曹權林，羅慶兵，白彪，姚莉

(云南電網(wǎng)有限責任公司普洱供電局，云南 普洱 665000)

0 前言

變電站的建設過程中會產(chǎn)生大量的圖紙、文檔等數(shù)據(jù)。各類數(shù)據(jù)在工程設計、采購和施工等各個階段起著不可替代的作用。采用三維可視化數(shù)字移交技術建設變電站信息集成平臺，可以將設計階段的二維圖紙、三維模型、智能流程圖等文檔數(shù)據(jù)資料、建造階段的施工文件、設備文檔等靜態(tài)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)運行階段的MIS 系統(tǒng)、GIS 系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)等各類信息系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)據(jù)有機整合，節(jié)約變電站資料管理過程的投入，提高數(shù)據(jù)管理的規(guī)范性、準確性和一致性，提供變電站運行維護的效率。

1 變電站三維可視化數(shù)字移交技術

變電站三維可視化數(shù)字移交技術是一個以1:1 建模的三維變電站為基礎搭建的信息集成管理平臺。它是一個龐大的數(shù)據(jù)展示、查詢和管理平臺。它以三維模型為數(shù)據(jù)載體，把變電站繁復龐雜的設備、工程設計文檔等靜態(tài)數(shù)據(jù)，連同生產(chǎn)MIS、GIS 等相關信息化系統(tǒng)提供的動態(tài)數(shù)據(jù)，按照三維空間有機地整合。在數(shù)字化虛擬變電站環(huán)境中，工程數(shù)據(jù)和生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)的能夠以三維可視化化的方式查詢，并實現(xiàn)各種模擬推演、模擬培訓、輔助維修技改等高級應用。以三維數(shù)字技術為基礎，以數(shù)據(jù)庫為中心、以網(wǎng)絡為支撐、以項目管理為主線，集電網(wǎng)的規(guī)劃設計、建造和運維管理為一體的綜合信息集成系統(tǒng)，并結合新的生產(chǎn)方式對管理模式和業(yè)務流程進行了優(yōu)化或重組。

某變電站采用的WIZPLANT 平臺是三維數(shù)字化信息管理平臺。該平臺以三維對象化信息技術為基礎，集成來自工程全生命周期不同來源的數(shù)據(jù)。

2 關鍵技術

1)以工程對象為核心，以三維模型為載體實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合

變電站三維可視化數(shù)字移交技術的核心在于以工程對象的三維模型為載體，實現(xiàn)了靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)的整合，解決信息孤島問題，達到各類型數(shù)據(jù)在同一平臺實現(xiàn)集成應用的目的。

以隔離開關為例，點擊平臺上的某個隔離開關三維模型，就能查詢到這個隔離開關從采購、安裝、維修的全生命周期內的相關信息。

圖1 三維模型為核心的可視化信息資產(chǎn)管理

2)利用二、三維對應關系校驗數(shù)據(jù)移交的準確性

變電站三維可視化數(shù)字移交技術的三維模型構建基于主流的PDMS 的設計軟件。利用PDMS設計的變電站布置模型，能夠與設計移交過程的各類圖紙文檔進行數(shù)據(jù)關聯(lián)。

以上圖的隔離開關為例，平臺將隔離開關的三維模型和設計圖紙進行“活化”關聯(lián)后，點擊二維設計圖紙的隔離開關設備編碼，系統(tǒng)自動關聯(lián)到該隔離開關所在的三維模型具體位置，并可查看該設備的其他關聯(lián)數(shù)據(jù)信息。如果該設備存在缺陷，則可以在三維模型中進行標識。如果三維模型沒有關聯(lián)信息，可能存在變電站移交過程中資料交付不充分。

3)先進的技術框架搭建大數(shù)據(jù)的管理平臺

通過領先的以對象為中心的信息管理技術，以及基于可擴展的、標準化的技術框架，為各類應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)提供一個中性的大數(shù)據(jù)管理平臺，打破數(shù)據(jù)孤島，形成了工程數(shù)據(jù)中心和運維數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)有效集成。

平臺將外部的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)通過導入以及集成的方式接入到系統(tǒng)中。

* 靜態(tài)數(shù)據(jù)包括:二三模型、掃描數(shù)據(jù)、地理信息、圖紙文件、機械三維等。

* 動態(tài)數(shù)據(jù)包括:實時監(jiān)控、ERP、MIS、人員定位、EAM、OA 等

在導入與連接過程中，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行智能分析，提取出圖紙文檔中的工程對象，并與圖紙文檔相關聯(lián)，把非結構的數(shù)據(jù)及信息結構化。通過數(shù)據(jù)結構化的處理，可以實現(xiàn)對平臺數(shù)據(jù)的快速檢索利用。

3 平臺的實現(xiàn)功能

WIZPLANT 平臺采用先進架構開發(fā)，在瀏覽器中使用。平臺主要的功能包括:

三維模型管理:能處理常見三維布置軟件產(chǎn)生的模型，對模型進行瀏覽和管理。

變電站三維展示:在地里信息圖上畫出普洱供電局輸電網(wǎng)架結構，從網(wǎng)架結構直接進入變電站三維展示模式，顯示建成后的變電站設備三維模型。

二三維數(shù)據(jù)導入校驗:對三維模型、二維圖紙、相關屬性、材料信息、設備參數(shù)、供應商數(shù)據(jù)等進行批量導入。

工程數(shù)據(jù)管理:對工程信息進行分類，對各類文件進行管理。

工程信息瀏覽:在瀏覽器中，實現(xiàn)在辦公文檔、二維圖紙、三維模型行直接瀏覽、批注，實現(xiàn)圖紙與數(shù)據(jù)的關聯(lián)關系及二三維同步瀏覽的功能。

