大连市庄河Ⅲ海上风电场三维数字化设计与应用

石 明，金 飞，冯 宇，蔡小莹，李腾飞，田会元，杨瑞睿，高 超，张 群，官明开

（水利水电工程BIM单项应用奖二等奖，获奖单位为上海勘测设计研究院有限公司）

风场整体情况

钢结构自定义节点库

工程概况

三峡新能源大连市庄河Ⅲ海上风电场位于辽宁省大连市庄河海域，作为东北地区首个已核准的海上风电项目，同时作为全国首个“智慧能源城市”的清洁能源供给侧项目，庄河Ⅲ项目对于促进庄河地方经济发?展及清洁能源建设具有重要意义。项目总装机容量300MW，风场内安装72台风机。风机基础包括单桩和高桩承台型式基础类型。风电机组通过海底电缆汇集送至海上升压站。海上升压站通过海缆送出至登陆点，再通过架空线路送至陆上集控中心。

BIM应用亮点

依托上海院搭建的三维协同设计平台，项目使用ProjectWise进行各专业间的三维协同管理。通过对总体、电气、舾装、结构、暖通、消防、给排水、施工、地质等专业系统的有机整合，构建了海上风电场数字化整体解决方案。

在本项目的实施过程中，构建了整个风场的全专业三维模型，包括风机整体结构、电气设施、海上升压站、陆上集控中心、地质模型、海缆路由等模型。通过碰撞检测、切图与工程量自动统计、虚拟施工模拟等BIM应用，提高了设计效率，缩短了设计周期。

针对钢结构节点设计遇到的技术难点，本项目创新使用Tekla自定义节点单元模块，将海上升压站结构中的常用节点类型通过参数化编程的方式制作成节点库，在不同项目中快速调用，大大提高了建模效率。

针对风机基础设计中计算软件模型接口遇到的难点，本项目二次开发了适用于SACS和ANSYS的模型接口工具箱，可以将BIM模型直接转换成SACS和ANSYS中所需的模型和参数，大大降低了仿真建模的难度，提高了计算效率。

BIM应用效果

通过三维模型的碰撞检测，各专业避免了相互干涉，提前发现问题并及时反馈设计人员进行优化调整，减少了后期设计变更。

通过参数化建模设计方法，形成了可以复用的钢结构节点库，同时实现了三维切图和自动工程量统计，实现了节点的正向设计。与传统的二维节点出图相比，可以提高约90%的设计效率。

通过二次开发的计算软件模型接口，实现了将BIM模型直接转换成SACS和ANSYS中所需的模型和参数，解决了SACS和ANSYS中模型参数输入耗时、繁琐的问题，极大提高了风机基础的计算效率。与传统的手动输入模型计算相比，可以提高约70%的设计效率。

风场主要模型图