周砚 刘吴天 刘涛

摘要：随着信息技术发展，三维技术在设计行业发挥着越来越重要的作用，不但提升了设计的效率，而且还确保了设计的质量。而三维设计技术在风电场变电站设计中的应用，成功的解决了传统二维设计技术存在的问题，弥补了二维技术设计存在的应对交叉干扰的不足，为变电站设计发展起到了积极的推动作用。本文主要论述了风电场变电站三维设计的主要平台，同时对三维设计技术在风电场变电站设计中的运用作出了全面分析。

关键词：三维设计技术;风电场变电站设计;主要平台;应用分析

引言

纵观我国变电站设计工程发展史，历经了图版制图、计算机制图和计算机辅助设计三个重要阶段。信息技术发展踵事增华，计算机技术辅助变电站设计的广度和深度一波才动万波随。一方面，工程模型上二维模型正逐步向实体模型开始过渡，另一方面，设计信息的传递日趋便捷，逐步显现出跨专业，多平台的合作。最近科学技术的发展，三维数字化设计技术逐渐被应用在风电场变电站设计工作中。

1风电场变电站数字化三维设计的常见技术平台分析

当前世界的信息化软件技术不断发展，特别是在电力勘察以及设计等方面，有着更加广泛的数字化运用，因此在信息化的基础上，运用智能化的三维设计平台，能够帮助在变电站在设计过程中解决一些实际问题，在设计与作业的推进上有着流程优化的积极作用，而且也能够将前端设计逐渐转移到系统方案的设计中，把相关的数据融合到信息化软件平台里，有效提升整个风电场变电站设计效率。在传统的信息化平台的支持下，如何运用更标准化的数据模型以及相关的信息化计算能力，对于风电场变电站的设计进一步辅助是需要将相关数据录入到软件中并且借助数字化的三维设计软件，把整体设计的流程变得更加简洁，这样能够把传统的电力勘察与设计繁琐的人力过程进行优化，能够优化人力资源以及其他的配套设计资源，让数字化三维设计平台真正能够带动整体变电站设计的技术革命。由此可见，在数字化三维设计技术应用到变电站的设计过程中，重点还是在于对软件平台的应用，特别是以知识管理的信息化系统为基础，借助大数据以及信息化的计算平台，把信息化的建模技术应用到变电站的设计过程中，把整个工程的生命周期控制进行构建。针对这一问题，如何运用好数字化的三维设计技术，把相关的服务链条进行拓展，才能够帮助生产企业与设计企业进行衔接，从而促进风电场变电站设计的有效升级。

2数字化三维设计技术在风电场变电站中的发展情况

快速发展的是数字化三维设计技术和手段逐渐引起电力行业的重视，针对于数字化三维设计技术，电网行业对其提出了更严谨的要求。在2016年，电网行业就明确提出了数字化三维设计推广计划，并且积极推动工程数据中心建设，要求在变电站设计工程中，要创新的运用数字化三维设计技术，有计划有目标的建设工程数据中心。在2017年的时候，又在全国展开了关于数字化三维设计技术的调研活动，活动包括书面调查和实地调查两种方式，深入探究和理顺了在当前时代背景下施工单位、电力企业、设计部门对数字化三维设计技术的运用和需求。为了适用我国电力行业的发展局势，部分设计单位逐渐开始转型，在这个过程中融合了设计资源、建造资源、采购资源以及运维环节资源，满足设计单位的基本业务需求，也提高了设计单位的设计水平，拓展延伸了设计单位的服务范围。

3三维设计在风电场变电站设计中的应用

3.1创建三维模型库

三维模型库的创建主要针对支架模型与设备模型，而当前这两种模型又构成了元件模型。因此在三维设计过程中，元件建模是三维设计工作开展的初始环节，而三維设计方案的整体质量，在很大程度上决定着元件建模的水平。在确保三维布置校检有效性的前提下，设计人员需要结合实际情况，不断简化元件信息。而元件模型是否合理，严重影响着三维设计的是否流畅，同时对于后续工作的开展具有一定的直接性影响。基于支架模型与设备模型而言，设备建模难度相对较高。一般情况下，要想实现设备模型创建达到预期效果，则需要设备供应商提供指定的文件格式，或者提供较为完善的三维模型。同时要确保模型的绘制比例达标。此外，设备供应商要为其模型质量负责。

在创建模型的过程当中，设备模型的命名要严格执行相关标准规定，不可出现较为随意化的情况。相对于三维数字模型命名而言，其命名具备唯一性、准确性、以及合理性等特点。而当前这种命名方式主要是为了方便识别，以及对其进行一些列的管理。同时，三维数字模型的命名还可以使用数字、字母、下划线等。此外，创建模型库的过程中，设计人员需要简化模型的几何细节，以此来节约模型库的存储空间。而简化模型几何细节需要遵循以下原则：（1）模型的简化，主要为了方便识别或者绘图，不得产生过多的歧义。（2）充分保证模型自身功能表达不会受到影响，并且也不会对其基本结构造成不良影响。（3）不得对模型装配造成影响。

3.2三维建模深度要求

若想实现三维设计，则需要预先对建模深度进行深入研究。建模深度不但影响着三维设计的进度与工作量，而且还关系到三维设计的总体质量及效率。电气设备作为变电站的核心设备，需要对其模型的建模深度、建模精度等作出明确的规定，以此为三维设计人员开展相关工作提供保障。

4三维软件的实用性分析

4.1BenfleySubstalion软件的特点

BentleySubstation软件是专用于变电站集成电气和结构设计的三维软件，具有创建物料清单、执行冲突检测、间距检测等功能，其最突出的优点是实现了分布式工程设计。变电站的设计通常涉及到如电气一次、二次、土建等多个不同的专业，方案的修改会带来大量的专业间协调工作，Bentley通过ProjectWise组件为工程内容管理和团队协作提供了很好的支持，并实现了变电站设计工作流的概念。

4.2Microstalion软件的特点

Mierostation软件自身带有三维渲染功能。在完成三维设计工作之后，能够将其整体渲染效果和三维动画输出，从而就能够较为真实的看到变电站全景。需要注意的是，选择的模型必须是设计人员之间建立好的、无任何差错的模型，将其作为蓝本，从而实现效果图或者是动画的制作，这一功能使得相关人员能够看到变电站建成之后的效果。对于需要细展示细节的部位，设计人员通过Microstation软件中的内置功能就能够实现。

Microstation软件便于实现数据对接。在传统设计下的工程信息主要体现在图样上，通常都是通过文档或者是图样的方式移交给运行单位。每类信息都被存储在不同的文档或者图样中，信息之间没有实现有效关联，给检验工作带来诸多困难。经常出现一个消息在其他文档或图样中出现的情况。Microstation软件以工程设施作为对象，每一台设备模型都有独立的带标识码，三维模型将标识码作为线索，与数字化网络平台自动相互关联，形成模型与工程数据的统一。

结语

在风电场变电站的设计过程中，对信息化的三维设计技术进行综合运用，需要运用协同设计的理念，对相关的设计数据进行综合，从而对于工程数据库所支撑的各种数据模型进行综合剖析，保障设计生命周期中对于整个设计流程的有效把控。在未来这种设计的优化必须是由专业的设计软件进行处理，因此对于设计人员也提出了更高的要求，必须要善于运用这些相关的数据库，对模型相关的资源进行直接计算与校验，通过对材料的分析与统计等，推动变电站设计不断的优化。