薛杰
国网河北省电力有限公司建设公司 河北省石家庄市 050000
摘要：数字已经成为引领创新的先导力量，在数字中国建设背景下，国家电网应朝着数字电网建设目标，努力推动全要素、全业务、全流程的数字化转型。本文对电网数字化建设前景和发展趋势进行分析，提出了基于三维全景的电网数字化建设方案，以更好的服务电网工程评审、施工和生产管控工作。
关键词：国家电网；数字化建设；三维全景
党的十九大对建设数字中国作出重要战略部署，强调以信息化培育新动脑，推动新发展，创造新辉煌。随着数字化、智能化的深入发展，电网工程建设应致力于数字化转型工作的推进，研发三维数字化管控平台，借助大数据、云计算、物联网等技术手段，结合高清影像数据、数字高程模型和电网元素数据等数据信息，对电网工程设计、施工等全过程进行三维数字化集中管理，打造三维数字化电网，提升电网工程建设水平。
一、数字化电网建设前景与发展趋势分析
随着电网建设市场化程度的加深，建设主体愈发多元化，工程模式日益多样化，项目管理的难度越来越高，对电网工程数字化建设提出了更高的要求，需要借助先进的数字化技术手段，在落实各方主体责任、防控项目风险、监控施工质量等方面做出突出成绩。
数字化电网建设要找准坐标点，画好路线图。数字经济已成为全球产业变革的核心力量，要抓住数字技术突破的历史机遇期，加快推动数字化建设和转型。这要求电网公司梳理数字化转型建设的总体框架，紧密围绕数字电网、数字运营和数字生态三个核心目标，把数字技术应用于电网工程建设和电网安全运行、智慧能源建设等关键领域，使数字化建设全面覆盖工程建设、调度运行、安全管理等方面，尤其在基础设施建设方面要打牢基础，加快升级电网设备设施，优化通信网络、信息化基础设施，为数字化转型建设工作的顺利推进奠定坚实的基础。
二、电网工程数字化建设方案
基于三维全景的电网数字化平台分为六个层次，依次是基础设施层、数据管理层、数据访问层、应用服务层、应用层、用户层和信息安全防护层，在建设过程中，需要借助大数据、物联网、云计算、三维数字化等手段，实现电网工程设计成果的移交、存储、管理和三维展示，提供数据成果共享服务，便于实现电网工程建设的全生命周期管理。
1.关键技术分析
电网工程三维数字化平台拥有数据上传工具、地理空间数据、工程设计成果移交、成果共享服务等众多功能模块。数据上传工具提供线上数据提交和数据接收检查功能；移动进度管理模块具有工程移交清单、移交进度信息、移交项目管控、移交信息查询、移交问题查询等功能；地理数据管理具备地理数据审核、数据生产制作、数据共享管理、数据管理维护等功能；成果共享服务提供场景共享服务、地理数据共享服务、工程数据共享服务、工程场景定位服务、设备定位服务等功能；工程成果展示模块提供场景可视化展示、工程信息可视化展示、电力要素可视化展示、信息查询统计、电力要素检索等功能；等等。为了实现这些功能，需要借助三维地理信息系统等关键技术。
三维地理信息系统通过遥感数据获取技术，可以采集基础地理影像、数字高程模型等数据信息，并对采集数据进行纠正、校准等处理工作，构建空间数据金字塔，建立索引机制，对地理信息进行存储、管理和发布。
在丰富的地理信息数据支持下，录入变电站、绝缘子串、间隔棒等电力设备模型，将层级电网明细按照业务逻辑关系组织入库。如果存着不合理的数据，可以经检测提示后校验修改，再借助电力引擎驱动构建三维电网成果，并进行创建动态导线索引等优化处理。
动态导线创建采用多种算法和技术，包括四叉树动态索引和悬链线算法、贝塞尔曲线插值算法等。其中四叉树动态索引创建适用于导线、隧道、电缆等参数化模型，根据尺度范围瓦片分块，在三维场景利用实时窗口调动展示的方式，确保稳定性。
细节层次模型技术渲染对原始多面体建立面片模型，使用三角面数量恒定、材质合并等算法，借助几何数据块间共享等手段，在不影响视觉效果的前提下减少结构面和拓扑边数量，提高数据访问和渲染效率。
2.三维信息模型数据移交管理
电网工程三维数字化建设需要实现从设计到施工、运行期间的三维信息模型数据移交和管理，提供设计成果数据移交和数据审核、管理、共享、展示功能。三维数字化平台具备数据共享和服务接口，可以避免信息孤岛，实现数据的实时共享服务。
为了确保电网工程数据成果移交的可靠性，设计有移交规范，利用三维设计、三维建模、倾斜摄影等技术，对电网工程设计方案进行三维建模，严格按照移交规范做好审核工作，保证数据质量，确保通过审核后再进行数字化存储，正确构建数字化信息模型。
3.三维数字化建设的配套措施
电网工程三维数字化平台建设不仅要做好软硬件设备设施的研发工作，还要完善相关的管理机制。要科学制定并严格遵守三维设计与移交的标准规范，做好标准规范的宣贯培训，提高电网工程参建单位对相关标准规范的理解和执行能力，从而实现电网工程建设不同阶段、不同专业的三维数字化统一管理，对工程建设设计成果进行数字化存储和三维可视化共享，推进三维设计成果在电网工程建设全过程的应用，为基建施工等工作的顺利开展提供可靠的数据和技术支持。
因此，电网数字化建设需要完善的配套措施包括建立数字化统一标准和规范，制定三维数字化移交方案，对设计成果资料进行三维数字化表达，借助三维数字沙盘为设计检查、现场调查工作提供辅助服务，提高工程设计评审的准确性，为电网工程生产运营提供三维可视化的数据共享服务，从设计、施工、竣工全过程积累数据资源，为电网工程运检工作提供数据支持。
结语：
电网工程数字化建设是电力事业发展的必然趋势，应积极利用大数据、物联网、可视化等技术手段，搭建三维数字化平台，实现电网工程设计成果资料的三维数字化统一管理，促进业务集成，实现设计成果可视化展示和共享，为建设数字电网奠定坚实的基础。
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