“大數(shù)據(jù)”云端俯瞰，“數(shù)字電網(wǎng)”呼之欲出

“大數(shù)據(jù)”是數(shù)字化時代一個人人都意識到的存在，也是當下非常流行的詞語。但大數(shù)據(jù)究竟給我們帶來些什么，大數(shù)據(jù)對我們每個人意味著什么，如何利用大數(shù)據(jù)時代帶來的無限可能，這對每個人都有霧里看花想一探究竟的吸引力。云計算推動著大數(shù)據(jù)，如細雨一樣不知不覺間已經(jīng)撒落在我們每個人身上。作為行業(yè)主管者、工程建設者、設計從業(yè)者，都應該引起深刻的思考。

如果發(fā)電廠、變電站、輸電線路在建設開工之前，就能夠利用現(xiàn)代信息技術在計算機里將其虛擬建設出來，實際建成之后將這些成果全面移交業(yè)主管理單位，并在此基礎上引入物聯(lián)網(wǎng)技術且技術更新實物信息，形成三維虛擬電網(wǎng)，即電網(wǎng)信息平臺GIM（GridInformationModeling），實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字化設計，那么我們的規(guī)劃、設計、建設、運維的理念、過程和界限都會發(fā)生深刻的變化。

數(shù)字化電網(wǎng)是數(shù)字化時代的必然產物，它利用先進的信息和網(wǎng)絡技術在虛擬世界中對電網(wǎng)進行全信息仿真，人們可以清楚地掌握電力系統(tǒng)的運行方式、電網(wǎng)潮流，可以隨時查看輸電線路進過的路徑、地形地貌山川河流、鐵路公路，可以在電腦上清楚地找到電網(wǎng)所處的鳥害區(qū)、雷害區(qū)、污閃區(qū)，可謂一方屏幕知天下。

數(shù)字化設計技術是圖紙化、電子化設計的革命性改變

工程設計技術的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：手工制圖階段、計算機制圖階段和數(shù)字化設計階段。與手工制圖和計算機制圖相比，數(shù)字化設計在設計手段、設計流程、設計成果上都有根本性的改變。

數(shù)字化設計技術是地理信息系統(tǒng)、三維建模技術、數(shù)字化協(xié)同設計技術、數(shù)字化設計成果移交技術的集成應用。這一技術將設計人員從大量繁瑣、重復的繪圖工作中解脫出來，實現(xiàn)設計手段的創(chuàng)新，設計流程的再造和設計成果的升華。數(shù)字化設計技術包含三個層次的內容：一是利用三維建模技術，建立設計對象模型，實現(xiàn)設計對象的數(shù)字化表達；二是利用網(wǎng)絡技術，統(tǒng)一設計工作平臺，實現(xiàn)多專業(yè)設計協(xié)同；三是統(tǒng)一設計成品的移交要求，實現(xiàn)設計成品的跨平臺空間表達，確保設計成果包含全部基礎信息，具備關聯(lián)性、唯一性、溯源性等特征，滿足從規(guī)劃設計到建設運行各階段的要求。

近幾年，數(shù)字化設計已經(jīng)在石化、核電、建筑等企業(yè)獲得成功，初步實現(xiàn)了設備采購管理、接口控制、質量控制、現(xiàn)場施工組織、模塊化施工、現(xiàn)場維修和隔離、設備歷史記錄和管理、工程技術人員培訓等方面。

數(shù)字化設計在電網(wǎng)建設領域也在快速發(fā)展。國內電網(wǎng)企業(yè)高度重視數(shù)字化設計研究及實踐工作，近年來進行了多項專題研究及工程試點工作。在電網(wǎng)工程數(shù)據(jù)應用、展現(xiàn)方式等方面進行了創(chuàng)新；與傳統(tǒng)輸變電工程三維系統(tǒng)相比，在多源數(shù)據(jù)管理、線路和變電站的有機銜接、海量數(shù)據(jù)的支持與快速渲染以及節(jié)省投資、節(jié)約費用等方面都有突破性進展。

數(shù)字化設計是搭建數(shù)字化電網(wǎng)平臺的基石

數(shù)字化電網(wǎng)能夠及時、全面、準確地獲得電網(wǎng)信息，并在生產和經(jīng)營管理中得到全面的應用。數(shù)字化電網(wǎng)的特征：電網(wǎng)的對象應該是數(shù)字化的，包括電網(wǎng)三維模型、設備和材料屬性；電網(wǎng)的設計過程應是數(shù)字化的，并能及時地向后續(xù)環(huán)節(jié)移交所需數(shù)據(jù)；電網(wǎng)過程控制和實時信息數(shù)字化；事務處理的數(shù)字化，也就是各種業(yè)務的處理和運行操作數(shù)字化；生產和經(jīng)營管理數(shù)字化；最后是經(jīng)營決策數(shù)字化。

而電網(wǎng)數(shù)字化的前提是信息化。因此依托GIS（地理信息系統(tǒng)），將電網(wǎng)的組成元素數(shù)字化，以信息模型為載體，建立電網(wǎng)信息平臺GIM，集成每個元素不同階段的信息，實現(xiàn)信息的高效、準確、全面應用。

