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基于“电等发展”的项目前期智慧管理 创新与实践

发布者: 发布时间:2023-11-10

/衢州光明电力设计有限公司    胡礼军  耿艳等 

一、实施背景

(一)项目前期智慧管理是强化数字牵引,电力赋能共同富裕示范区的加速引擎

近年来,浙江省深入推进数字中国战略部署,加快夯实数字化发展基础,打造数字变革高地。为充分发挥浙江数字化改革先行优势,2022年7月,国网浙江电力提出“数字化牵引新型电力系统”,推动能源电力技术和数字技术的融合,打造“自感知、自学习、自适应、自组织”的数智新型电力系统。项目前期智慧管理,是从源端推动数字化牵引新型电力系统落地的过程,充分运用大数据资源的优势,采用相应高技术手段和方法,在电网建设前期将业务流、数据流与现代计算机技术融合发展,形成前期工作智慧“单元脑”和管理中枢,为浙江高质量发展建设共同富裕示范区提供强劲引擎。

(二)项目前期智慧管理是破除协同难题,持续优化地方营商环境的关键一招

近年来,衢州市加快建设内陆开放型经济发展新高地。2022年,衢州全市全社会最高用电负荷达358.62万千瓦,同比增长4.9%,工业全年用电量增长6.31亿千瓦时,同比增长3.93%,位列浙江省第2位。负荷及供电压力持续增大,跨区域输电建设项目逐年增多,生态环境发展要求日益提高,使电网项目前期管理呈现三大特点。一是专业知识壁垒高,多部门间沟通效率低,导致项目方案流转“难沟通”“难协同”。二是电力项目前期工作时间周期长,传统自有数据老旧,导致工作方案“难制定”“难更新”。三是电力项目前期工作考虑因素片面,设计缺乏要素全覆盖,造成规划结果“难闭环”“难合理”。

项目前期智慧管理是传统劳动密集型项目前期管理向海量资源被唤醒、质量效率双提升、监督控制全方位的管理升级,具有高互动、高精度、高便捷、高效能、高溯源五项能力,能够破除协同难题,优化地方营商环境。

(三)项目前期智慧管理是落实中央部署,推进中国式现代化电力实践的基层探索

2022年中央经济工作会议强调,要扎实推进中国式现代化。中国式现代化的深入推进也对能源电力提出了更高要求。国家电网充分发挥投资拉动作用,十四五年均投资规模将维持在5000亿元以上。这对于电力企业来说是非常好的发展机会,但机遇往往与挑战并存。一是电网项目前期进度滞后于经济发展速度。二是国家法律法规对电网项目核准的要求日趋严格。三是变电站用地及线路走廊资源日益稀少。

基于此,设计公司提出项目前期智慧管理,以数字化技术驱动项目前期工作提质增效,推进中国式现代化电力实践。

二、内涵和主要做法

针对电网项目前期管理中业务“六难”问题,设计公司以数字化手段牵引电网发展为基本思路,构建并实施了“一库一平台三应用”的项目前期智慧管理体系,自外而内提升前期项目管理的前瞻性和适应性,从内而外提高前期项目管理的时效性与精准性,实现政府、电网与用户的顺利协同。

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图1 基于“电等发展”的项目前期智慧管理系统内涵图

(一)构建全景数据智库,唤醒海量数据资源

以数字化改革为牵引,聚焦政府、企业、用户三端需求,采用数字化手段,充分利用浙江省开放数据,构建项目前期全景数据库,唤醒海量数据资源,为电网高效推进提供全面数据支撑。

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图2 电力工程选线多源时空图数据库构建

(二)研发电等发展平台,实现数据交互修正

1.依托数字孪生技术,提供精准可靠物理模型

集成GIS数据、遥感数据、实测数据等,建立具有高保真、高可靠、高精度等特征的电力系统孪生数字模型。基于知识图谱技术,梳理电力相关规范文件的概念体系,并整合空间信息数据,实现数据库的智能优选。图4给出了基于知识图谱的电力工程设计的数字底座架构图。该数字底座系统的构建过程包括本体构建、知识获取、知识存储、语义搜索四个主要环节。

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图3 基于知识图谱的电力系统数字底座架构图

2.依托辅助决策技术,求解输电线路最优路径

对遥感数据进行智能解译、整理、分析,结合输电线路相关选线规程对高压线与房屋距离测量、通道安全管控等各个方面提供精确优化,提供区域边界预警提示,实现红线避让区域自动预警提示和错误选线自动告警功能。建立输电线路路径最小开销模型,采用Dijkstra算法、Floyd算法、蚁群算法等自动求解线路最优路径,实现选址选线三维数字化辅助决策。  

