我國大部分配電網都是在20世紀70年代左右建成使用的,由于當時技術條件等因素的限制,配電設備性能較差,致配電網的整體結構較為薄弱,配電容批嚴重不足,配電設備老化嚴重,安全性和可靠性下降,需要消耗大量的人力和物力資源對其進行維護。
目前,配電網規劃及勘測設計的不足主要表現在:地區發展不平衡,城市配電網與農村配電網發展不平衡;規劃設計手段更新慢,不同設計單位自成體系,形成數據“孤島”。
由予電網網架結構的建設周期長,且建設完成后的短時間內通常不會出現太大的變動。在國家經濟快速發展過程中,區域負荷發展存在很大的不確定性,因而配電網規劃既要考慮長遠,也要有適應不斷變化的負荷環境,為調整配電網預留空間。
配電網規劃是社會經濟發展規劃中極其重要的組成部分,它必須和經濟建設緊密結合在一起,同步實施;同時,要具備定的超前意識且能保證和規劃協調發展,將配電網供電能力及供電質量提高到更高的層次,進而發揮出最大的經濟效益和社會效益。
我國早期配電網主要是人工規劃。隨著計算機技術的發展,配電網規劃及勘測設計采用計算機進行。進入21世紀,隨著信息技術及專家系統的快速發展,規劃及勘測設計技術正發生深刻變革,采用計算機GIS 技術構建三維平臺進行協同規劃設計已經成為可能,例如,通過測繪專業構建地理信息系統,利用航空或衛星影像建立信息查詢、數據分析、斷面截取等功能的 CIS 三維平臺,地質專業構建區域地下三維模型,水文氣象專業根據調查、計算及分析數據,構建水文氣象模型等。集合勘測各專業數據,為設計專業進行線路規劃與站區布置、桿塔排位提供了專業數據,實現了配電網規劃及勘測設計協同作業。
隨著互聯網技術的快速發展、計算機軟硬件的日趨成熟,網絡三維CIS系統平臺的構建為配電網三維數字化規劃及勘測設計技術實現提供了可行性,配電網規劃設計革命即將到來。以影像處理技術為核心,網絡三維GIS 及智能電網為系統平臺,把航攝影像、衛星遙感影像等多數據源匹配融合生成真三維立體場景,配合強大的空間立體量測功能,結合地下三維模型、水文氣象模型和各種專題數據可構建三維可視化平臺。CIS 三維平臺上,設計人員可以多角度、多窗口、多層次地開展線路路徑和站所優化工作;平臺可以生成線路經過區域和站所區域的大范圍真三維場景,通過線路和站所三維立體模型以及規劃設計規則,進行多專業協同設計。
數字化設計采用格式化、編碼化的數據格式對設計對象進行存儲,采用三維設計方式,全景展現配電網的各個對象,使對象可被各種設計功能調用,進行協同設計與數據交互,數據可反復使用直至形成完整的數字化檔案。設計人員可直觀掌握相關細節和復雜的空間布置方案,展現立體模型效果。模型嵌入多種常用的設計功能,可從中讀取布置信息,并從數據庫中讀取各種對象的相關參數。
實現勘測數字化、設計可視化和智能化、移交電子化、信息標準化和應用網絡化,全面提升設計咨詢業務水平,提升設計品質,能實現設計業務從量到質的突破。由此帶來設計技術的徹底變革,將促進設計模式、作業分工和組織管理模式的根本變革,使電力勘測設計企業向著更加專業化的方向發展。
工程項目全生命周期數字化三維技術,是以開放性網絡公共數據庫為底層,以三維一體化規劃設計為手段,全專業整合進行協同設計的一體化設計平臺。它以三維協同設計及三維GIS信息化管理技術為核心,以三維設計數據為源頭,貫穿系統規劃、勘測設計、施工建設和運行維護全過程,為電網公司資產全生命周期管理平臺及三維 GIS可視化管理平臺的建設提供了數據支撐及信息化管理服務。
平臺數據庫管理方式和三維展現手段提升了工程管理過程的信息化水平,使工程管理執行效率更高,流程更簡潔。
總之,配電網三維數字化規劃及勘測設計以 CIS 為平臺,集合測繪、巖土、水文氣象專業及各種專題數據構建區域數字化基礎平臺,在此基礎上進行三維數字化規劃設計,實現規劃、設計、施工和運維工程項目全生命周期三維數字化,使配電網規劃及勘測設計發生革命性變革,從而滿足信息化社會不斷變化的需求。
縱觀配電網的發展,配電網三維數字化規劃及勘測設計是當下的設計革命,是信息化發展的必然結果。隨著全球范圍內主要發達國家智能電網建設的實施以及各國政策和資金投人的加大,智能配電網市場未來將迅速增長。從國內智能化配電網各領域建設經驗來看,配電網的建設應遵循分階段建設原則,以試點先行為基礎,總結建設經驗,統一建設標準,統籌規劃,實現智能配電網的整體推進。
智能配電網規劃設計首先是設計思想的革命,就是要采用當代先進的互聯網+CIS 技術、地上地下地理信息與水文氣象信息、地下地質信息、傳感技術、移動智能終端技術、數字三維設計技術、數據庫管理技術以及大數據處理技術等先進信息化技術,集合配電網數字設備資源,構建勘測測繪、巖土和水文氣象專業模型,實現與設計三維平臺協同作業,實現項目全生命周期的勘測、設計、施工和運維一體化集成管理,實現運行和維護的人工智能化。
配電網三維數字化規劃及勘測設計在我國剛剛起步,對配電網三維數字化規劃及勘測設計的方法、流程、成果的要求還需要進行規范,對智能電氣設備、控制系統、專家決策系統還需要研制、開發及實驗驗證,配電網三維數字化規劃及勘測設計任重道遠。
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