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ECIDI主导中国抽水蓄能电站三维设计发展方向

来源: 赛迪网

华东勘测设计研究院 (ECIDI),简称华东院,是中国水电工程顾问集团公司直属的大型综合性国家甲级勘测设计研究单位,现总部设在中国杭州,并在四川、重庆、福建等地设立了分支机构。该设计院业务范围涵盖水电水利与可再生新能源工程建设、城市与环境工程建设、大坝与各类基础设施构筑物安全营运三大领域。ECIDI现正借助 Bentley 三维设计和建模软件开展中国国家电网公司耗资 735 亿美元的扩建工程组成部分——至少10 个抽水蓄能电站的设计工作。借助该软件,ECIDI项目团队成员大大提高了设计效率,水电站总体方案布置设计周期从三个月缩短为两周。

抽水蓄能电站是最为经济有效的大容量电能储存方式。此外,这种水电发电方法也是一种可有效抵消碳排放的环保方式。ECIDI现拥有成熟先进的大型抽水蓄能电站勘测设计关键技术,目前占据了中国抽水蓄能电站市场 45% 的份额。ECIDI设计的浙江天荒坪抽水蓄能电站是中国目前单站装机容量最大的抽水蓄能电站,其年平均综合效率达 80.3%,远高于一般抽水蓄能电站 75% 左右的效率水平。

中国计划到 2020 年时,将抽水蓄能电站的容量从 10.9 万千瓦提高至 50 万千瓦。2010 年,ECIDI担负了通过高效、高品质的抽水蓄能电站设计助力实现这一目标的重大挑战。

复杂的多专业设计平台

水电站的设计长期以来存在涉及专业多(包括地质、测绘、坝工、厂房、引水、水机、设备、施工、电气、建筑、暖通、给排水等专业),空间布置复杂、专业间协调困难、专业间的数据互用性差、异地协同困难、团队效率低等问题。

为了解决这些问题,ECIDI自2004年开始进行三维设计的试用和引进工作,经过近6个月的测试与评选,ECIDI最终选择Bentley作为其三维协同设计环境的供应商。其主要原因是Bentley能够在一个统一的图形环境下提供可覆盖抽水蓄能电站设计的绝大部分专业的解决方案。使用 Bentley 软件,多个专业能够从设计直至施工的整个过程中协同工作并共享数据,这些数据还可为抽水蓄能电站的生命周期管理提供支持。

提高协同工作能力 缩短设计周期

Bentley 三维设计和建模技术的实施不仅提高了设计输出的效率,还大大缩短了不同专业在协同工作流程中相互沟通所需的时间。例如,Bentley 软件可提供可视三维设计、逻辑检查工具以及工程量自动统计等功能,使项目团队成员能够充分共享信息,并在统一的环境中分析讨论设计成果。

由于上述设计效率的提高,水电站总体方案布置设计周期从通常的三个月缩短为两周。与此同时,设计质量也显著提高,二维设计中常出现的错误已大为减少甚至消除,这些改进有助于提高ECIDI在高品质设计工作方面的声誉。

定制工作流程 提高设计效率

Bentley 的设计环境简化了ECIDI的生产流程,这一流程已经过优化,可充分利用三维技术。在对三维工厂设计流程的几个测试版进行测试后,ECIDI发布了工厂三维系统设计生产技术实施的管理规范。此项实施建立在用于三维设计、建模和文档制作的 MicroStation® 平台以及用于项目团队协同工作、工作共享和工程内容管理的 ProjectWise® 平台之上。ECIDI在杭州部署了ProjectWise主服务器,通过专线西昌分院部署有镜像服务器,以方便远程办公。目前ProjectWise服务器上管理有14个项目,参与人员500多人。

基于 MicroStation 构建的 Bentley 专用模块支持对厂房结构、建筑、电气系统、暖通、供水和排水以及水力涡轮机进行三维建模。此外,ECIDI还专门针对抽水蓄能电站的三维设计自主开发了一套基于 Bentley PlantSpace 的工具包。Bentley Navigator 可用于模型漫游、校审和碰撞检查。通过这些具有互用性的应用程序结合使用,对公司设计效率的提高帮助很大。

定制workspace降低管理成本

ECIDI于2010年初完成了工厂三维系统的workspace标准配置,并有ProjectWise服务器托管。配置分为两个部分:服务器端和PC端,绝大部分的设置保存于服务器端,利用网络映射驱动器推送给设计人员,只有管理员具有可写权限;一些必须具有可写权限或可让用户自定义的内容位于PC端,利用setup包安装在PC机上,并定期更新。

标准配置包括种子文件、图层、parts、components、data group库、操作界面等内容的定制,分为application、site、project、user四级进行定义,这些自定义设置可方便地为用户提供常用设计元素,从而节省大量时间。自 2006 年以来,ECIDI初步完成了 PlantSpace 元件库的创建工作,建立了具有32000余条记录的数据库,涵盖了水电三维设计常用的机械设备、管路、管件等。该库在工程应用中不断扩充,至2009年末,数据规模已经达到10万。

定制workspace后,ECIDI有序管理了整个企业的设计标准,提高了设计效率,管理成本节约超过50%。

三维设计推动抽水蓄能电站设计的变革

使用 Bentley 抽水蓄能电站设计软件(从三维建模直至工程图提取)已成为ECIDI的有效工作模式。此流程中的每一步已经过标准化设置。模型经过严格的审查过程,包括完整性、合理性和碰撞检查。一旦模型经过检查并获批准,就会对其进行定义和具体化,以便工程师提取工程量清单、图纸和其他设计成果。

随着项目的不断推进,三维设计流程在不断发生演变,ECIDI的抽水蓄能电站设计方法也随之发生了巨大的改变。设计周期已明显缩短,各专业之间的沟通和协同工作已变得越来越顺畅,产品设计质量有了很大的提高。

为了进一步提高 Bentley 三维协同设计解决方案的本土适应性,ECIDI 还与 Bentley 共同成立了一个 ECIDI/Bentley 联合研发中心。该中心将 Bentley 先进的 IT 技术与 ECIDI 在工程设计领域积累的丰富经验相结合,致力于为中国水电行业提供技术领先、具有超强竞争力的整体解决方案,同时研究与编制三维设计的标准和规范。


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