0 引言

变电工程三维数字化设计不仅要求设计介质从二维图纸向模型和数据转变，也对多专业协同设计提出了更高的要求。与传统基于纸质介质的人工提资配合不同，数字化协同设计通过搭建统一的协同设计环境，实现项目文件的集中存放和数据共享；通过角色定义和权限划分，保证项目数据的安全性和可操作性；通过定制统一的数据格式和交互标准，实现工程数据的标准化和规范化；通过频繁而精准的数据传递，提高专业间协同设计效率，实现资源配置的进一步优化^[1-6]。

为实现变电数字化协同设计管理，本文从组织机构建设、数字化协同设计管理体系建设，以及协同设计管理平台搭建三方面着手，提出变电数字化协同设计管理及提升方法。

1管理组织机构建设

为保障变电工程数字化协同设计质量，对院内组织机构进行了调整和优化，形成了由数字化分管院长、数字化分管总工、电网数字化部主任、数字化设计支撑工程师构成的四级数字化协同设计管理组织机构。变电数字化协同设计管理工作由数字化分管院长总管；数字化分管总工负责总体规划、技术方案的制定；电网数字化部主任全面负责三维设计工作的日常管理；数字化设计支撑工程师负责变电协同设计平台维护、数据维护，并为各专业设计人员提供全面的数字化协同设计技术支持。

2管理体系建设

基于对变电工程数字化协同设计项目管理、人员管理、模型管理、数据库管理、协同交互内容管理等方面的研究，公司编制了变电数字化协同设计管理体系文件，对协同设计管理中的相关对象进行了固化。

2.1项目管理

为使变电项目层次清晰，内容明确，需要制定合理的项目分解结构。结合变电工程数字化协同设计情况，项目分解结构按设计过程主要划分为设计策划、外部接口、设计输入、设计实施、综合评审、综合质量检查、设计验证、数字化移交、设计总结、设计回访及设计报优等部分。在ProjectWise平台搭建变电工程项目分解结构如下图所示。

图1 ProjectWise变电工程项目分解结构

2.2人员管理

变电工程数字化协同设计过程中，既要通过项目的统一管理，实现项目文件的共享；又需要通过对项目人员的权限管理，实现对项目文件的访问控制，确保项目文件的安全性。根据不同角色人员在工程中的职能和作用，对各类人员在项目分解结构中的文件操作权限进行了梳理，实现协同设计过程中的人员管理。变电工程各类人员操作权限示例如图2所示。人员权限在ProjectWise平台的定义示例如图3所示。

 图2 变电工程各类人员操作权限示例

图3 ProjectWise平台人员权限定义示例

2.3模型管理

变电数字化协同设计基于三维模型开展变电各专业协同设计。通过建立各专业三维布置模型，完成碰撞检查和安全净距校验，由三维布置模型剖切生成工程图纸并提取设备材料清册。因此，设备设施三维模型几何细度需要满足碰撞检查和安全净距校验要求，并达到工程出图深度；属性细度需要满足设备材料清册抽取及数字化移交要求。公司对变电工程中各类设备设施的几何细度和属性细度进行了梳理和规范，形成了完备的变电模型管理方案。模型几何细度表和属性细度表示例如表1和表2所示。

表1 罐式断路器模型几何细度表示例

表2 罐式断路器属性信息细度表示例 

变电数字化协同设计中用到的数据库主要包括元件符号库、电气模型库、电缆规范库、建筑门窗库、管道库等模型数据库，工程种子文件数据库，以及图纸及报表模板库等。对于不同专业不同类型的数据库，需要制定统一管理规定，实现项目的标准化和规范化，提升协同设计质量。对于模型数据库需要规定模型存放的位置和共享使用方法，对种子文件需要规定比例、单位、图层等，图纸及报表模板文件需要规定图纸及模板的表现形式和内容深度。Substation软件中电气模型库示例如图4所示。2.4数据库管理

