探讨数字化技术在电力工程设计中的应用

刘飞

（青岛市光明电力服务有限责任公司胶州分公司，山东青岛，266300）

0 引言

随着国家与社会经济发展，社会各个行业都在科技的推动下，进入了数字化时代。数字化技术带给行业新的变革模式，促进传统能源跟随社会发展脚步，与新时期社会环境发展相契合。充分利用新时代技术提升工程质量，推动电力工程发展，电能作为新时代的高级能源，加强数字化技术应用，解决以往的电力问题，借助数字化技术实现电力工程创新发展。

1 电力工程特点以及数字化技术应用优势

■1.1 电力工程特点

电力企业与数字化技术的融合，显著提升运营效率，为社会大众带来更好的用户体验效果。电力工程设计涵盖电力生产、分配等多个环节，呈现出人力参与密集的特点，由于电力建设面临外部复杂环境，受到外界环境因素影响较多，影响电力工程施工开展；此外，电力系统存在于各地，有分布较广的特点。电力工程建设开展过程中，导致电力建设面临较多风险源，野外作业威胁施工人员安全。电力系统布设多是高空作业，有较大的风险[2]。

■1.2 数字化技术应用优势

由于电力工程的复杂性，电力系统运行安全性需要引起重视。不仅需要保证施工质量，还需要具备丰富经验的设计人员，明确设计施工将会面临的风险。借助数字化技术，降低设计人员设计的难度。对于电力工程设计人员而言，体现在如下几点：数字化技术在电力工程中运用，能够减少传统设计过程中，各个设计团体之间的交流障碍。以往图纸设计是设计重点，因为电力工程设计不仅涉及到电路，还涉及到土建。各方设计团队设计期间，需要根据设计方案相互磨合，制定最终的设计方案。传统设计使用的图纸影响交流，运用数字化技术，能够为设计人员提供电子化图纸，便于相互沟通，有效解决设计时遇到的难题；数字化技术在电力工程设计过程中应用，能够减少人工失误的概率出现。并结合BIM软件，对设计方案进行模型，建立模型避免人为失误，保证设计的准确度。应用BIM技术能够保证设计方案自动修正，对不合理之处进行加以提示，提高设计准确性的同时节约人工成本；数字化技术在电力工程设计中的应用，能够集成设计者的指挥，从而提升各节点之间的关联性，利用数字化技术保障设计各环节之间的追溯性，为设计提供便利。

2 数字化技术在电力工程设计中应用

电力工程设计中，应用数字化技术能够保障设计质量。数字化技术应用于电路设计中，能够具体结合工程施工区域内的情况，对电线进行合理布局。充分利用技术整合数据，为后续设计施工创造条件。数字化应用应建立在科学长远的角度，以低能耗的方式设计，保障电力系统布局合理的同时，为行业发展扫清障碍。现阶段数字化技术作为电力工程的支撑，能够创造设计出更多产品，提高电力领域的更新速度，结合行业需求实现智能化发展。促进电力行业发展的同时，优化网络资源，构建完整的数字化系统，满足电力工程、施工等多方面的需求，为电力工程开展提供可靠的保障[1]电力工程涉及较多内容，数字化技术的应用，在不同阶段有不同的应用方法，具体表现在工程整体设计与安全设计方面。

■2.1 电力工程设计中的应用

电力工程设计的过程中，可应用的数字化技术较多，其中网络技术可用于获取电力设计数据，数据库的创新，则能够帮助扩大存储量，提高数据准确度。具体而言，数字化技术在电力工程设计中的应用如下：

2.1.1 应用网络技术获取电力设计数据

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。在收取相关数据期间，重视网络技术的价值。电力工程开展期间，需要获得数据包含了电力设备与技术发展现状，确保电力设施满足不同领域的需求。基于需求收集数据，保障数据真实性的同时，为电力工程设计提供保障。利用网络技术能够在海量数据中获取重要信息，基于网络技术平台，提高数据采集的准确性。保证有效采集数据的同时，能够保障数据完整，充分关联数据，加强数据挖掘功能。严格按照相关标准，保障电力工程设计数据完整[3]。

2.1.2 创新电力数据库、防止出现误差

电力工程在开展设计过程中，一旦设计参数出现误差，将会对后续一系列设计工作造成影响，导致设计质量和效率下降。为了解决存在的问题，需要结合好网络技术发展现状，做好数据筛选和分析工作。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。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，为电力工程设计提供有效数据，保证筛选质量。技术人员在此期间，应具备创新意识，能够根据数据来源对数据进行筛选，保证设计的科学性；其次，是做好对数据的分析工作，保证各项数据参数的合理性。能够减少数据误差的同时，保障数据质量；还应针对运行期间的各项数据，科学选择保证数据安排合理。对于数据库而言，实际运行过程，根据需求选出合理数据，对于减少人为误差有重要意义。

