摘要：随着经济的快速发展，电力系统输电线路日益复杂密集，通道等资源紧张的趋势越来越明显，如何合理、高效地进行电力设计是摆在电力设计人员面前的新课题。电力设计院在目前的电力开发以及电力项目设计的领域占据关键地位。在世界能源建设的这种趋势下，国内的电力设计企业要“走出去”，在“一带一路”战略引领下取得业绩的突破，从此前业务单一的设计咨询型企业向着综合型的工程公司转变。而数字化三维技术在电力设计院的转型过程中可以起到了很好的推动作用，本文对此展开介绍。
关键词：数字化三维；电力设计院；转型
引言
随着全球电力消耗不断升高、新能源发电运用越来越广，能源建设模式也逐步发生着深刻的变化，以前传统的由不同企业来进行投资、设计、采购、建造、运营的方式已不能适应市场快速的需求，能够将设计、采购、建造施工结合在一起的建设模式逐渐成为当前世界能源建设发展的趋势。
近年来，国家电网公司开始逐步推动电力三维数字化建设工作，完成了输变电工程三维设计系列技术标准，并规范了三维数字化软件平台的基本功能。外部环境的变化和行业发展的需要迫使现有的设计模式和手段必须加以改变，构建适应新设计模式的电力三维数字化设计平台迫在眉睫。
基于当前电力行业现状，电力设计院也将向着融合投资、设计、采购、建设于一体的综合性工程公司转变。
1电力工程三维数字化设计应用背景
根据相关数据显示，2017年电力供需形势持续宽松，国家大力推进电力绿色发展，持续优化产业结构，电源投资大幅下降，全国主要电力企业电源工程建设完成投资2900亿元，为2011年以来最低，同比下降14.9%。
国家电网有限公司2018年初工作会议报告提出《以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导为建设世界一流能源互联网企业不懈奋斗》。当前，我国正大力发展基础设施数字化、城市设施智能化。如果将国家和城市比作人体，那么电网则如同为人体输送能量的血管，高电压等级输电网络则堪比连接城市的“大动脉”。
随着城市的数字化和智能化不断推进，输电网络的三维数字化将成为基础设施建设的关键一环。什么是三维数字化电网？电网的三维数字化是指通过软件建立电网设备、建筑的三维模型，并在电网的设计、建设、运营过程中，基于模型对电网组件进行监控和管理的过程。通俗地讲，相当于在软件中以1∶1的比例虚拟出一个与现实世界中完全相同的电网体系，并且通过传感器、摄像头等设备，与电网设备连接，实时保持虚拟和现实的同步。
2三维数字化设计平台现状
近年来国内多家电力设计企业搭建了三维数字化设计平台，既有完全自主开发，也有在商用平台基础上二次开发，平台在实际工程中均有应用，积累了丰富的经验。目前国内三维数字化设计商用平台主要有道亨SLW3D架空送电线路三维设计系统，电科院架空输电线路三维协同设计平台，国遥输电线路三维数字化设计平台，洛斯达输电线路三维数字化设计平台，百合送电线路设计系统，博超TLD数字化三维送电设计平台等。
每个平台都有各自的优缺点，对于工程设计而言没有最好的平台，只有更为适合的平台，需要结合企业的设计实际进行选择与完善。在三维数字化设计软件平台的选型和解决方案的确定不能局限在现阶段的短期需求，应根据生产的实际情况并站在数字化技术发展的角度进行软件平台的选型与建设，不但能满足目前工程设计的需要，还要考虑后续设计、施工、运维一体化、数字化移交及全寿命周期管理方面的需要，自主或在商用平台基础上逐步开发完善数字化设计功能，满足未来工程数字设计需求。
3数字化三维设计的优点
三维设计是一种新一代的数字化、虚拟化、智能化的设计平台，和二维设计相比，三维设计的特点在于“空间”和“数字化”。
①三维设计相比二维设计多了一个维度，因此使其具备了“空间”的概念，具备比二维图像内容更为丰富真实、更加符合人类视觉特性的特点。
②三维设计中生成的大量数据（几何数据、属性数据等）、文档、图纸等相互之间均可以实现关联整合，其相比二维中的数据展示来说，呈现出更为强大的、便于管理、计算和使用的数字化特点。
在高压变电站工程设计中，利用三维设计的空间特点，可以实现复杂的地下管线布置、电缆优化布置、碰撞检查、施工模拟、可视化展示等内容；利用三维设计的数字化特点，可以实现主接线设计（如从设备属性中抽取主接线需要的主要参数，自动生成主接线参数表等）、电气计算（如防雷计算）、工程量统计、物资上报、施工进度管理、运维管理、数字化移交等内容。采用三维设计手段，在变电专业内的全过程流通和对变电站总平面布置进行优化设计是非常必要的，这对于工程设计行业来说既是机遇，也是挑战。