图4 Substation电气模型库示例

2.5协同交互内容管理

在变电数字化协同设计过程中，各专业间的数据交互内容由传统二维图纸资料转变为三维模型和数据，交互方式由人工提资配合转变为基于数字化协同设计平台的并行协同设计，数据交互的内容和方式都与传统提资交互大相径庭。按照各专业投入变电数字化设计工作的先后关系，重新梳理专业接口，明确各设计阶段专业间交互数据的内容和方式，实现了数字化协同设计模式下专业间的数据交互管理。

3管理平台建设

为深化贯彻变电数字化协同设计管理体系，推进管理体系在工程中的实际应用，公司基于ProjectWise平台打造了变电数字化协同设计管理平台。平台涵盖了项目管理、人员管理、数据库管理、数据交互管理等功能，集成了各专业数字化设计软件，能实现模型数据的统一存放和在线编辑，实现专业间的文件共享和数据交互。

变电数字化协同设计管理平台还具有与公司其它管理系统接口功能，可实现工程数据的双向传输。通过提取平台数据，还可实现变电工程数字化设计成果向业主单位的移交。变电数字化协同设计管理平台架构如图5所示。

图5 基于ProjectWise的变电数字化协同设计管理平台架构图

4实施效果

通过组织机构优化、管理体系建设和数字化协同设计平台打造，公司建立了适应新时代数字化协同设计管理的新模式，设计质量水平大幅提升。两年以来，成果已在四川、重庆、河北、内蒙古、青海、甘肃等多个省市的20余项变电工程中成功应用^[7-10]，顺利实现变电工程数字化协同设计及移交，设计成果获业主高度评价，数字化移交成功率100%。

变电工程数字化协同设计管理体系的创新和应用，为电力行业数字化协同设计管理提供了一套可借鉴推广的行业模板，有效提升了电力行业设计质量和设计效率，具有显著的行业技术引领和先进带动效益。

5总结

为实现变电数字化协同设计管理，本文从以下几个方面阐述了提升协同设计质量的管理理念和实施方法：

（1）调整优化院内组织机构，形成适合变电数字化协同设计管理的四级数字化组织机构。

（2）从项目管理、人员管理、模型管理、数据库管理、数据交互管理等方面提出适合变电数字化协同设计的新型管理模式和方法，编写管理体系文件，完成变电数字化协同设计管理体系建设。

（3）打造新型变电数字化协同设计平台，将管理体系固化在数字化平台中，便于工程的实际应用和推广。

变电数字化协同设计管理成果已在四川、重庆、河北、内蒙古、青海、甘肃等多个省市的20余项变电工程中成功应用，有效提升了协同设计质量，为电力行业协同设计管理提供了一套可借鉴推广的行业模板。

参考文献：

[1]苑博，岳毛毛等.基于三维设计的变电工程质量控制方法研究[J].电力勘测设计，2020，（S2）:13-18

[2]王钰铭，李晓亮等.三维设计质量控制体系构建与研究[J].化工设计通讯，2016（01）:64-65

[3]叶建峰，药圣琦. 变电站三维设计电气软件与土建软件数据互通解决方案[J].电力勘测设计，2021,157（8）:81-84

[4]曹欣，冯璀等. 数据转换程序在变电站三维协同设计中的应用[J].山西建筑，2021,45（4）:194-195

[5]王勇.三维设计和协同设计平台在核电设计院的应用,[J].核动力工程,2010,31(3):96-101

[6]何珊,陈寿标,潘颖.三维设计平台与设计流程管理平台集成技术研究[J].电力勘测设计,2013,74(6):73-76

[7]宋佩珂,李越茂等. 基于ProjectWise的±1100kV古泉换流站直流场数字化协同设计 [J].电力勘测设计,2018,111(5):66-70

[8]宋佩珂，李越茂. 新松±800kV换流站二次系统数字化设计[J].电力勘测设计,2020,145(10):8-12

[9]苏林.福州1000kV变电站数字化设计应用探析[J].中国勘察设计，2017（01）：88-90

[10]于俊岭，姚枫等. 昭通±500kV换流站数字化设计初探[J].电力勘测设计，2014,82(6):66-71

作者简介 ：宋佩珂（1984-），女，研究生学历，高级工程师，主要从事变电工程三维设计研究。