数字孪生助推能源项目设计效率提升

随着水利水电工程建设逐步走向高寒、高海拔、高地震烈度区，施工效能降低、人力耗损增加，数字化、信息化、智能化是实现工程优质高效安全建设的必然选择。

“随着水利水电工程建设逐步走向高寒、高海拔、高地震烈度区，施工效能降低、人力耗损增加，数字化、信息化、智能化是实现工程优质高效安全建设的必然选择。”日前，中国工程院院士张宗亮在建筑信息模型（BIM）应用专题论坛上作出上述表述。

工程建设是能源电力产业发展的重要抓手。数字化转型大背景下，火电、水电、风电、太阳能发电、输变电、变电站工程等对数字化、智能化需求越发高涨。如何将数字技术运用于能源电力工程建设，促进项目工程提质增效是整个行业思考的重要课题。

(资料图片仅供参考)

设计管理技术迭代换新

国网经研院总工程师齐立忠指出，项目工程是三维的，但此前由于技术限制，工程设计阶段使用三视图方式，用二维表达三维信息。随着数字技术升级迭代，产业迎来快速发展期，BIM技术开始应用于能源电力工程建设。

江行智能技术总监张聪告诉记者：“简单来说，BIM是一种数字化建筑设计和管理方法，能够将建筑物各个方面整合到一个三维模型中，并允许多家项目参与方在同一个平台上协作。”

“双碳”目标下，改善生态环境就是发展生产力。业内人士认为，BIM技术的运用将减少人力耗损、环节重叠等，是能源工程设计过程降碳的关键。

中望软件KA（核心业务或重点客户）事业部总经理沈言会表示，未来，项目工程降碳工作将步入市场化发展阶段。随着可再生能源成为全球认可的重要解决方案，抽水蓄能、海上风电等项目工程潜在开发空间将被持续挖掘，建设难度将提高。能源电力工程建设对BIM技术的需求将大大提升，并成为降本增效、提高上下游产业链协同效率的主要途径。

在中国能建西南院数智研发部副主任蒋贵丰看来，BIM技术应用于能源电力行业，将充分发挥各个专业、不同领域之间技术数据融合优势，借此打造以新型电力系统为基础的数智电力是时代所需。“电力转型趋势下，BIM技术深化应用正当时。”

应用场景不断丰富

新技术催生新市场。在工程建设设计过程中应用BIM技术，成为越来越多企业发展目标，示范项目纷纷落地，应用场景也呈现多元化发展趋势。

作为国内首个采用工程总承包模式的百万千瓦级以上大型水电站工程，杨房沟水电站就运用了BIM技术。据国投集团雅砻江公司杨房沟建设管理局局长曾新华介绍，通过应用BIM技术，解决了拱坝、云水、施工、厂房、建筑等多专业的枢纽三维设计问题，实现了枢纽建筑物总体布局，并辅助进行了拱坝体形的优化设计，提高了水电站厂房设计效率和应用效率。

应用BIM技术不仅将促进能源电力项目工程前期工作效率提升，还将对全生命周期产生积极影响。

“BIM技术在电力能源系统中的应用主要表现在建立数字化模型、模拟仿真分析、协同设计和施工管理，以及运营和维护管理四个方面。”张聪以变电站智慧巡视项目为例说，“使用BIM技术构建数字孪生变电站系统可以实现真实变电站的数字化仿真和监控，提高变电站效率和可靠性。BIM模型中包含变电站各个方面的详细信息，如设备参数、布局、管线、电缆等，可以作为数字孪生系统的基础数据。数字孪生系统可以实时监测变电站运行状态，预测潜在问题和故障，并提供优化建议。通过数字孪生系统，工程师和操作人员可以更好理解变电站运行和维护需求，提高决策准确性和效率，减少成本和时间延误。”

提升数据兼容性和一致性

在业内人士看来，数据是BIM技术的核心。只有处理好数据，才能发挥数字技术的最大效用。为此，欧特克软件公司大中华区工程建设行业技术总监谌冰提出，打破数据孤岛是BIM领域相关企业的追求目标之一。以抽水蓄能电站为例，其建设周期非常长，从选点规划、可行性研究到设计、施工、验收，再到投产、运维，时间线长达十几年，期间涉及地形、地址、坝工、机电、厂房、清洁等数十个专业。这就要求数据在长周期、多专业间实现有效流转。

张聪透露，在能源电力项目工程中应用BIM技术，存在数据来源和质量问题。BIM技术需要大量数据支持，但有些数据可能难以获取或不准确。不同数据源之间的兼容性和一致性也会影响BIM模型的质量和可靠性。另外，由于BIM模型中包含各类复杂信息，需要不同团队和人员进行协作和交互，在信息共享、工作流程等方面需要协调。

为克服上述问题，张聪建议，加强数据管理标准化建设，确保BIM模型中数据准确、可靠且兼容。优化交互和协作平台，如采用具备数字孪生技术的一体化平台、协同设计工具等，增加不同团队和人员之间协作和交流互动，提高员工技能和知识水平，包括BIM技术应用和团队协作等方面的培训和教育。“这些将有助于推动BIM技术在能源电力项目中的应用，促进行业标准化和规范化，降低实施成本和提高效率。”

文 | 本报记者 董梓童