数字化技术在电力工程中的应用

罗曦 宣伟锡 华伟明

国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司 江苏 无锡 214000

引言

在国网公司提出的双碳落地战略背景下，电力工程建设时需要向高质量方向发展。根据现阶段对“十四五”规划方案的研讨与对“双碳”实践措施的落地实践情况看，数字化技术的应用可以为其电力工程赋能、赋智，并在降低工程生产建设中碳排放的情况下，通过智慧化、绿色化管理提升建设项目质量。自我国于2009年提出“感知中国”战略以来，数字化技术的发展与推广应用越来越多，2015年以数字化技术为主的产业规模超过了50亿元人民币。而且，在“互联网+”改革政策与“双碳”政策的出并实施的过程中，数字化技术已在加快各行业诸领域的建设项目方面发挥了重大作用。因此，在我国经济高质量发展阶段，有必要进一步增强数字化技术在建设项目管理创新中的运用，为提高社会全要素生产率提供技术支持。

1 电力工程数字化管理创新需求

20世纪末MITauto-ID中心在研究RFID技术时正式了数字化技术，现阶段该技术已成为智慧电力工程建设中的重要技术。从实践应用情况看，包括了RFID技术、5G技术、大数据技术、人工智能技术等。由于数字技术应用时包括了独立应用与联合应用，而且以多种技术联合应用为主，因此电力工程数字化管理实践中，需要进行配套的创新才能较好地达到数字化应用目标[1]。当前正值电力行业高质量发展时期，对数字化管理的需求相对增长，在电力工程建设项目管理中，可以选择现代经济学中的生产要素配置理论，结合不同的行业发展阶段，选择适配性较高的配置方案，满足其管理创新需求。例如，在电力企业的数字化建设项目管理实践中，早期主要以土地要素配置主导，旨在建立管理基地，中期阶段，转变到了资本要素主导配置方式上，预期通过资本主导搭建物联网平台。进入到高质量发展阶段后，电力企业则形成了技术要素主导，其他要素配套配置的方式，由此也增强了项目管理模式、管理技术、管理方法的创新。分述如下：

1.1 管理模式创新

在电力工程早期的信息化管理过程中，创建了“线上+线下”的基本管理模式，但是，早期应用时重点集中在信息采集、信息存储、信息传输、信息查询等方面，线上管理的指导性相对较弱，而且在与电力工程现场管理之间的交互性不强，较难达到预期的管理目标。应用数字化技术后，在数字化技术应用后，虽然仍以“线上+线上”的基本管理模式为主，然而，由于数字化管理平台属于多技术组合应用平台，具有集成性、开放性、数据化管理特征的影响[2]。在该管理模式下，实际上突出了管理的多样性，电力企业管理人员可以选择不同的接入技术，开展多元化管理。例如，选择大数据技术、BIM技术、自动监测技术后，均可以形成不同形式的管理方案。

1.2 管理技术创新

虽然在电力工程建设项目中应用数字化技术时，可以选择多种适配性较好的数字化技术，提高管理效率，扩增管理效用。可是，对于不同数字技术应用时主要以其功能为主，因而在管理技术选择后，还面临着功能开发与挖掘的问题。同时，对于不同管理技术进行资源整合或功能对接时，往往需要创新一些管理技术。包括科学技术层面的技术创新，与管理技术层面的技术创新。例如，在电力工程数字化管理实践中，牵涉到输变电工程、线路工程、扩建工程、综合后勤、配网工程等，项目数量、总投资金额、变电容量均比较大，而且线路长度达到千万公里。此时，不仅要基于工程量清单，制作总项目、分部项目、子项目要素清单，还需要对其中的指标进行细化处理，并以人机结合的方式搭建要素库、指标库等。此时，为了提高数据库建设效率，可以利用BIM技术中的算量模型软件，将CAD二维平面图导入到软件中生成相关的要素库、数据库等。