2.1.3 做好软硬碰撞检测工作

电力工程设计过程中，涉及到变电站、直流换电站等多方面设计，只有保证设计方案切实可行，才能推动后期建设工作开展。对施工项目进行规划后，需要进行软碰撞和硬碰撞，关乎到电力工程能否顺利开展，对工程整体设计质量有直接影响。其中，硬碰撞检测，指的是实体模型之间的检测，涉及到的专业要素较多。尤其在变电站等专业区域的应用，能够获得更理想的效果；软检测碰撞是指不同工作间存在的差异，指的是软碰撞检测模型实体设计时，不同模型需要保持距离。随着电力工程不断发展，电气检测、变电站防雷检测校对等工作都成为软碰撞检测碰撞。结合当前电力应用的实际情况，能够知晓软碰撞应用与换流站设计期间，有着良好的应用效果。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。例如，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，并生成线路路径图，如图1所示。根据途中圆点位置，能够基本却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 某工程配网路线设计图

2.1.4 精细化智能设计

输变电站设计过程中，安全距离是设计人员着重把控的环节。传统设计过程中，需要人工计算安全距离。尽管能够保证距离参数，但是为了保障距离安全性，会牺牲部分建筑成本为代价。利用数字化技术，能够建立模型，安全控制距离范围，提高设计效益。此外，电力工程设计过程中，需要优先考虑防雷设施，保障电力系统安全。设计人员利用相关参数，明确防雷具体范围。确保相关人员能够结合规定与位置，对范围参数进行复检，保障设计的质量。数字化技术对于电力工程设计的最大优势，在于保障设计过程精细化。相较于传统设计图纸，能够在保证设计完备的基础上，利用三维技术优化图纸细节，便于设计人员查阅。利用三维技术设计的同时，还能够根据设计图纸生成安全图，便于需要时查阅，节省人力物力[4]。如图2所示，利用三维数字技术能够还原电力线路全貌，精准的展示绝缘子、导线、杆塔等具体位置和设计成果。基于实际勘察信息进行设计，在选择区域内进行路径优化工作，通过数字技术能够对转角分布等参数进行准确计算，将电力工程跨领域规划以及各项区域的设计全景图呈现出来。利用三维数字技术，还能够对电力工程进出线方案进行优化。通过三维平台，进行方案对比和优化，避免在河道等危险区域设立塔位，保障设计的合理性。还能够根据公路净空距离进行校验，在点计算机上生成实际参数距离，奖励工程造价成本，保证设计符合需求。利用三维设计对路线进行调整，提高设计精度。

图2 电力设计中数字化技术应用

2.1.5 优化实体模型统计

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，还需要工程综合运用先进技术，确保对工程各个线路分析的同时，提升信息综合统计效率，精细化与电力工程相关的数据统计工作，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。

图3 三维场景中线路与建筑之间的三维关系

■2.2 电力工程安全设计中的应用

电力工程施工并投入使用后，其安全问题需要得到重视。因此，需要在初期设计时，就做好关于安全的相关工作。设计期间涉及到人员、机械、环境等多环节的交流互动。在保证利益最大化的前提下，对电力工程进行设计。

2.2.1 设计要点

电力工程安全设计时，需要进行全面管理，做好安全管理策划。保障安全的同时，根据岗位职责建立预警机制。能够根据策划风险，建立详细的流程化。重视安全层面建设，根据事故现场人员完善管理。将事故损失控制在最小范围内，做好人员安全培训，控制好事故损失影响范围；电力工程设计与使用期间，由于人为作业影响较大，会导致设计时，出现不可避免的事故。为了规避人为失误现象发生，需要针对设计人员和作业人员进行培训。

2.2.2 设计应用

电力工程设计之初，需要明确工程安全相关设计要点。利用数字化技术对电力工程进行优化，建立三维模型进行观察。确保负责人观察清楚具体情况后，能够依据安全管理指出设计中的不足之处，保证工程设计环节，校正安全合理。人员通过观察三维模型，能够发现局部设计缺陷，通知设计人员，在设计的具体位置根据风险设置提醒标志。此外，依据安全设计中的事故反馈，借助数字化技术也能够在工程设计初期，制定出详细的规划。传统反馈流程，会根据发生的事故灾害，要求现场人员对事故进行反馈处理。从而降低现场损失，一定程度挽救现场。若是现场人员难以发现问题，将会造成无法挽回的后果。通过数字化设计，利用软件清楚的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 结论

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。充分发挥设计理念与技术应用，深化电力工程各项环节，促进电力企业发展。借助数字化技术实现创新发展，提升设计效益，创造更理想的电力环境，为电力工程设计提供技术支撑，为电力行业作出贡献。