圖，以降低設(shè)計師的工作量，提高準確率，降低設(shè)計成品差錯，從而提升工作效率。

作者：韓加良? ? 單位：河北敬泰電力工程設(shè)計有限公司

1、戶用屋頂現(xiàn)狀分析

河北、河南一帶地區(qū)平屋頂居多，少部分為瓦屋頂，而山東一帶地區(qū)則主要為瓦屋頂。不同區(qū)域戶用屋頂結(jié)構(gòu)形式可能不同，但相同區(qū)域內(nèi)的屋頂結(jié)構(gòu)形式基本一致，并沒有多少變化。即便如此，由于光伏項目施工隊伍素質(zhì)水平參差不齊，對圖紙要求逐步提高，典型設(shè)計圖紙已然不能滿足施工要求。再者，為了滿足項目驗收和日后工程質(zhì)量追溯，從2020年開始，各大央企均需要一戶一圖，即一個農(nóng)戶屋頂出具一套設(shè)計圖紙，便于項目施工驗收。因此，為更好地指導(dǎo)現(xiàn)場施工和滿足央企的要求，一戶一圖設(shè)計形式已經(jīng)成為戶用分布式光伏項目的基本要求。

2、方法形成背景

針對同類型屋頂?shù)脑O(shè)計，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計形式往往是相同的，尺寸不盡相同，這樣會導(dǎo)致安裝光伏組件數(shù)量不同，設(shè)備和線纜選型隨之變化。若按照傳統(tǒng)方法完成一份圖紙后，大多會利用已完成的圖紙做模板，加以修改生成一份新圖。但這種方法工作量大，效率低下，漏改、錯改的幾率很大，再有圖紙大大小小的變更，尤其是共性問題，修改量之大也能讓人崩潰?？傊瑧粲脠D紙設(shè)計難度不高，但出圖數(shù)量龐大，重復(fù)性強，設(shè)計市場行情價格低，令很多設(shè)計院對此類項目較為抵觸。

3、軟件設(shè)計思路

為了解決行業(yè)痛點，提升設(shè)計院工作效率，如何完美解決此類問題，尤為迫切。在傳統(tǒng)方法設(shè)計圖紙的過程中，不難發(fā)現(xiàn)改動量主要在圖紙名稱、安裝容量說明、光伏組件排布、逆變器選型及接線方式、線纜的選型、開關(guān)設(shè)備選型等方面，設(shè)計說明、結(jié)構(gòu)圖其他部分基本上是不變的。整個出圖的過程其實是在不斷地重復(fù)，只不過重復(fù)的數(shù)據(jù)不同而已。

4、軟件開發(fā)

重復(fù)性也就意味著可程序化，我們可利用程序化操作把不變的部分和可變的部分分別進行組合，每一個組合完成后都是一份圖紙。這樣我們將重復(fù)性操作升級為程序性操作，大大縮短工作量，那么接下來開發(fā)一款軟件勢在必行。

Excel除了能夠方便地進行各種表格處理以外，Excel 具有一般電子表格軟件所不具備的強大的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析功能。而宏功能則是Excel最強大的功能所在，可利用VBA語言將重復(fù)性操作編輯成代碼從而實現(xiàn)程序化，同時也可以打通與其他軟件的數(shù)據(jù)傳遞，其缺點是無法生成CAD圖紙。AutoCAD軟件本身具備完善的繪制功能，有強大的圖形編輯功能，可進行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換，可采取多種方式進行二次開發(fā)或用戶定制，其缺點是沒有像Excel強大的數(shù)據(jù)處理、分析功能。利用VBA打通兩個軟件的數(shù)據(jù)，發(fā)揮各自的優(yōu)點完成設(shè)計成果。具體設(shè)計軟件開發(fā)過程如下，供行業(yè)專家指正。

圖1 程序原理圖Fig. 1 Program schematic diagram

首先，建立包含各種結(jié)構(gòu)形式的CAD模板圖和各種組件排布形式的CAD“塊”文件；其次，將相關(guān)的設(shè)備、電纜選型代碼信息寫入啟用宏的Excel表中供程序篩選；最后，在Excel操作界面輸入農(nóng)戶名稱、位置、房屋的尺寸、組件型號等指定信息，點擊操作按鈕，程序通過VBA代碼調(diào)用CAD程序，打開對應(yīng)的CAD結(jié)構(gòu)模板圖并在指定位置插入對應(yīng)的組件排布“塊”文件，同時在CAD圖中生成相關(guān)指定信息。最終以項目位置、名稱等信息作為圖紙名稱保存在指定路徑，便于后續(xù)檢索查找。部分軟件代碼如下：

1)Excel數(shù)據(jù)測算

2)Excel調(diào)用AutoCAD軟件

3)生成設(shè)計成品圖紙

程序化操作，在保證代碼數(shù)據(jù)庫的正確和軟件運行正常的基礎(chǔ)上，效率較傳統(tǒng)方法提升至少2倍以上，而且基本不會出錯。

5、軟件優(yōu)點

在軟件的實際應(yīng)用當中，可擴展性強，便于使用操作，軟件要根據(jù)實際情況不斷的完善優(yōu)化，使其適用性更廣，操作更簡單，結(jié)果更完善。

6、結(jié)語

隨著越來越多整縣推進分布式光伏項目的開發(fā)，農(nóng)戶屋頂圖紙設(shè)計一戶一圖的要求愈加普遍，通過精簡設(shè)計操作在保證高效出圖和正確指導(dǎo)施工的基礎(chǔ)上，大大降低了設(shè)計工程師的繁雜的重復(fù)性工作，提升了設(shè)計工作效率，增強了設(shè)計生存能力和競爭能力。