图4 平台辅助决策

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图5 线路最优路径

3.依托虚实交互技术,形成距离检测空间图景

有机融合辅助决策生成的线址方案和无人机航拍影像,调用BIM通用模型,形成基于实景的虚拟三维设计成果,自动进行线路间距的自动量测、分析,形成实时或不同工况下距离检测数据立体空间图。

图6 平台虚实交互技术

4.依托虚幻引擎技术,支撑电网设施可靠运行

使用改进的UNet模型采集高分辨率遥感影像、数字高程模型DEM、路网、建筑等地理信息和电力系统相关数据。对采集的数据进行处理和分析,在ArcGIS等软件中提取关键信息,依照GIM的建模规范,采用GIS算法进行地表及电力设施的三维建模,包括地形、地表状态及电力相关的电线杆、电缆、变电站等设施,支持基本的量测功能。

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图7 数据采集过程

 (三)深化三大场景应用,推进数据动态更新

1.赋能政府规划应用场景,数据驱动规划协同

通过调整区域用电结构、优化供电方式、促进能源互联等方式,推动电网规划与政府规划协同发展,聚焦工业集群发展地——东港工业园区,绘制产业兴市大蓝图。基于电等发展数字化运用平台,结合地方控规和发展规划,与智造新城管委会形成了东港片区电力设施统筹规划方案。电源点方面,结合“十四五”电网规划,在负荷中心区域超前谋划建设220千伏芳桂变,新增14个110千伏间隔,36个10千伏间隔,为产业集群发展提供可靠、充足的电源支撑。电力廊道方面,推动政府资规部门将电力廊道纳入片区规划,实现电力规划与产业布局深度契合。

2.赋能绿能建设应用场景,引导光伏科学落地

立足衢州电网实际和地域特色,探索引导光伏科学落地的数智解决方案。一是开发了“光伏优先布局导航图”。基于电等发展数字化运用平台,形成可根据边界条件变化而自动调整的消纳能力模型,并计算生成4个级别的光伏可接区域,并对应以4色表示。经保密处理后,推送至政府数字化平台,政府部门和光伏投资方可以查看,为与政府协同推进光伏有序发展、光伏资源挖潜的合作机制夯实了技术基础。二是编制了光伏优先接入专题建议书。针对光伏优先布局导航图中建议接入部分,重点筛选光伏资源禀赋优异、不同运行场景间歇性新能源消纳能力优良的“双优”区域,结合平台边界约束算法,形成十个集中式光伏升压站推荐选址位置,并将优选站址向全社会公布并定期滚动更新,打通光伏项目从前期规划到后期送出的全过程链路。

图8 光伏优先布局导航图(下),光伏导航与永农、生态红线等多规融合(上)

图9 建筑屋顶可配置装机容量分布图、可配置光伏首年发电量分布图

3.赋能用户工程应用场景,构筑电企和谐基础

深化电等发展数字化运用平台,实现数据帮咱跑,数据主动跑,着力提升“获得电力”服务水平。一是实现审批流程数字化。以与市发改委、资规、住建、交通等八部门共同出台的《衢州市电网项目审批流程指导意见》文件精神为指引,平台在完成设计成果后,将设计成果同步推送至政府相关审批部门,实现资料在线统一流转。经统计,平台运用后,路径平均取得审批意见时间由15个工作日缩短至5个工作日。二是实现前期业务智能化。通过一键出图、造价管控、实景复现、报告输出等功能,提高用户工程接入系统方案编制质效。经统计,平台运用后,用户工程前期报告编制时间平均周期由40个工作日缩短到了21个工作日,可研报告评审一次性通过率提升了30%,前期工作质效显著提升。

(四)建立三大管理机制,驱动形成良性循环

1.构建“政企共担机制”,更新政企交互模式

以“资源互换、利益共享、责任共担”为思路,坚持“技术+机制”路径,与政府建立电网项目前期管理共同体。一是从“先取”到“先予”,针对前期项目收资难的问题,改变流程,由先取得资料再形成成果变为先形成初步成果再交给政府部门校验,同步提升设计速度与成果精度。二是从“你要”到“我给”,针对电网与政府规划布点有冲突,聚焦政府关注的绿能发展、重点项目等,提前做好布点接入和廊道预留的前期研究,使政府部门在项目规划用地等方面提前考虑电力因素。三是从“我说”到“你看”,立足政府用户角度,通过平台实景复现和无人机航拍功能,将原理路径审查中的设计图纸介绍,变为用虚实结合的视频影像介绍,促进“沉浸式”观看路径情况,及时提出相关问题,破除电力设计的专业壁垒。

