深入推进电网工程设计技术创新变革

　　设计不仅是工程建设的关键环节，更是“龙头”和“灵魂”。做好设计工作，对电网工程建设的工期、质量、投资和运行的安全及综合效益，起着决定性的作用。持续推进电网工程设计技术创新水平和能力是我国经济进入高质量发展阶段的必然要求。在新冠肺炎疫情影响下，以电网设计技术创新变革为引领的电网工程建设必将带动上下游产业链的快速发展，为助力我国经济持续向好发展起到关键作用。

　　一、引言

　　随着新一轮全球科技革命和产业变革兴起，世界各国对科技创新的重视与日俱增。习近平总书记先后发表了一系列关于科技创新的重要讲话和论述，提出“创新是引领发展的第一动力”，强调要大力实施创新驱动发展战略，并将科技创新上升到国家战略的高度，使科技创新成为催生新动能，实现高质量发展的强大引擎。这也为推进能源电力领域科技创新指明了前进方向，在新时期、新形势下，能源电力领域应坚持创新驱动，抢占变革先机，应有新的理念和设计。

　　二、电网工程设计技术创新面临的形势

　　能源电力行业关乎国民经济命脉，对国民经济发展起着至关重要的支柱作用，电网工程作为能源电力输送的强大载体，更是其中的关键一环。而在电网工程建设中，设计则是“龙头”和“灵魂”，做好设计工作，对电网工程建设的工期、质量、投资和运行的安全及综合效益，起着决定性的作用，各个环节通过设计技术有机结合，最终实现工程的顺利建设。在新形势下，持续推进电网工程设计技术创新水平和能力是我国经济进入高质量发展阶段的必然要求。尤其在今年，新冠肺炎疫情已经对国民经济产生了一定影响，以电网设计技术创新为引领的电网工程建设必将带动上下游产业链的快速发展，为助力我国经济持续向好发展起到关键作用。

　　三、电网工程设计技术创新的新内涵

　　（一）设计理念创新

　　 “安全、绿色、高效”是电力高质量发展的必然要求。安全是基本保障，绿色和高效是可持续发展方向。对于电网工程而言，就需要有全寿命周期的创新设计理念和全局优化思想。不仅要保证工程建设的本质安全，还要注重兼顾环境友好、材料节能、施工便利、运营高效等各个环节。要通盘考虑，使得在全寿命周期内效益更高。

　　（二）设计内容创新

　　随着工程建设领域的全过程工程咨询服务日益发展，电网工程的投资者或建设单位对于这种综合性、跨阶段、一体化咨询服务的需求也是逐渐增加。以市场需求为导向，电网工程的设计内容就需要由工程本体设计延伸至涵盖招标代理、勘察、设计、监理、造价、项目管理等服务项目，以满足委托方多样化咨询服务的要求。

　　（三）设计手段创新

　　随着工业4.0时代的到来，大数据、物联网、人工智能、云计算、区块链、三维数字化、5G等新技术手段喷涌而出，必将促进各行业产生新的变革。这些新技术手段的持续发展，也为电网工程设计技术创新变革提供了强有力的技术支撑，对于推进智能电网建设，全面提升电网数字化、智能化有着显著意义。

　　四、电网工程设计技术创新的变革方向

　　（一）全寿命周期设计

　　电网工程全寿命周期设计应对规划、设计、建设、运行等环节进行统筹考虑，实现在全寿命周期内的安全可靠、经济合理、技术先进、绿色环保。应从工程实际出发，积极采用成熟的新技术、新材料、新工艺，对各种要素的技术方案进行全寿命周期的技术经济对比。要建立全寿命周期设计评价体系，明确相应的评价要素和指标。

　　在进行全寿命周期设计时，应以概率理论为基础，对于材料、性能等的随机性，采用随时间变化的时变可靠度理论进行描述并作为协调和控制参数是较为合理的。而对于目前仍使用安全系数法的设计应逐渐进行转换和替代，并重点理顺重现期、设计使用年限、结构重要性系数和可靠度指标等概念之间的界限和内在逻辑。

