三维数字化移交在青藏直流工程中的应用研究

刘 皓¹ ，肖少辉² ，李 鹏¹ ，周 敏² ，尹华政²

(1. 国家电网公司直流建设部，北京 100031；2. 北京洛斯达科技发展有限公司，北京 100120)

三维数字化移交在青藏直流工程中的应用研究

刘 皓¹ ，肖少辉² ，李 鹏¹ ，周 敏² ，尹华政²

(1. 国家电网公司直流建设部，北京 100031；2. 北京洛斯达科技发展有限公司，北京 100120)

青藏直流工程所经区域平均海拔4500m，最高海拔达5300m，还要穿越长约500km多年冻土区，是世界上在这种海拔高度上运行线路最长、施工难度最大的输电线路工程。作为国家重点工程，国家电网公司以打造精品工程为目标，积极推动三维数字化移交应用。通过该项应用研究，提供了一个统一规范的三维数字化平台，节省了软件开发及海量数据建设费用。该项应用研究是基建标准化的集中体现，是智能电网统一标准、统一建设的具体应用，是提高跨区电网建设精益化管理水平的集中体现。

三维数字化移交； 青藏直流；统一标准；智能电网。

1 研究背景

青海格尔木至西藏拉萨±400kV直流联网工程(以下简称青藏直流工程)所经区域平均海拔4500m，最高海拔达5300m，还要穿越长约500km多年冻土区，是世界上在这种海拔高度上运行线路最长、施工难度最大的输电线路工程。作为国家重点工程，国家电网公司以打造精品工程为目标，积极推动三维数字化移交应用。

通过三维数字化移交在青藏直流工程中的应用，以信息化手段辅助工程本体移交管理，可实现管理方式的创新，工程建设的信息化和标准化，为提高工程精益化管理水平及加快统一坚强智能电网建设提供坚实的信息化支撑。

2 研究内涵

青藏直流工程包括变电站和线路工程两部分，此次“三维数字化移交”应用研究的范围为青藏直流工程的线路工程部分。从空间角度讲，包括线路部分、接地极部分、中继站部分及沿线的地形地貌等；从时间维度讲，贯穿线路工程的设计、施工、运行三个阶段。

三维数字化移交应用通过三维模拟场景的方式，以1:1比例展示真实线路的信息，可直观观察现场三维场景中的设备、设施以及地形地貌等，并可将三维设备设施模型与设计图纸、设计参数、施工信息、竣工图纸等资料通过统一的数据规约与展现平台，随实体工程一起进行移交。

图1 三维数字化移交应用流程

三维数字化移交在青藏直流工程中的应用目标如下：

(1)采用三维可视化技术，实现线路建设成果的三维可视化，真实再现工程现场环境。

(2)通过“三维数字化移交”的应用，建立统一的展现平台，对青藏直流工程建设各阶段信息成果进行统一、科学的管理。

(3)通过“三维数字化移交”的应用，为青藏直流工程的运行提供科学、全面的数据积累和信息化服务。

(4)为实现青藏直流工程“打造精品工程”的目标及更好的服务于坚强智能电网的建设提供强有力的信息化支撑。

3 应用流程

为保证移交的深度与全面性，三维数字化移交工作需在国家电网公司及青藏交直流联网工程建设总指挥部的领导，按以下固定流程开展：

4 研究内容

在青藏直流工程中，三维数字化移交的主要内容包括：基础地理数据移交、三维建模移交、设计资料移交、施工过程数据移交及展现平台移交。

4.1 基础数据移交

在项目实施过程中，收集基础地理信息数据进行再处理；在工程移交阶段，项目实施单位将处理结果作为三维数字化移交成果之一移交给业主单位，其移交内容主要包括：卫星影像和航片，数字高程模型(DEM)及其他基础地理信息数据(如行政区划信息)。

4.2 三维建模移交

三维模型包含以下内容：

杆塔及绝缘子模型(包括接地极线路)依据设计院提供的杆塔结构图、基础图纸，按照1:1的比例绘制三维杆塔模型。

线路走廊交叉跨越及注记模型依据设计院提供的线路走廊平断面图，应包含沿线重要电力线、主要的道路、铁路、河流等信息，注记交叉跨越物名称。

接地极极址模型依据设计院提交的施工图纸，按照1:1的比例对接地极极址地上电气部分以及外围围墙、附属建设物等建立模型。

中继站模型依据设计院提交的施工图纸，按1:1的比例建立中继站机柜外观模型。

4.3 设计资料移交

在应用过程中，三维数字化移交应提供线路工程相关的各种设计资料，涵盖初步设计阶段、施工图设计阶段及竣工图阶段。

初步设计阶段，提交的资料主要包括设计总说明书、专题报告、水文气象报告书、设备材料清册、各专业图纸及概算书等。

施工图设计阶段主要提供线路部分、接地极极址部分、中继站部分的各种设计资料。

竣工图阶段主要提供线路部分、接地极极址部分、中继站部分的各种竣工资料及设计变更资料。

4.4 展现平台移交

三维数字化移交展现平台采用先进的NSCGlobe技术开发。以“数字地球”为载体，将数字化移交的各种成果在该平台下进行统一地展现与管理，为线路的运行管理提供了一个科学、直观的信息平台。

