探讨数字化技术在电力工程设计中的应用

中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 罗海泉

随着经济的快速发展，电力建设工作日益受到重视，在电力工程的具体实施中，紧密结合设计和设计目标，充分利用数字技术，有效地解决了传统的电力设计与统计方法问题，满足新时代电力设计及统计发展的需要。针对现阶段人们生活向着数字化方向发展的情况，作为传统的能源行业也必须要紧跟社会的发展步伐，与当前时代发展环境相契合，与此同时充分利用最新的技术，以此提高自身的发展空间，其中还包含与电力相关的工程以及企业。而数字技术在电力工程设计过程当中，占有绝对的优势，能够有效推动电力工程设计工作的创新，与此同时还有利于电力工程设计工作向着智能化数字化方向发展，以此保证电力工程设计能够符合当前需求。

1 电力工程设计应用数字化技术的意义

一是在电网建设中，充分运用数字技术可以有效地克服交流障碍、跨越距离、跨越时空等诸多制约电力项目总体发展的制约，同时还可以增强在整个设计阶段的交流，有利于推动电网公司的协调发展。

二是在运用数字技术的过程中，技术人员要重视运用电脑网络的高质量的资料，加强与电力工程师及有关专家的沟通，并以有效的通讯协助。搞好电力系统协作的工作。

三是将数字技术运用于电力工程的设计，既能激发人们的集体智力，又能提高电力工程的设计水准，又能为广大的设计者带来新的技术支撑。

四是将数字技术运用到电力工程设计中，有利于建立一个完整的电力工程体系，如正确运用数字技术，并根据设计、施工进度、安全等多个因素，制定出一套科学、合理的施工计划。同时，通过数码技术，还可以有效地实现可视化的传播，帮助实现项目的实施。从而为推进电力公司的安全、高质量建设工作奠定基础。

五是在将电气工程的设计需求与CAD相融合的基础上，将数字技术的全面运用，能有效地减少电力工程的开发时间，并制定出规范的设计程序。同时还可以降低电网的设计错误，使其逐渐加速，避免不必要的人力、物力、财力资源的浪费，有助于提高整个电网的设计工作的效率与品质。

2 数字化技术在电力工程设计中的应用

2.1 电力工程设计中的应用

2.1.1 应用网络技术获取电力设计数据

在数字化技术不断发展背景下，网络技术在电力行业发展中占据重要地位。为了保障电力工程设计更符合社会发展背景，需要设计人员充分利用网络技术平台，落实好数据统计工作。基于信息化时代背景时代下，电力工程设计人员应创新理念，根据时代需求优化理念，完善数字化技术在工程设计中的应用，为现代化电力发展清除障碍。明确设计目标后，重视可持续原则，基于长效发展为目标。在收集数据信息的过程中，应提高对于网络技术价值的重视。在电力工程运行期间，需要将当前电力设备技术发展情况与相关数据信息相结合，以此保证电力设施能够满足不同的人群需要[1]。以实际需求为基础展开数据收集工作，如此一来能够在确保数据真实程度的同时，保障电力工程设计的可行性。通过网络技术手段能够在数量庞大的数据信息中高效寻找出重要的信息数据，以网络技术平台为基础，提升数据信息采集工作的精准性。如此一来能够确保在采集数据信息的同时，保证数据的完整程度，提高数据之间的关联性，强化数据的发掘能力，严格按照相关标准执行，确保电力工程设计的完善度。

2.1.2 创新电力数据库，防止出现误差

在进行电力工程设计工作时，一旦设计数据信息的参数出现误差，将会影响后续设计工作的展开，由此致使设计效率以及设计质量大幅下降。为了解决这一问题的出现，必须将当前网络技术发展与其结合，建立健全数据筛选分析工作。电力企业能够保障社会大众生活需求，设计时应考虑到大众对电力的需求。在设计过程中，充分考虑对电力工程有利的环境，减少对周边环境的破坏[2]。同时，在设计过程中，融合智能化理念，提升电力工程设计质量。电力工程建设对于电力行业发展有重要意义，设计阶段确保理念与社会发展响应，以长远的目光看待电力工程发展，为工程设计未来发展转型赢取更多的空间。

