中国储能网讯:为充分发挥数字技术在抽水蓄能电站建设中的引领支撑作用, 加强技术创新及示范推广工作, 为建设高质量低碳环保绿色精品抽水蓄能电站工程提供新动能。针对抽水蓄能电站勘察设计周期短、 进度快、涉及专业广、经济性比选要求高的特点,中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司通过自主研发,实现抽蓄电站设计工作在不同业务场景的数字融合。
基于企业服务器制作并发布了区域地质图、区域地质构造图、地震动峰值加速度图、第四纪活动断裂图、生态红线图、倾斜摄影等一体化的基础地图服务;通过基础信息平台基础数据库,实现了项目级数据多人协同采集、协同设计、同步备份、平台数据与BIM软件之间的联动、数据权限管理等服务。
基于Civil 3D的土方设计功能,研发了库坝一体化数字设计系统:
三维地质曲面拟合功能通过钻孔或者地质横剖面图,采用(IDW)反距离加权算法和(krigin)克里金插值算法快速完成地层模型的快速创建,为精确算量和设计打下基础。
在进行枢纽方案布置分析时,应用全库盆建模、面板坝建模、边坡开挖、多坝建模等功能模块,在快速完成方案模型创建的同时,可同时得到库容曲线、主要工程量等设计指标。
通过自研特征水位求解算法可在库容曲线、开挖累积曲线、填筑累积曲线等大量基础数据中,快速搜寻出可能的最优特征水位;
方案管理器功能,可方便实现对多组方案的创建、组合和分析比较。整个库坝一体化数字设计系统,解决了抽蓄在前期规划设计时方案布置开口多、试算工作量大、上下库方案动态关联、方案组合多、方案筛选寻优困难等一系列通难点。
抽水蓄能电站涉及水力、结构、岩土等计算,但是缺少标准化、专业化工具。项目自主开发了涵盖水力过渡仿真、岔管结构分析、埋地钢管结构计算、面板坝级配反滤验算、水泵水轮机选型、施工进度设计等抽蓄电站设计过程中必须的系列计算分析工具。同时依托抽蓄设计,开发了昆明院统一计算分析平台,实现计算分析资源的统一维护,形成了平台化、标准化、专业化的公共知识资源。
通过关键参数表单化、表单平台化,在集成BIM+GIS引擎的数字化设计协同平台进行基于抽蓄电站引水发电系统空间拓扑设计协同设计和关键参数汇集,实现空间拓扑设计底层逻辑的数字化和关键参数的结构化。设计人员可以通过各自专业分工,引用平台中参数表单,调用客户端,解析空间拓扑设计表单,实现低参数输入的交互式数字化设计。
通过知识图谱技术辅助设计,只需要4个原生参数即可智能生成地下厂房全厂空间拓扑布置方案和异形构件几何拓扑布置方案。
基于BIM软件进行功能开发,嵌入设计算法单元并将空间拓扑数据和几何拓扑数据翻译为BIM模型。模型生成过程完全由程序自动进行,避免了由个体差异带来的数据差异。同步完成模型属性批量写入和模型编码自动生成。平台可自动提取模型结构信息,自动生成对应钢筋图和钢筋量表。
在设计模型向施工阶段转化时,只需对空间拓扑数据和几何拓扑数据按施工单元进行插值,即可生成施工阶段空间与几何数据。
在复杂结构快速标准化建模的基础上,研发了体型参数或BIM模型至CAE模型高效转换接口,将连续、复杂、非规则的几何模型转换为离散、规则的数值模型,实现岔管等复杂结构参数化体型、参数化边界向有限元计算模型的便捷转换。
成果应用于富民等13个抽蓄电站的设计工作,提高了设计效率和质量,客户端软件日均使用次数超千次,平台日均访问人数超300人,累计授权安装400余套,累计协同文件数目超过两万个。实现了抽蓄电站基础信息采集、枢纽布置、结构设计、计算分析、协同设计等不同业务场景的数字化融合。
成果应用于富民等13个抽蓄电站的设计工作,提高设了计效率和质量,客户端软件日均使用次数超千次,平台日均访问人数超300人,累计授权安装400余套,累计协同文件数目超过两万个。