图1 某电力企业物联网工程建设项目中的智慧管控平台示意

1.3 管理方法创新

近年来，我国电力行业正在实施新能源改革，增加了光伏、风电、地热发电等项目后，其中牵涉到分布式管理，而且，各项目中又牵涉到绿色施工、人员定位、视频监控、安全质量管控、绿色建造、可视化管理等[3]。此时，在具体项目的设计、采购、施工、运维各环节，均要对上述管理要素进行同步管理，如果采用常规的项目管理办法，并不能满足管理需求。在应用数字化技术后，可以通过数字化建设方式搭建项目智慧管控平台，针对项目实施全过程管理。并在该方式下，一方面围绕项目建设诸环节开展系统管理。另一方面可以针对上述管理需求开展专项管理。进而形成“系统管理+专项管理”相结合的协同管理办法。尤其在专项管理方面，既可以独立的将管理方案贯彻到具体项目，也能够通过平台上的数据交互通道，开展实时的交流与沟通，有效落实协同管理，提高管理效率。

2 数字化技术在电力工程中的应用分析

下面以某电力工程数字化技术应用为例，分别对施工现场的人员安全管理、施工现场违章情况实时监控管理、施工现场物料出入库管理、绿色施工管理展开具体分析。

2.1 对施工现场的人员安全管理

首先，通过项目智慧管控平台，建立了“在线指导+现场施工”的混合管理模式，按照施工现场数据采集（包括摄像头、设备传感器、手持数据采集设备等）、数据传输、数据存储、数据分析、生成报表、调整施工现场管理方案的基本流程，在安全质量模块中，根据全部、本月、本日的历史记录数据进行了动态管理。其次，通过人员定位模块，借助安全帽及相关防护服中的传感器，即时的定位施工人员的位置，对比施工人员与安全管理中设置的安全距离等，较好地达到对施工现场人员的安全管理目标，而且在实时的隐患抓拍条件下能够对潜在的安全隐患做出快速分析，并利用在线指导合理防控安全事故的发生。

2.2 对施工现场违章情况的实时监控管理

应用项目智慧管控平台的最大优势集中在在线监测与数据分析两个方面。以施工现场常见的“三违”现象为例，360度全景摄像头始终处于动态隐患抓取状态，可以即时拍摄施工现场的违章情况。当违章信息以文字、图片、影像等形式上传到平台之后，系统可以根据预设的“违章范例库”，快速对比是否存在违章情况，并对其进行判别，以快速响应预警的方式显示到桌面[4]。对于一些较难判的实例，则可以通过预测评价将预警信息传递给现场施工管理人员，由现场施工管理人员做进一步分析与判断。从实践经验看，对施工现场的在线监测较好的提高了对违章情况的监督与防治，有利于保障施工安全。

2.3 对施工现场物料的出入库管理

在该建设项目中，物料成本占到了总投资的五成以上，而且，由于工种较多，对于物料的需求一直处于动态状态。尤其是受到材料市场价格变化的影响，从物料采购到出入库管理，以及废料回收均需要实施全面管理。以施工现场物料的出入库管理为例，物料进场通过验收后可以直接入库堆放，并由管理人员通过扫描、人工记录的综合方式建立物料入库数据库。当材料出库时，按照同样的信息管理方式可以建立出库数据库。两个数据库之间形成了对应关系，当出库材料数据发生变化时，物料入库数据即刻发生变化，并上传至采购部门。不仅提高了出入库管理效率，也使物料管理中的供应链实现了全面管理。

2.4 利用数字设备保证绿色施工标准

数字化技术应用原理十分明确，PC端以平台数据分析为主，终端则利用物联设备对各项目实际运行数据进行实时采集。以本项目为例，能完设置风速、雨水、雾霾等物联设备，能够实时监测施工环境，并根据设备烟气排放监测仪器、噪音污染装置、扬尘监测仪等，全面实施绿色施工管理，保障施工现场达到国家绿色施工标准要求等。

3 结束语

总之，数字化技术在建设项目中的应用牵涉到多项技术的运用，需要配套大量资源，因此在新时期的项目管理实践中，有必要按照生产要素配置理论，构建技术要素主导，其他各项要素配套配置的基本方式，进而推动项目管理创新。结合上述分析，建议在不同的工程中选择适配性较高的技术搭建电力工程建设项目智慧管控平台，并配合管理模式、管理技术、管理方法方面的创新思路，在具体工程中使数字化技术获得有效运用，提高此类建设项目的全要素生产率。