平台包含三维可视化、设计档案管理、模型参数管理、飞行漫游、设计变更管理、设计校验、工程概况播放、查找定位以及其他相关功能模块。

图1 设计参数管理

图2 工程概况播放

5 效益与创新

(1)通过“三维数字化移交”在青藏直流工程中的应用，可产生一系列经济及社会效益：

①重复利用前期各阶段积累的各种资料和信息，通过统一规范规约，建立三维数字化移交平台和数据库，直接提交运行管理单位，为线路运行维护服务，防止重复建设，节省海量数据建设投资；

②提供扩展功能接口，各类运行维护管理系统均可在三维数字化移交平台基础上进行开发，可节省大量软件工程建设投资；

③三维数字化移交按照统一要求，统一规约进行，将对在整个国家电网公司系统信息化建设所需要的协调性、一致性和完整性起到示范作用，在信息化工作统一管理上产生示范管理效益；

④数字化移交工作过程中，进一步完善数据规约、技术平台规范和接口规范等，加强数据、信息管理的标准化和规范化，加强数据生产流程的标准化；

⑤实现施工管理向上承接前期设计阶段，向下承接运行维护阶段，为全过程精益化管理提供回溯机制；

⑥青藏直流工程属于国内外高度关注的重点工程，通过数字化移交的开展，将国家电网公司“三节约”、“两型三新”等精神扩展到整个工程建设中，具有积极的社会示范效益。

(2)相对在宁东至山东±660kV直流输电示范工程中的应用特点，“三维数字化移交”在青藏直流工程中的应用中精益求精，具有其独特的创新点：

①相对宁东至山东±660kV直流输电示范工程，移交资料包含了初步设计阶段的资料，将移交范围前移到设计阶段。

②在三维数字化移交中完善了“设计校验”的功能要求，电力模型结合高精度的地形和影像数据，可对高程敏感的设计成果进行校验，减少设计变更次数，丰富了三维数字化移交的应用内涵。

③在部署方式上，实现单机版向服务器版本的升级，将海量数据部署在服务端，简化了用户部署的难度，节约了用户的磁盘空间，提升了系统性能。

④“三维数字化移交”在技术上可整合换流站成果，实现了移交成果视觉展示上的统一。

6 总结

“三维数字化移交”在青藏直流工程中的应用是在宁东至山东±660kV直流输电示范工程中初次应用后，对该项技术的检验和扩展。通过该项应用研究，提供了一个统一规范的三维数字化平台，节省了软件开发及海量数据建设费用。该项应用研究是基建标准化的集中体现，是智能电网统一标准、统一建设的具体应用，是提高跨区电网建设精益化管理水平的集中体现。

[1]国家电网公司建设部，输电线路工程信息三维数字化移交规范(报审稿)[S]．

[2]国家电网公司，输变电工程应用海拉瓦技术内容深度规定[S]．

[3]范光甫，朱中耀，蒋荣安．三维数字化电网解决方案[J]. 电力勘测设计，2005，(1)．

[4]高毅，袁敬中，马志伟， 万明忠．基于海拉瓦技术的输电下线路施工管理数字沙盘系统的开发与应用[J]．电网技术，2007，(21)．

[5]石华军，万明忠．三维地理信息系统与电网数字化管理[J]．电力勘测设计，2004，(3)．

Application of 3D Digital Handover to DC Project in Qinghai-tibet

LIU Hao¹, XIAO Shao-hui², LI Peng¹, ZHOU Min², YIN Hua-zheng²
(1. State Grid Corporation of China , Ltd., Bejing 100031, China;
2. Beijing North-star Technology Development Co., Ltd., Beijing 100120, China)

The average altitude of the Area passed by Qinghai-Tibet DC Project is 4500 m,and the maximum altitude is about 5300 m,the project also pass through permafrost regions of about 500 km,it is the world’s longest, the most difficulty construction transmission line project running in such high altitude.As a national key project,State Grid Corporation actively promoted the Application of 3D digital handover to create fine works.Through the Applied Research,it provides a accordant standardized 3D digital platform,saving huge amounts investment in software development and data construction.The Applied Research is the concentrated expression of infrastructure standardization,it is the specific application of the Smart Grid unified standards and unified construction,it is the concentrated expression of raising lean management level of large interconnected power construction.

3D digital handover; Qinghai-Tibet DC Project; accordant standard; Smart Grid.

TM75

B

1671-9913(2012)02-0062-04

2012-04-12

刘皓(1973- )，男，硕士，高级工程师，主要从事直流工程建设管理工作。