首先，应构建完整的数据库，为后期电力工程设计工作展开提供有效的数据信息，以此保证筛选工作高质量进行。与此同时，技术人员在这一过程中，必须以合格的创新意识要求自身，以数据信息来源为基础进行有效的筛选工作，确保设计的科学有效性；其次，完善数据分析工作内容，确保数据参数的科学合理，这一工作一方面能够降低数据误差的出现，确保数据信息高质量；另一方面针对电力工程运行工程中所涉及的各项数据信息，科学的选择能够确保数据信息的合理化。对于数据信息库来说，实际运行必须以需求为主，确保数据信息的合理化，这对于降低人为误差具有极其重要的影响。

2.1.3 做好软硬碰撞检测工作

电力工程设计过程中，涉及变电站、直流换电站等多方面设计，只有保证设计方案切实可行，才能够有效推行后期建设工作的展开。在规划施工项目之后，需要进行深度的研究，这也关乎电力工程后续工作能否顺利进行，对于整体工程的设计质量有着直接的影响力。其中，所谓的硬碰撞检测是指对于实体模型的检测，同时其中所涉及的专业影响要素众多，尤其是对于变电站等专业领域的实际应用，能够获得更为理想的效果；而软件检测碰撞则是指不同工作之间的差异性，尤其是在设计软碰撞检测模型实体时，不同的模型之间必须要保持一定的距离。随着当前我国电力工程的不断发展壮大，变电站的防雷检测以及电气检测校对等工作，都已成为软碰撞检测模型[3]。与此同时，结合现阶段电力应用的实际现状，可以明确无论是换流站设计还是软碰撞设计过程中，都应达到良好的预期效果。

此外，由于电力设计还涉及更多空间，需要保障工程有效开展的同时，能够使用软碰撞的方式优化，确保电力线路合理设计，完成交叉跨越检测工作。如在某配电工程中，利用数字化技术 Bentley 能够根据工程中包含的建筑，对建筑结构以及整个区域内的路线进行合理规划。基于工程自动连线，科学绘制路线，并生成线路径（如图1所示）。根据图中圆点位置，能够确定分杆塔设立位置以及分布的距离。精准呈现线路设计成果，方支持数据查询与浏览，提高设计的准确性。结合道亨三维线路设计平台，能够根据实际设计信息，自动对环境进行计算，并给予直观展示，使工程成果精度提升。

图1 物联网管控图

2.1.4 精细化智能设计

在设计输变电站期间，设计人员需重视安全距离的管控。一般来说，传统的设计是以人工计算安全距离为主要手段。即使能够确保距离参数符合预期，但是为了保证安全距离，一般都会蚕蛹牺牲一部分建筑的方式为代价。有效利用数字化技术手段，建立基本模型，将距离控制在安全范围之内，以此提升智能设计的收益。除此之外，在对电力工程进行设计的过程中，必须将防雷设施放在优先考虑的重点内容，以此确保电力系统的安全性。

相关设计人员必须利用智能设计的相关参数，将防雷的范围清晰化。保证工作人员能够将范围参数进行精准复检，以此保障设计的质量符合预期要求。对于电力工程设计而言，数字化技术的最强优势在于保证设计过程的精准性。其与传统的设计图纸相比较，能够在确保设计完善的基础上，合理利用三维技术对图纸的细节进行有效利用，如此一来将有利于设计人员及时审查。

2.1.5 优化实体模型设计

对于电力工程设计而言，实际构建软件平台时，依靠数字化技术能够保障数据准确性。充分利用技术为核心，挖掘和勘测信息，发挥技术的辅助性作用。同时，实现软件与信息接口的整合，将各项软件整合在一起，提升设计效率。除了保障数据挖掘外，还需要利用先进技术手段，在保证工程线路明确的同时，提高信息综合统计效率，将与电力工程下相关的数据统计工作更为精细化，有助于设计时构建立体化的场景。可以说数字化技术对于电力工程的意义在于，能够利用先进技术保障电力系统布局合理，减少各项影响因素对电力工程发展的束缚，依据三维设计平台，对电力工程进行设计。结合当前先进的测绘技术，采用倾斜摄影测绘的方式，构建更精准的工程设计方案。通过精细化操作，提高外业勘测数据的准确性，避免了以往三维场景与真实场景存在的差异。有效实现外业勘测与实际地理信息数据融合，建立线路与建筑之间的三维关系，构建合理的三维场景，保证电力工程设计的准确性。数字电厂与传统的物理工厂相比较具有明显优势。