工程信息檢索:具有較強的數(shù)據(jù)檢索能力，提供多種查詢方法。

信息綜合檢索:提供變電站信息瀏覽工具，可對多種格式的圖紙、文檔進行直接瀏覽并批注;實現(xiàn)圖紙與數(shù)據(jù)的關聯(lián)關系及二三維同步瀏覽的功能;提供多種查詢方法，如依據(jù)設備編碼規(guī)則，采用通配符模糊查找;使用詳細的查詢對話框，選擇輸入多種屬性作為查詢條件，進行組合精確查詢。

此外，平臺還提供報表管理、工作流管理、權限管理等基礎功能。

4 項目應用

三維可視化數(shù)字移交系統(tǒng)的實施，主要分為四個過程:信息編碼標準化、三維模型建設、數(shù)據(jù)發(fā)布、應用系統(tǒng)集成。

4.1 三維模型信息編碼標準化

根據(jù)電網(wǎng)MIS 生產(chǎn)管理系統(tǒng)現(xiàn)有編碼體系，構建完善的110 kV 洗馬河變電站三維模型編碼的標準化，以現(xiàn)有的編碼標準為中心，實現(xiàn)編碼變電站信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。

為三維信息化模型中的每一類對象、每一類設備、設施及管線構建對象模板以及配套的屬性集合，對數(shù)字化變電站中涉及的主要設施的工數(shù)據(jù)集的定義，以便滿足數(shù)字化運維的快速檢索和各類應用的需要。

4.2 建立三維信息化模型

1)變電站三維基礎模型構建:通過主流三維設計軟件PDMS，根據(jù)變電站現(xiàn)場提供的施工圖紙，完成110 kV 洗馬河變電站三維信息化模型。三維數(shù)字化模型設計實現(xiàn)了工程設備設施的數(shù)字化、精細化、可視化，從而使設計數(shù)據(jù)能夠通過數(shù)據(jù)管理平臺實現(xiàn)工程信息集成。

2)主變壓器三維精細化設備模型構建:根據(jù)實際現(xiàn)場提供的主變壓器外形圖、部件圖及零件圖構建精細的三維設備模型，包含設備外形、內部結構、能動部件、層次結構，包括集合外形、材質、設備部件編碼等信息;

通過真實的三維主變壓器模型，模擬現(xiàn)場工藝原理，用更直觀的方式展現(xiàn)于用戶，讓用戶多方位、多角度更深入理解現(xiàn)場工藝原理，實現(xiàn)設備模擬安裝、設備拆解、虛擬培訓可視化管理等應用。減少了現(xiàn)場實際培訓操作人員的帶來成本，通過真實的三維模擬為現(xiàn)場檢修帶來了便利。

3)數(shù)據(jù)發(fā)布:根據(jù)設計階段以及基建階段的全部工程文檔資料，整理項目過程階段的全部圖紙、數(shù)據(jù)、文檔、資料;并進行數(shù)據(jù)比對、分析驗證，實現(xiàn)數(shù)據(jù)平臺錄入及關聯(lián)檢索;包含施工圖紙與二三維信息化模型的校對，統(tǒng)一發(fā)布至WIZPLANT 數(shù)據(jù)管理平臺中，并與三維信息化模型進行關聯(lián)，形成變電站靜態(tài)數(shù)據(jù)的整合和封裝;實現(xiàn)變電站靜態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)字化交付。

4)MIS 及GIS 系統(tǒng)集成:平臺以項目編碼標準為中心，通過數(shù)據(jù)接口完成現(xiàn)有業(yè)務系統(tǒng)MIS生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成，以三維信息化模型為導航關聯(lián)MIS 系統(tǒng)，通過三維直觀方式點擊設備導航并查詢到MIS 系統(tǒng)中設備臺帳、設備參數(shù)、站內工作票、檢修記錄、設備缺陷等信息。使業(yè)務相關人員能夠更快速便捷的查詢相關數(shù)據(jù)。

現(xiàn)有的GIS 地理信息系統(tǒng)的集成，能夠在地理信息系統(tǒng)中，通過坐標，名稱等方式導航互動，在對應坐標處點擊可以直接鏈接到三維信息化變電站模型，使得操作人員在使用GIS 系統(tǒng)時，能夠同時獲取變電站相關資料，真正實現(xiàn)了GIS 地理信息系統(tǒng)的三維信息化。

5 結束語

變電站三維可視化數(shù)字移交管理平臺是一個龐大的綜合性數(shù)據(jù)管理、展示、查詢平臺?；厮莸秸麄€工程的生命周期，工程設計、工程采購、工程施工，每個階段產(chǎn)生的工程數(shù)據(jù)是工程的數(shù)字化的真正源頭，是最終反映工程客觀存在的實際數(shù)據(jù)。變電站三維可視化數(shù)字移交管理平臺的建設，從數(shù)據(jù)源頭上把控變電站移交的數(shù)據(jù)準確性，為實現(xiàn)電網(wǎng)工程標準化、規(guī)范化、精細化管理打下基石。