数字孪生助变电站设计提高效率和质量

电力公司利用数字孪生模型管理变电站的全生命周期，授权多专业团队与其他项目参与方进行协作，从而提高了建模精度，简化了设计和施工流程，增强了安全性和可靠性。中国电建集团湖北省电力勘测设计院有限公司以及东南亚 PESTECH 公司都采用了数字化技术进行变电站设计。

中国电建集团湖北省电力勘测设计院有限公司是汨罗西 220 kV变电站项目的主要设计单位，该项目已于2019年5月份完工。汨罗西变电站将显著改进电网结构，提高供电可靠性，提升周边15万用户的生活质量。该公司在此项目中采用数字孪生技术协同施工，缩短原定计划建造工期 30 天，节省了 150 万元。

该项目周边地貌复杂，民房较多，站址布置及线路走廊受到制约和影响。由于方案更紧凑，全站各专业间的空间位置更紧密，特别是地下隐蔽工程、构架基础、建筑物基础、设备基础、水工管网、电缆沟、接地网等错综复杂。项目团队需要在10个月的工程建设周期中高效地协同各参建单位，安全高质量地完成工程建设管理。

进行项目规划时，项目团队使用 ContextCapture 进行实景建模，实景模型能直观反映站址区域的地形地貌、植被、河流湖泊、道路、房屋等信息，为变电站站址规划选择、大件运输条件、出线走廊规划等提供可靠的环境信息支撑。此外，该团队还使用 OpenUtilities Substation 和 OpenBuildings 优化了设计及协作，解决了空间位置紧密的挑战。

项目团队采用SYNCHRO 4D技术，在施工阶段进行建造数据梳理、基于BIM的进度编制、进度可视化、施工进度跟踪管理、进度变更和优化管理、信息共享等。完工时，项目团队将最终三维成果移交给业主及运行单位，建立了虚拟现实场景，以提升运行维护的能力。最终9个月完成了全部施工，缩短原定计划建造工期30天。

中国电建集团湖北省电力勘测设计院有限公司主任助理、高级工程师王伟表示：“本工程项目作为首个投运的三维试点工程项目，在过程中严格执行了国网三维设计标准，实现了设计质量提升，具有极高的推广价值和引领作用，为今后国网公司项目交付工业化起到引领示范作用。”

PESTECH 是一家马来西亚综合电力服务商，提供输电基础设施与资产、发电、铁路电气化、电力产品和嵌入式系统软件。该公司使用数字孪生技术设计和交付了砂拉越州 Sibiyu 275/33kV 气体绝缘开关设备变电站。该项目包括供应、建设及调试两个 120 MVA 132/33 千伏变压器间，四个 132 千伏架空线路间，一个总线耦合器间和一个 33 千伏开关及辅助设备，预计于 2021 年1月完工。

通过使用 Bentley 的开放式建模应用程序，该团队极大地提高了工作效率，跟上了改扩建工期。多个专业团队分别使用 OpenUtilities Substation 和 Promis.e 来支持初步和二次设计，使用 Bentley Raceway and Cable Management 设计爬线梯、电缆槽、地下电缆沟和电缆走线。项目团队还使用 OpenBuildings Designer 进行建筑设计，为之后的变电站模型提供参考。

PESTECH 利用数字孪生技术交付其集成式开关设备变电站设计，节约了 50%的时间，节省了 17.5万马来西亚令吉的项目成本，其中主要是节省了人工成本。从智能变电站模型中直接自动生成施工交付成果，减少了绘制和更新施工图纸、物料清单、电缆清单报告、线缆标签报告和成本估算的时间和费用。

PESTECH 设计工程师 Afiq Rosli 表示：“OpenUtilities Substation 为变电站设计提供杰出、简约和智能的建模方法。与以CAD 为中心的设计不同的是，OpenUtilities Substation 的智能建模能最大化地实现设计自动化，极大减少了手工绘图、误差和返工，将设计图纸的速度提高了 50% 。”

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