Bentley應(yīng)用程序助力創(chuàng)建數(shù)字孿生模型，提高效率，并降低項(xiàng)目成本
用風(fēng)能代替煤炭
為提高山東省的電力供應(yīng)，山東能源集團(tuán)啟動(dòng)了渤中海上風(fēng)電A場(chǎng)址的開(kāi)發(fā)。目前，該風(fēng)電場(chǎng)的60臺(tái)風(fēng)電機(jī)組總裝機(jī)容量為50萬(wàn)千瓦，單機(jī)容量為8.35兆瓦。開(kāi)發(fā)項(xiàng)目還包括一座陸上集控中心和一座220千伏的海上升壓站。項(xiàng)目設(shè)計(jì)單位中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司（簡(jiǎn)稱“中南院”）新能源工程設(shè)計(jì)院數(shù)字工程所所長(zhǎng)糜文杰表示：“該項(xiàng)目是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)單體規(guī)模最大、一次性建成的智慧化、數(shù)字化風(fēng)場(chǎng)。”
渤中海上風(fēng)電A場(chǎng)址是山東省首個(gè)平價(jià)海上風(fēng)電項(xiàng)目，也是中國(guó)海上風(fēng)電進(jìn)入平價(jià)時(shí)代第一個(gè)取得核準(zhǔn)的項(xiàng)目。項(xiàng)目于2022年年底投入運(yùn)行，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤51.9萬(wàn)噸，減排二氧化碳約126萬(wàn)噸。然而，它的開(kāi)發(fā)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
前所未有的開(kāi)發(fā)速度
該風(fēng)電場(chǎng)于2022年2月取得核準(zhǔn)，需要在同年年底并網(wǎng)。糜文杰表示：“平價(jià)上網(wǎng)對(duì)經(jīng)濟(jì)性有影響，需要優(yōu)化海纜路由、優(yōu)化海上升壓站（優(yōu)化設(shè)備布置，以便降低平臺(tái)尺寸及重量）等設(shè)計(jì)方案來(lái)降低成本。”
場(chǎng)區(qū)水文、地質(zhì)條件復(fù)雜，對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工影響較大，進(jìn)一步增加了項(xiàng)目難度。同時(shí)項(xiàng)目方還需要優(yōu)化單樁基礎(chǔ)工程量以便降低成本，并且需要協(xié)調(diào)多個(gè)利益相關(guān)方。設(shè)計(jì)人員需要采用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)和方法，快速地完成該項(xiàng)目。
利用數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)更好的規(guī)劃和可視化
中南院利用Bentley應(yīng)用程序創(chuàng)建數(shù)字孿生模型，幫助團(tuán)隊(duì)克服所面臨的諸多問(wèn)題。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首先使用ProjectWise創(chuàng)建互連數(shù)據(jù)環(huán)境，建立嚴(yán)格的版本控制并確保所有合作方和利益相關(guān)方都能訪問(wèn)所需信息。然后，他們使用MicroStation和Bentley Open系列應(yīng)用程序?qū)λ许?xiàng)目元素進(jìn)行建模，包括集控中心、升壓站、管道布局和復(fù)雜的沙盤(pán)，創(chuàng)建項(xiàng)目的數(shù)字孿生模型。
中南院不僅使用Bentley應(yīng)用程序的現(xiàn)有功能，而且自研解決方案作為補(bǔ)充。借用Bentley應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)了很多自研輔助設(shè)計(jì)工具，比如基于智能算法研發(fā)的海纜集電線路優(yōu)化軟件，是在Bentley MicroStation的基礎(chǔ)上進(jìn)行的二次開(kāi)發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)集電線路拓?fù)浞桨傅闹悄芑瘶?gòu)造。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以智能化方式優(yōu)化了項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，自動(dòng)生成了集電線路，其數(shù)字孿生模型還可以模擬天氣海浪、沉樁、電力潮流等。
提高效率，加快開(kāi)發(fā)
中南院通過(guò)三維設(shè)計(jì)提升了項(xiàng)目設(shè)計(jì)，將效率提高30%，施工工期縮短20%。通過(guò)采用SACS和PLAXIS進(jìn)行計(jì)算，優(yōu)化了單樁基礎(chǔ)工程量，減少材料用量8557噸，大幅降低開(kāi)發(fā)成本。團(tuán)隊(duì)在MicroStation的基礎(chǔ)上，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步降低了成本，該項(xiàng)目在首批核準(zhǔn)的平價(jià)海上風(fēng)電中單位千瓦造價(jià)最低。
通過(guò)改進(jìn)協(xié)作和效率，項(xiàng)目于4月開(kāi)工建設(shè)，6月首臺(tái)風(fēng)機(jī)吊裝，12月實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)，創(chuàng)造了當(dāng)年規(guī)劃、當(dāng)年核準(zhǔn)、當(dāng)年開(kāi)工、當(dāng)年并網(wǎng)、當(dāng)年達(dá)效的記錄。該項(xiàng)目借助智能施工管控系統(tǒng)，協(xié)同業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方、施工方等參建各方實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈驅(qū)動(dòng)下的建造可視化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化。數(shù)字孿生技術(shù)現(xiàn)在用于全生命周期的資產(chǎn)管理和維護(hù)。
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