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4电力工程数字化三维设计必将推动设计院转型
4.1推动设计体系改革
电力工程数字化三维设计结合了数字地形模型系统、数字化实时协同系统、数据库系统、三维图形系统、精细化设计系统等软件系统功能，将替代原有依靠设计师脑力协作的二维制图模式，解放设计师大量通过脑力对空间布置校验、现场施工模拟的工作量。
4.2推动人力资源体系改革
采用三维设计后，技术人员分为以下三类：平台工程师、技术专业工程师、建模工程师。平台工程师负责平台的技术维护及工程数据库创建；以电气一次专业为例：技术专业工程师负责方案及主要技术指标的决策，编辑工程数据库内容，绘制逻辑模型，布置设备物理模型，进行软硬碰撞检查等工作；建模工程师负责模型库的维护、新增物理模型的创建及辅助卷册如照明、电缆敷设等卷册的设计。
4.3对设计硬件配置更新
数字化三维设计软件功能强大的背后，需要较高的电脑硬件支撑，以往只需满足二维设计的低配置电脑和服务器需更新换代，以使工程师可流畅应用数字化三维设计软件平台进行设计工作。
5数字化三维在电力设计院转型中的作用
5.1设计环节
除了提高设计效率，降低设计差错，缩短设计周期，精准控制造价外，最重要的是将设计成果数据化和逻辑化，作为一个有机组织的数据包向下游传递。设计数据作为龙头数据，具备可扩展性，能够根据各环节需求扩展。
5.2采购环节
抽取设计生成的清册数据生成采购清单，对设备及大宗材料分批次、分专业、分类别创建编码，实现一类一码和一物一码，并根据厂家发货装箱进一步细化小号生成二维码，为下游物流仓储环节服务。
5.3物流环节
受益于现代物流技术，采用二维码扫描技术和物资管理服务器，对设备材料出厂、运输、清关、入库等各环节进行跟踪记录，实现物资信息在采购物流环节中的连贯性、准确及时地跟踪物流状态。
5.4仓储环节
传统仓储管理手段容易出现混乱，尤其对于海外项目，由于物流时间长，容易出现供应不足、采购过量甚至重复采购的问题。利用二维码与物资管理服务器对物资出入库进行管理记录，有利于物资合理调配、降低采购成本。
5.5施工环节
三维设计成品能够提供三维多视角，并具备移动端浏览标注功能，有助于业主、监理和施工现场理解工程，审核方案。异地协同机制使设计人对于现场反馈的意见迅速响应，提高工代服务效率和质量。
5.6运营环节
通过数字化移交，总承包商可以协助业主建立完善数字化管理机制，通过搭建电网数字化运维管理系统，帮助业主提升管理水平，并且为后续开展三维巡视检修培训、三维在线实时监测、日常和应急检修方案制定以及技改扩建等业务打下坚实的数据基础。
6结束语
“十三五”期间，电力设计行业的宏观经济环境、政策环境、竞争环境和内部资源环境都发生深刻的变化。电力设计单位面临经济新常态下投融资体制的改革、工业大数据的发展等诸多压力，需要创新业务、产品、服务模式和商业模式以适应内外部环境的变化。在电力设计院转型过程中，电力设计企业转型是电力工程建设的发展趋势。随着电力工程项目管理经验的不断积累以及国家相关政策环境的不断改善，电力设计院将不断完善自身设计技术，提高自身技术水平，为我国的电力建设做出更大贡献。
参考文献
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[6]陈涛.基于价值链升级的电力设计企业业务转型研究[D].西北大学，2017
作者简介：
李根富（1981-），男，汉族，硕士研究生，高级工程师，主要从事变电站电气设计及变电项目设总工作。
王亚莉（1973-），女，汉族，大学本科，教授级高级工程师，副总工程师，主要从事变电设计。
蒋伟（1986-），男，汉族，硕士研究生，高级工程师，主要从事变电站电气设计工作，输变电三维设计技术研究与应用工作。
论文作者:李根富,王亚莉,蒋伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/8
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