“十四五”期間，我國新型電力系統(tǒng)建設加速推進。為提升設計質量與效率，降低設計成本，三一新能源積極擁抱數(shù)字化轉型浪潮，創(chuàng)新運用全流程三維正向設計先進理念，成功研發(fā)出智慧三維輸電線路設計平臺，引領了電力設計領域數(shù)字化、智能化發(fā)展風潮。

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平臺概述

Overview

隨著新能源項目建設工作的大規(guī)模鋪開，現(xiàn)行輸電線路工程勘察設計流程愈發(fā)暴露出諸多不足，尤其是在山地項目中，傳統(tǒng)人工測量方法面臨成本高、精度低的雙重缺陷。目前，傳統(tǒng)前期設計流程僅采用奧維地圖等衛(wèi)星影像圖進行選線，缺乏交跨和限制性因素等關鍵信息，塔位排布高度依賴工程師經(jīng)驗判斷，后續(xù)仍需結合現(xiàn)場實測修改，并人工校驗全線斷面以繪制斷面圖。此過程需全線人工踏勘，人力物力耗費甚多，如若地形地物踏勘不充分，更將引發(fā)路徑變更風險，增加項目不確定性。且傳統(tǒng)三維模型多由二維圖紙反向構建，未能實現(xiàn)圖信息聯(lián)動，與全流程三維正向設計的標準相悖，拉低了設計效率，增加了不必要的設計成本。

針對實踐中暴露出來的諸般問題，本平臺深度整合三維數(shù)字技術與自動化設計，全面革新了線路規(guī)劃、塔位排布及施工圖生成流程，成功實現(xiàn)二維傳統(tǒng)設計至輸電線路三維正向設計的全面數(shù)字化升級，顯著提升了設計效率與精確度：外業(yè)勘測效率翻倍，內業(yè)設計效率提升30%，整體效率增長65%；工程量計算精確度提升至100%，項目成本降低約30%，并成功榮獲兩項軟件著作權，在技術研發(fā)與自主知識產(chǎn)權建設方面取得突出進展。

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功能亮點

Highlights

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數(shù)字建模與原件配置

鐵塔建模方面，平臺完成了35kV與66kV鐵塔模塊及國家電網(wǎng)典型設計模塊的參數(shù)化建模，總計涵蓋31個模塊、295種塔型，實現(xiàn)模型的高效調用與復用。基礎建模方面，平臺具備對35種基礎設計方案進行批量計算的能力，全面適應各類地質條件，覆蓋集電線路鐵塔所需全部基礎類型。同時，完成了21種金具及其附件的建模工作，并對風機、升壓站進行了概念性建模，可直觀校驗風機與鐵塔間的安全距離，以及升壓站與進站終端塔的相對位置關系。

圖1 鐵塔建模

圖2 基礎建模

圖3 金具及附件建模

圖4 風機、升壓站概念建模

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限制性因素矢量化導入

創(chuàng)新性地引入了圖片矢量化技術，將基本農(nóng)田、林地及生態(tài)紅線等限制性要素集成至系統(tǒng)中，實現(xiàn)多限制性因素同步的線路選擇，增強項目規(guī)劃的科學性。

圖5 限制性因素矢量化導入

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三維選線排塔

平臺集成了分辨率為0.6至10米的影像地圖與衛(wèi)星高程數(shù)據(jù)，為多方案對比分析提供了精確的數(shù)據(jù)支撐。通過導入影像、高程信息及限制性因素圖斑數(shù)據(jù)，可在三維地形圖上自動生成多種路徑方案。在設定氣象條件后，平臺能進一步進行桿塔排位，并自動統(tǒng)計工程量。

圖6 三維選線排塔

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施工圖自動生成

平臺支持24類施工圖紙的自動化產(chǎn)出，涵蓋桿塔一覽表、設備材料表、弧垂表及路徑圖等關鍵文檔，有效減少人工操作帶來的誤差。

圖7 線路CAD圖紙自動出圖

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項目案例

Project Cases

以巴彥淖爾風電集電線路項目為例，平臺通過高清航片與三維正向設計技術，實現(xiàn)了室內三維選線排塔，將選線平均誤差控制在0.2米以內，斷面相符度高達90%。同時，平臺免除了電氣與結構人員現(xiàn)場逐塔勘測的需求，將勘測時間從10天縮短至5天。此外，通過平臺集成的批量優(yōu)選程序，將基礎計算從4天縮短至1天，顯著縮短了項目設計周期。

圖8 巴彥淖爾分散式風電集電線路路徑斷面圖

智慧三維輸電線路設計平臺的成功研發(fā)，標志著三一新能源在電力設計數(shù)字化轉型過程中取得了關鍵性突破。未來，三一新能源將繼續(xù)致力于創(chuàng)新研發(fā)，高效釋放數(shù)智力量，助力行業(yè)智慧升級，為構建新型電力系統(tǒng)，實現(xiàn)國家雙碳目標貢獻三一力量。

作者 | 李媛媛

編輯 | 蔣 曉

審核 | 賀廣零

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