　　在全寿命周期内，电网工程本身的建设不是目的，建成后的使用才是目的，在服役期间势必会面临性能老化、弱化的情况。为了保证安全性和可靠性，最大限度地发挥功效，对其进行健康监测也是很有必要的，且需要根据不同的监测结果合理选择关键的控制和决策参数，以此制定相对较优的维修加固策略。

　　（二）全过程工程咨询

　　电网工程传统咨询是一种点对点的单一模式，即主体是一家单位，对应的客体则是单项内容。这种单一模式与当前工程投资决策、建设、项目运营过程中对综合性咨询需求的矛盾正逐渐突显。而全过程工程咨询则是多对多的综合模式，即主体可以是一家或者多家单位，对应的客体则涵盖了投资决策综合性咨询、工程勘察设计咨询、工程招标采购咨询、工程监理与项目管理服务等多项内容。

　　全过程工程咨询的重点在于打破传统咨询壁垒，这就使得咨询方在工程实践中角色多样，咨询内容充满“弹性”。在电网工程的全过程工程咨询中，则更需对这种“弹性”进行灵活把握。对于咨询主体，可以是单独由一家具有综合能力的咨询单位提供咨询服务，也可以是由多家具有不同能力的咨询单位联合实施，由其中一家作为牵头单位，其它为参加单位；对于咨询模式和内容，可以是跨阶段多种咨询服务组合，例如投资决策综合性咨询和工程勘察设计咨询的组合，可以是同一阶段内不同类型咨询服务组合，例如工程勘察设计阶段内设计管理和技术咨询的组合，亦可以是诸如工程造价、项目后评价等的工程专项咨询。

　　另外，住建部最近刚刚发布了《房屋建筑和市政基础设施建设项目全过程工程咨询服务技术标准（征求意见稿）》，旨在统一思想认识、引领行业发展和指导咨询实践。对于电网工程领域而言，也应尽快建立全过程工程咨询服务管理体系，加快推动相应行业标准的制定，以提高咨询水平和质量。

　　（三）数字化设计技术

　　数字化设计技术是设计行业在未来的重要发展方向和关键技术，将使传统的劳动密集型设计方式逐步转变成更加科学可靠、精准高效的智能型信息技术设计方式。对于电网工程而言，除了要大力发展数字化设计技术以外，还需注重数字化设计技术与其它数字化技术之间的交叉融合创新。

　　在数字化设计技术方面，建筑工程领域率先启动三维数字化技术（BIM），先后发布了一系列政策文件和标准，在逐步发展中形成了集设计、施工、管理于一体的先进设计手段。电网工程领域也在积极推广三维数字化设计，然而目前应用还不充分和广泛。下一步首先需尽快建立统一的标准体系，对建模、设计深度、功能和交互、设计质量控制、协同设计流程、加工制造、施工应用、数据交付等方面进行统一和规范；其次要建设好开放的协作平台，解决各个专业软件与平台的联动，实现各专业在同一平台进行协同设计。

　　在与其它数字化技术交叉融合方面，一个重点方向就是三维数字化设计和大数据技术的融合。电网工程在以三维模型为基础的数字化设计过程中，必然会产生大量的设计数据、工程量数据、经济投资数据等结构化或非结构化的混合大数据，而大数据技术的核心要义是数据的价值挖掘，和大数据技术的融合就是为了实现电网工程设计的数字化和价值化。采用大数据技术首先需要对这些混合大数据进行有效的收集、整理，存储成新的各阶段、各专业等的大数据资源库；其次，结合资源库、专题报告、典型造价、限额指标等可以形成可供查询的电网工程知识信息系统；最后，通过参数化统计分析、机器学习技术并加入专家经验可以生成各种工程量的预测模型和知识库，还可将一些重要信息进行视图化呈现。

　　五、结语

　　为适应新形势下一系列深刻变化，把握好战略机遇并做好迎接挑战的准备，深入推进电网工程设计技术创新变革势在必行。这就需要把握好创新内涵，深耕重点方向，并且要推动示范创新引领，优选一批试验示范工程进行集中攻关和重点研究，将创新逐步在试验示范工程中落地应用，积极探索、及时总结，待条件成熟时再推广展开。

　　(作者供职于电力规划设计总院)