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“新基建”背景下基于BIM的输变电工程数字化设计平台应用案例——特高压工程

来源:北极星输配电网

“新基建”发展背景下,BIM技术在电力及能源行业的应用日益广泛,电网工程数字化进程进一步加速。作为国内智能电网信息化领军企业、能源互联网综合服务供应商,北京恒华伟业科技股份有限公司深度参与行业标准制定及三维数字化技术应用,积累了丰富的数字化产品研发及服务经验。

恒华科技旗下全资子公司北京道亨时代科技有限公司(简称道亨时代)依托输变电设计产品良好的市场应用基础,集中优势研发输变电工程数字化设计平台。该平台拥有自主知识产权,基于BIM+GIS理念建设,集成应用地理信息技术、三维建模技术、数字化协同设计技术,拥有全专业输变电三维数字化设计软件,可满足电网规划、设计等阶段应用场景可视化、智能化建设需求。

道亨系列三维数字化设计产品

地理信息     道亨DHGlobal数字地球平台

测量处理     倾斜摄影、激光点云、航测等数据处理软件

路径优化     CPS三维数字化选线平台

电力设计     三维线路设计平台、三维变电设计平台,

           三维电缆设计平台、三维配网设计平台、

           数字化协同设计平台

结构设计     MYL铁塔内力分析系统、NSA钢管杆设计软件

杆塔基础     板式基础、桩基基础、联梁基础等设计软件

杆塔放样     twsolid铁塔放样系统、spd3d钢管杆三维实体放样系统等

三维线路设计平台简介

道亨时代三维线路设计平台拥有自主知识产权,已成功申请多项发明专利,是国内领先的能够真正完成施工图设计的全三维设计平台。平台的功能及技术指标完全满足国家电网公司相关规范要求,能够一键生成满足移交要求的数字化成果,面向勘测、电气、结构等多专业应用要求开发。平台基于多源地理数据、矢量参数模型构建三维仿真场景进行工程设计,功能涵盖输电线路径规划、通道清理、杆塔排位、电气校验、结构计算,数字化移交等,满足可研、初步设计、施工图设计、竣工图设计等不同阶段设计深度要求。

平台应用

我国已建成的特高压交流及直流工程,如晋东南-南阳-荆门1000千伏特高压交流试验示范工程、淮南-上海1000千伏特高压交流输电示范工程、榆横-潍坊1000千伏特高压交流输变电工程、±800千伏特祁韶(酒泉-湖南)特高压直流输电工程、锡盟-泰州±800千伏特高压直流输电工程、上海庙-山东(昭沂)±800千伏特高压直流输电工程等项目中,各设计单位使用道亨三维线路设计平台开展了不同深度的三维设计工作。

下面我们结合工程实例,向大家介绍一下三维线路设计平台在特高压工程中的应用情况:

01.工程概况

准东-华东±1100kV特高压直流输电工程线路工程起于新疆准东五彩湾换流站,终点为安徽皖南换流站,线路全长约3316km(含长江大跨越),海拔10~2300m之间,直流电流按5455A设计,输送容量12000MW。沿线途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、安徽六省。沿线地形比例为:平地46.1%,丘陵21.1%,一般山地18.8%,高山大岭4%,河网/泥沼5.2%,沙漠4.8%。

准东-华东±1100kV特高压直流输电工程作为世界上电压最高的、输电距离最长的特高压线路,具有设计技术难度较高,建设工期紧张,协调工作繁琐,涉拆迁、环保等专业领域,是一项重大的系统性工程。

02.平台应用成果及效益

该工程部分标段依托道亨三维线路设计平台进行设计,初步构建地理信息、测量、电气、结构、杆塔基础等多专业的三维数字化设计,实现路径方案比选论证、参数化建模、有限元计算、交叉跨越检查、工程量自动统计、二维自动出图、工程仿真漫游等多方位的专业性工作,全面提升工程整体设计质量与效率。

线路平行距离校验

我国已建成的特高压交流及直流工程,如晋东南-南阳-荆门1000千伏特高压交流试验示范工程、淮南-上海1000千伏特高压交流输电示范工程、榆横-潍坊1000千伏特高压交流输变电工程、±800千伏特祁韶(酒泉-湖南)特高压直流输电工程、锡盟-泰州±800千伏特高压直流输电工程、上海庙-山东(昭沂)±800千伏特高压直流输电工程等项目中,各设计单位使用道亨三维线路设计平台开展了不同深度的三维设计工作。

参数化建模

结合目前先进的测绘技术手段,本工程采用倾斜摄影高精度测绘数据构建工程精细化地面模型电子沙盘,同时利用外业勘测数据与地理信息数据融合的技术,解决了三维场景与真实环境存在差异的问题,确保三维设计的准确性。

三维场景中线路与附近房屋三维关系

路径方案优化比选

采用平台的三维数字化选线,对换流站侧进出线方案进行了优化,使塔位更优,线路长度得到合理减少;通过跨越方案的优化和比选,有效避免了在河道内、风偏危险区域的立塔;结合设计规范对跨越高速段进行合理优化,使高速段附近的各电压等级线路的交跨得到合理设计,保证了本工程跨高速公路的安全性及合理性,节省降低了工程造价,减少了本体投资。

跨越高速公路净空距离校验

二三维联动排位

三维交叉跨越设计

线路电气专业通过三维设计进行线路跨越、钻越设计,并进行灵活的调整与优化,提高重要交叉跨越施工方案的设计精度、降低施工成本、减轻施工难度。

高级电气计算应用

采用道亨三维线路设计平台,通过线路设计信息化属性及图形数据,自动完成了电磁环境计算、导线风偏、三维跳线设计等电气计算并在三维场景中进行直观展示,提高了工程计算效率和精度。同时采用道亨三维线路设计平台进行三维空间量算和智能通道清理,实现了工程的量算,智能判别房屋、林木是否需要拆迁砍伐等工作,使工程成果的精确度大为提高。

三维跳线展示

三维金具组装系统

三维展示及数字化移交

使用道亨时代三维数字化设计平台,实现了对工程成果进行了交互式三维展示和漫游,矢量参数化模型模型精度高,数据量小,可达生产级别,数据复用率高、工期短、成本低。导出的GIM模型进行检测,保证了模型的合理与正确,符合国网数字化移交的标准和要求,后期能够更好的服务于评审、施工、基建、运维等各个环节。

道亨时代输电线路三维线路设计平台在特高压工程中的应用,充分满足了该项工程对地理信息精细化程度的高需求,同时平台利用仿真技术、三维建模技术及三维空间分析技术快速完成三维建模、电气设计、杆塔设计等工作,解决复杂的空间校验问题,优化设计成果并提供精细化模型进行数字化移交,最终达到了提升设计质量,提高设计效率,降低施工成本的目标。目前三维线路设计平台已广泛应用于架空输电线路设计领域,经过大量工程的实际应用验证,通过基础信息集成加上可视化的设计成果能直观传递设计方案,帮助施工人员精准理解设计意图和达成设计优化方案,大大提高工程建设的效率和质量。

输变电工程三维设计技术是当前电力勘测设计领域的主要发展方向,除了设计质量和效率的提升,技术的创新应用将进一步带动行业企业的管理创新、业务创新、模式创新。下一篇我们将为大家带来《“新基建”背景下基于BIM的输变电工程数字化设计平台应用案例——变电工程》,敬请期待。

来源:恒华科技  作者:能源互联网研究院


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