設計是電網(wǎng)建設的龍頭，是將科研成果、先進技術、先進設備應用到工程中的關鍵環(huán)節(jié)。輸變電工程數(shù)字化設計技術，已經(jīng)成為設計企業(yè)的一種必然選擇。通過數(shù)字化設計，可以實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的綜合應用，滿足環(huán)境友好型輸變電工程建設需求；同時方便了運行期間的數(shù)據(jù)信息的采集，實現(xiàn)擴展應用。輸電工程數(shù)字化設計，可以促進電網(wǎng)企業(yè)現(xiàn)代化管理跨上新臺階，是數(shù)字化電網(wǎng)的基石也是核心。

智能電網(wǎng)的建設是逐步使電網(wǎng)具有智能化的過程，是復雜的系統(tǒng)工程，需要一系列的新技術、新設備的支撐，以數(shù)字化設計為代表的新一代設計技術正在逐步改變輸變電工程設計，使設計單位具備提交更豐富、詳實和精細的數(shù)字化設計成果。

做好數(shù)字化設計，助力數(shù)字化電網(wǎng)破繭化蝶

采用數(shù)字化設計技術，實現(xiàn)了設計信息的數(shù)字化，為工程項目全壽命周期管理效能和水平的提升創(chuàng)造了條件。輸變電工程數(shù)字化設計成果就是一座“數(shù)字城市”。龐大的信息必須完整有效地傳遞到生產階段，才能實現(xiàn)項目全壽命期信息共享，進一步提升精細化管理，推動電網(wǎng)管理向數(shù)字化、可視化的方向發(fā)展，實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字電網(wǎng)。

目前，作為數(shù)字化電網(wǎng)的業(yè)主方缺乏超前的意識，缺乏內驅力進行變革，政府缺乏相關政策進行干預引導。這就造成電網(wǎng)企業(yè)的建設和生產管理過程中的信息利用率太低、大量數(shù)據(jù)重復建設等問題。但作為設計企業(yè)，不能坐等用戶提出要求，隨著數(shù)字化浪潮的推進，整體經(jīng)濟環(huán)境的變化、政府對環(huán)境保護要求的提高、資源匱乏都在推動業(yè)主管理的提升，觀念轉變是遲早的事。因此我們要做的就是完善提高數(shù)字設計水平，進而推動數(shù)字化電網(wǎng)破繭化蝶。

這需要做好兩方面的工作：一方面做好數(shù)字化移交；另一方面建立完善工程數(shù)據(jù)中心。

數(shù)字化移交是輸變電工程設計單位、監(jiān)理單位、施工單位通過數(shù)據(jù)采集、加工、整理，將設計圖紙、設備信息、地理信息及工程建設文件等工程信息與三維模型融為一體，隨實體工程同步進行移交的工作。數(shù)字化移交不是簡單對現(xiàn)有資料的電子化的移交，而是多維信息模型的移交，是向電網(wǎng)企業(yè)提交的一個數(shù)字化輸變電工程模型。這個模型可完整的被輸變電企業(yè)接受，并對電網(wǎng)企業(yè)現(xiàn)有的地理信息數(shù)據(jù)進行更新覆蓋。

電網(wǎng)企業(yè)需要接收和管理工程數(shù)字化成果。由于電網(wǎng)建設的持續(xù)性和已建工程的數(shù)字化過程，都將產生海量的工程數(shù)據(jù)，因此，需要有一個接收數(shù)據(jù)平臺，即工程數(shù)據(jù)中心。工程數(shù)據(jù)中心通過在特定的物理空間內，集成計算機、服務器、網(wǎng)絡設備和存儲設備等網(wǎng)絡機房關鍵設備，以電網(wǎng)工程規(guī)劃、設計、施工過程中形成的各類數(shù)據(jù)為管理對象，依托信息技術，按照統(tǒng)一標準，建立數(shù)據(jù)采集、移交、處理、存儲、維護、分析傳輸、共享及應用的一體化信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對工程數(shù)據(jù)的集中管理和共享應用。通過接收數(shù)字變電站與數(shù)字線路模型，組成與現(xiàn)實對應的數(shù)字化電網(wǎng)模型，可對海量數(shù)據(jù)進行分析，得出有益結論；通過模擬電網(wǎng)故障，進行事故分析；通過數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)與相關系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字化電網(wǎng)。

《輸變電工程數(shù)字化設計》一書正是基于這樣的時代使命而完成的。該書以數(shù)字化時代和智能電網(wǎng)建設為背景，以引領電力設計技術發(fā)展方向為宗旨，從數(shù)字化設計的概念及其相關基礎技術入手系統(tǒng)且前瞻性地提出了輸變電工程數(shù)字化設計的方法、流程和使用原則。以期在數(shù)字化的大潮中，借助數(shù)字化設計重構設計理念，使我國的數(shù)字化電網(wǎng)建設完成期待中的蝶變，站在世界電網(wǎng)的前沿。

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