电力设计三维设计应用及管理模式

电力设计三维设计应用及管理模式

郑文波

中电国能（天津）综合能源规划设计有限公司  300450

摘要: 目前国内三维数字化设计商用平台主要有道亨SLW3D架空送电线路三维设计系统，电科院架空输电线路三维协同设计平台，国遥输电线路三维数字化设计平台，洛斯达输电线路三维数字化设计平台，百合送电线路设计系统，博超TLD数字化三维送电设计平台等。三维可视化技术能够直观地反应空间区域内的真实情况，同时还能够实现模型与实物相关参数和各方面属性的关联和对照，这对于电力线路网络的建设和规划是十分重要的。随着经济的发展和城市化进程的加快，电网建设的速度不断加快，相反的输电资源却越来越紧缺，传统的输电线路面临巨大的压力，尤其是在信息处理能力方面的不足尤为突出。三维可视技术的应用，采用高科技的现代信息技术来发展和建设电力网络，对于促进电力工作的发展具有重要意义。本文对于当前输电线路三维数字化实景建模技术的主要功能进行了介绍,同时对于该技术的主要关键点分别进行了论述，最后对该技术的应用效益进行了总结展望，希望通本文为后续的研究提供一定的参考和借鉴。

关键词:输电线路;三维设计;数字化设计平台;GIS计算机网络环境

近年来国内多家电力设计企业搭建了输电线路三维数字化设计平台，既有完全自主开发，也有在商用平台基础上二次开发。每个平台都有各自的优缺点，应根据生产的实际情况并站在数字化技术发展的角度进行软件平台的选型与建设，考虑后续设计、施工、运维一体化、数字化移交及全寿命周期管理方面的需要，自主或在商用平台基础上逐步开发完善数字化设计功能，满足未来工程数字设计需求。

一、三维全景可视化技术概述

三维全景可视化技术是指在计算机技术的基础上通过全景技术和航拍技术，甚至借助卫星平台进行图像资料的收集和存档，再对区域范围内的环境进行实景还原，以便于掌握真实的地理环境和人文景观。通常三维可视化技术采用软件的形式来展现，常见的有平台、应用和建模三种软件类型，只有在建模的基础上才能够实现漫游和分析、决策等后续操作。基于三维可视技术某一方面特点而开发的数字小区、数字校园等应用程序则主要是满足用户的独特性需求。作为我们国家重要的基础产业，电力行业的发展对国民经济和社会水平的进步发展都具有重要意义。当下，能源输电线路的规划设计是建立健全我国能源产业链的基础，同时也是完善能源体系的重要举措。三维可视化技术在输电线路中的应用，能够通过信息化技术手段实现输电线路规划路线的三维全景化展示，再通过虚拟现实的手段和信息集成技术再现线路周围的地理环境，提高输电线路规划设计的工作效率。三维可视化技术在建模、可视化交互和多态计算等方面的优势，对于输电行业的发展具有十分重要的意义。最显著的优势在于视景仿真和信息集成等方面的功能，能够创新输电线路规划设计工作的思路和观念，通过构建三维可视化信息平台促进输电线路规划设计工作的发展，加强对电网运行管理方面的管理控制，促进电网运行安全质量的提高。

二、平台建设的关键点

2.1设计标准体系建设

对于该平台设计的相关标准提心建设工作中，主要工作需要围绕着线路数据库建设、工程模型参数、数据检查、模型生成、成品方案制作等环节来开展。同时需要对于该体系进行全面的核查审查，以此来完善该平台的相关标准体系和监督管理方案。通过建立相应的标准体系来规范平台设计的相关流程，以此保证数字化平台的建设和后期使用效果。

2.2协同工作

相对于传统的二维工作模式而言，三维数字化设计平台有着完全不同工作模式。对于三维数字化平台的设计工作而言，需要实现全面的协同设计，其设计中心以数据的联动为主，通过鞋头设计来实现勘查工作、电气设计等不同专业协同合作。