2.2 电力工程安全设计中的应用

2.2.1 电力工程安全设计的要点

一是在对电力工程进行安全设计的过程中，必须确保安全管理策划的完善性。一般来讲，就是建立健全完整的组织机构，明确当前岗位的职责体系，而后再进行系统化的流程管理，对风险识别以及预警机制进行提前感应，重视安全基层的建设，以此保证在出现安全问题的第一时间，无论是对事故现场还是相关负责人员都进行有效的工作反馈，控制事故所带来的一系列损失，与此同时，对所有的工作人员展开系统化的安全培训，降低人为事故的发生概率。

二是设计更为标准化的作业方案，将电力工程投入实际使用过程时，由于人为作业所导致的安全问题出现可能性较高，因此在进行相关设计时，设计者应以降低人为事故发生的可能性，以标准化的作业方案为基础，对相关工作人员展开系统化的培训。

2.2.2 电力工程安全设计的数字化技术应用

在展开电力工程设计工作初期，需适当明确工程安全相关设计重点内容，并且利用数字化技术对于当前电力工程进行适当优化，建立完善三维模型。保证相关负责人在对具体情况进行摸查之后，能够以安全管理为基础，重点提出当前设计中所出现的不足之处，保证工程设计环节的科学合理。通过对三维模型进行观察，能够发展当前设计内容存在局部的缺陷，针对这一情况应及时通知设计人员，并且在进行设计的具体位置上根据风险内容标记提醒。除此之外，以安全设计中所提出的事故反馈为基础，利用数字化技术，在工程设计工作展开之前，制定出系统化的内容规划。以往的反馈流程，一般会根据已经出现的事故灾害，要求现场施工人员对事故进行及时的处理反馈，从而最大限度减少现场的损失。如果施工现场的工作人员无法第一时间发现问题所在，将会导致无法控制的后果出现。通过数字化设计工作，利用软件清楚地分析出存在的隐患节点。并建立完整的数字化安全反馈机制，不影响电力系统运行的基础上，构建整套系统，降低事故发生后的损失。

3 数字化技术在电力工程设计中所能发挥的作用

一是将数字技术运用于电力工程设计，能有效地降低设计团队沟通的壁垒。在传统的电力系统设计中，图纸的技术交换一直是设计团队最主要的工作，然而电力系统的设计不仅仅包括了电路的设计，还有土建的设计，所有的设计人员都要根据图纸来进行设计，传统的图纸太过烦琐[4]。但在数字技术的帮助下，这些问题都能得到有效解决，通过相应的软件，可以将所有的图纸都变成电子版，便于随身携带，还可以进行网络通信，不需要考虑距离的问题，也可以快速地进行数据采集。

二是在电力系统的设计中，采用数字技术能有效地减少人为错误的发生。以BIM作为一种建筑仿真软件，在进行电力项目的土建设计时，由于其自身的复杂性，往往会导致设计人员因工作量过大而导致的人为错误，因此传统的设计团队往往会重新检查图纸，以确保设计的准确性。而应用BIM软件后，该软件将自动解决问题，在理论上不合理的情况下，可以防止或提醒设计者，从而大幅提升精准度，减少人力资源的损耗。

三是对于电力工程设计工作而言，数字技术能够集中设计人员的能力，强化设计初期各个环节之间的关联性，加强对设计工作内容的追溯。

综上所述，数字化技术的出现为电力工程提供新契机，有助于电力行业新时期更进一步发展。借助先进技术优化工程设计，推动电力工程智能化发展，造福社会和人们。在电力工程中，数字化技术的应用为其发展起到了一定的促进作用，同时也可以使得电力行业不断实现发展和进步。先进技术的有效应用，可以对工程设计予以优化，使电力工程可以朝着智能化的方向不断发展。在电力工程中的各个环节中，先进设计理念和技术的有效应用，为电力企业的发展也起到了一定的促进作用。数字化技术的有效应用，可以使得设计的效益得到有效的提升，电力环境也更加的理想化，有一定的技术支撑存在于电力工程设计中，为电力行业的发展提供有效的保证。