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图10 更新政企交互模式

2.构建“内部协同机制”,再造内部业务流程

聚焦目前电网项目前期管理过程中“反复多、壁垒多、耗时多”的痛点,以数字化牵引为思路,推动业务流程和相关资料提供从以“专业管理为导向”向“项目推进为导向”转变,提升电网项目前期管理质效。一是明确电网项目前期管理责任。形成项目管理专班,开放各专业数据资料收集接口,及时更新电网项目前期全景数据库的专业数据与资料。二是建立各专业业务提醒机制。各专业定期查阅发布的项目清单并及时做工作计划提醒,为工作开展提供及时的信息支撑。三是实现项目意见线上签署。设计公司完成初步接入方案后从平台推送给各专业审核签署意见,降低开会频次,明确专业责任。

3.构建“党业融合机制”,激发奋进争先激情

聚焦“党建+智慧前期”,坚持党建“红心”引领前期“匠心”,打造三阶党建力全维度提升平台。通过组织、党员、团青三个维度、搭建铸魂定向、铸旗争先、铸基培根三个平台,提升思想凝聚力、发展责任力、创新成长力,真正把党的政治优势和组织力量,转化为智慧前期管理的强大合力。

四、实施效果

(一)多方协同,电等发展实践成效显著

一是创新品牌不断彰显。自动衔接市政发展规划,合理优化线路整体规划路径,政策处理问题纠纷同比减少30%。相关实践经验先后被中国青年报、浙江工人日报、电网头条、中国蓝新闻、衢州晚报、国网浙江电力微博等媒体争先报道。二是营商环境持续优化。在用户工程项目立项用地许可阶段,主动获取用户用电需求,对客户的用电规划服务实时指导。高质量推行用户“三省”服务,提升“获得电力”水平,为政府招商引资打造了更具吸引力的用电营商环境,获得用户感谢锦旗。三是生态效益日益凸显。靠前服务新能源及抽蓄接网研究,及时投产开化光伏、大唐吕岗等35千伏及以上集中式光伏项目,清洁能源装机增长303.95%,100%消纳。通过落实前期智慧管理,环保、水保实现专项设计、专项策划、专款专用、全过程控制,工程建设环保、水保验收通过率100%。

(二)精益管理,电力接入效率明显提升

一是前期资源充分整合。采用数字化管理手段,促进公司内外部资源的优势整合,实现数据在空间上精确关联,强化公司与政府部门的对接协调,提前掌握一手资料,减少对外界的重复沟通和协调,压缩前期流程约13%,管理效率提升21%。二是工作质效大幅提高。依托数字化管理系统,减少工程前期工作时长3个月,缩短前期工作周期30%以上,为后续工程顺利投产抢占了先机。公司“十四五”电网项目论证完成率100%、项目前期选址选线完成率100%,项目前期工作效率达到历史最快水平。三是队伍素质全面提升。实施项目前期智慧管理实践以来,工作衔接更为高效,涌现了一批国家电网公司优秀共产党员、省公司劳模、基建先进个人,有效提升了员工队伍活力、担当力和创新力,赢得浙江省公司多次表扬。

(三)数字牵引,企业降本指数稳步增长

一是项目投资精准可控。应用数字化技术,实现线路交跨智能分析、土方数据高效测量、台账资料电子化、数据采集智能化,减少了人为因素给业务带来的非必要损害,加快了业务模式响应市场新需求的灵活性与便利性,使输变电工程项目投资精准可控,节省项目投资近1.5亿元。二是安全风险明显降低。电网项目前期数字化管理系统的推广应用,精准优化调整全线路工程30%左右的跨越架搭设方案,大幅降低作业过程中电网、设备、人身安全隐患风险,优化电网结构,提高供电保障能力和供电可靠性。三是工作流程更加优化。将项目前期历史数据、实时数据以及算法模型紧密结合,优化了专业协同内部流程,推动政府建立重大电网项目技术协调专班等组织机构,加强了设计深度,重大设计变更数量减少27%。

(成果主创人:胡礼军、耿艳,参与创造人:陈鹤林、舒银燕、刘慧、曹蕴、王强强)