2.3建立输电线路设计数据库

数据库的内容主要有一下几方面内容组成：地理环境数据、前期工程数据、电网和电源数据、地理勘测结果参数、模型数据、线路成果预期数据和相关的工程数据。该数据库的建立可以依照相应的流程来实现不同数据的分析整合，以此来为后期的成品设计提供充足的数据支持，实现成品数字化。另外，数据库的建立可以弥补线路室外作业的不足，能够给线路设计工作提供充足的便利。

2.4完善设计功能

完善三维数字化平台的相关信息管理流程。包括对于工程项目的管理，相关地理环境的参数和勘探数据、电网运行参数、模型数据、线路成果预期数据、同时还需要完善相应的地理空间分析功能和杆塔位置确定等功能，以此来保证平台设计功能的全面科学性。

2.5多源基础数据整合

输电线路工程空间跨度大,对地理空间信息的依赖很强，需要大量的空间基础数据。一方面集成现有GIS平台，实现数据的互连互通，利用积累的地理信息辅助线路设计。另一方面，可以充分利用公共地理信息平台数据，目前公共地理信息平台有免费的清晰卫星影像资源共享，主要有GoogleEarth、奥维地图、微软Bing地图、ArcGIS地图、天地图等。这些数据的时效性、精度等级、更新程度各方面都较以前有很大提升，平台建设可以充分利用这些资源，及时更新基础数据。

2.6利用模型库快速建模

建模工作包含了以下内容：（1）杆塔模型。通过数据库中的杆塔相关模式，来对于当前杆塔建设工作进行参数化处理，同时加入现过的参数，最后生成适合工程项目本身的杆塔模型，以此保证杆塔设计的科学合理。（2）基础模型。技术模型是建立在各种勘测数据之上的三维模型，同时基础模型的建立中要根据参数不断进行优化调整，以此满足用户的需求。（3）绝缘子导线模型。该模型建立主要涵盖了对于绝缘子导线的不同参数，和形状大小。以此进行精细化管理来实现绝缘子安装的精准化。

三、结束语

通过三维数字平台的建立可以大幅提升设计方案的合理程度，同时能够降低线路的建设成本、提升线路的运行效益。总结而言三维数字平台具有以下几点优势：（1）降低施工成本减少施工量。平台因为其海量的数据库和强大的辅助能力，可以提供最为精简的施工方案，从而减少线路施工，前期勘探的大量人工成本。以免使得参与人员过于冗杂，不利于施工的顺利进行和成本管控。（2）由于对设计方案进行了优化，平台对于线路的设计收益也起到了极大的提升，从前期的施工成本降低到后期使用的良好保障，都能为电力相关企业带来极大的生产效益。（3）该平台可以降低对于社会资源的浪费。由于对于施工方案进行了优化分析，因此在建设过程中，对于公共资源（农田、水利等）做出了最大程度的规避，从而避免了因为线路建设而出现占地混乱的情况。因此总结而言，三维数字化设计平台对于输电线路和整个社会都有着很大的促进作用，也为社会的和谐发展做出了极大的贡献。

参考文献：

[1]于跃，王彦峰，许亮，等.基于GIS的输电线路路径智能优选研究[J].地理空间信息，2016，14(11)：44-46+9.

[2]许冬，王树东，侯瑞国.公共地理信息平台在电力勘测中的应用[J].电力勘测计，2017(5)：221-225.

[3]魏祖宽，蒋楠，金在弘.电力信息系统中三维GIS关键技术的应用研究[J].计算机与现代化，2010(5)：83-88.

[4]熊晓光.输电线路三维数字化设计平台建设与应用研究[J].电力勘测设计. 2013(03)

[5]郄鑫,齐立忠,胡君慧.三维数字化设计技术在输变电工程中的应用[J]. 电网与清洁能源. 2012(11)

[6]陆小艺.输电线路选线三维GIS技术及工程应用[J].广西电力. 2012(02)

[7]范亮，汤坚.架空输电线路三维建模方法现状及展望[J].南方能源建设，2017，4(2)：120-125.