電力系統的主體結構主要有電源端(水電站、火電廠、核電站等發電廠)和電網端(變電所、輸電、配電線路和負荷中心)。在電力系統的設計,施工建設,運行維護階段都需要精確的三維數據作為數字化應用的數據基礎。
電廠變電站設備和建筑建成后,需要及時掌握損耗損壞清理,進行日常檢修,不僅有利于設備的正常運營,延長設備的使用壽命,更保障了民生需求和國家經濟安全。不論是日常檢修還是數字化定期電子存檔,三維激光掃描技術都能輕松實現。在三維技術高精度、高分辨率的優勢下,我們可以通過原始數據與現檢測數據的對比,準確直觀的看到每一處微小部位的變形程度,甚至可以具體到每個點的變化程度。檢測過程快速便捷,只需要少許的設備操作人員參與即可,解決了以往傳統檢測需要投入大量人員和大量時間的弊端,急速的提高了工作效率,更降低了外業環境對工作人員的危險性。
1、電力行業數字化需求:
電廠及變電站:三維數字化GIS管理、現狀調查、虛擬改造、舊廠搬遷、應急預案策劃等;
電力線路巡檢:輸電線路電桿傾斜度、基礎下沉及防護設施等三維勘測;
裝備監測:風機塔筒等距截面分析、風機塔筒中心線偏差分析、風機扇葉曲率分析;
數字孿生:設計,施工,運維監控全生命周期的三維數字化管理 和協同。
2、某變電站三維數字化作業流程
測量規劃:對將要作業的區域進行規劃,做到心中有數,側重客戶的主觀需求,避免重復率過高,或者遺漏數據。
外業數據采集:搬站掃描,布設標靶,標靶類型:紙質標靶,球形標靶等。
控制測量:根據客戶需求不同,可將相對坐標轉換為大地坐標,布設測釘,噴漆等輔助記號為轉換點。
內業數據處理:整合拼接數據,去噪,分區等前期工作。
數據成果輸出:根據客戶的需求提交相應的數據成果。
3、 電廠三維具體項目實施過程:
一、外業三維數據采集:
采用Faro Focus S 350三維激光掃描儀,高精度快速掃描,每秒百萬點的掃描速率,讓外業采集工作快速、省力。
二、內業數據處理
A,數據拼接:外業測量結束后,將獲取的點云坐標數據導入相應的點云處理軟件進行處理,自動去除不合理的噪音點,還可以通過人工的方式剔除掃描過程中的行人、雜物等人為噪音數據,獲取干凈清晰的整體掃描點云拼接數據。
B,擬合創建3D模型:
通過點云角點、平面、圓柱等幾何體去高速自動化創建、擬合3D模型,讓建模變得更簡單,更智能。使模型與點云間的誤差控制在5mm內,保證真實結構與模型的誤差在10mm內。
C,材質貼圖:把照片賦予3D渲染物體的表面,給物體提供了豐富的細節,用簡單的方式模擬出復雜的外觀。
4、提交的數據成果
導出點云數據作為最基礎的數據源,有單色,彩色。常見格式:pts,ptx,las,e57等。將原始點云作為參考,可以實現:
· 建立模型:基于點云作為參考,創建出單色模型或者彩色模型。常見格式為:obj,max等。
· 線畫圖:以點云為參考底圖,描畫出特征輪廓線。常見格式為:dxf,dwg等。
· 正射影像:將彩色點云,調整正交視圖的投影。常見格式為:tiff,jpg等。
· 對比分析:將點云與設計模型導入第三方軟件(根據客戶需求)作對比分析。報告格式為:pdf,docx。
5、 三維可視化信息管理與應用
數據應用在設計,施工,運維階段
電力系統的電氣、土建、水暖、線路等專業提供了快速建模、專業計算、碰撞檢查材料統計、標注出圖等原始的三維數據,實現變電站各專業全三維、真三維協同設計,為變電站的設計、施工、運維全生命周期管理提供數據支撐。
電力系統固定資產管理
三維實景化的平臺管理方案更加方便的對整站進行資產管理,方便了使用者在線上對資產進行統計。利用設備的傳感器輸出的數字信號在平臺進行數據抓取,處理后在平臺實現動態數據顯示。
虛擬運維可視化數據管理
對站內可監控的所有設備進行峰值跟谷值得參數設定,達到在超出范圍的參數值平臺會有報警信息,達到智能檢測的目的。還可實現動態數據的交互管理。
變電站設備變更管理
可以在平臺根據設備編號檢索設備的位置及形態,三維數據有詳細的間隔打組信息,對設備等級方便查閱
三維虛擬仿真漫游模擬
變電站整站可以進行不同視角的切換管理,對整站進行三維的查閱展示功能(數字沙盤、屏幕展示、VR呈現等)。還可利用三維數據實現VR的虛擬現實消防培訓、模擬緊急逃生等。