【实例解析】户用分布式光伏设计一键成图方法

前言：近年来我国风电、太阳能发电等新能源发展势头强劲，在2023年国家能源局印发的《2023年能源工作指导意见》中提到结构转型深入推进，大力发展风电太阳能发电，实施光伏“千家万户沐光行动”，稳步推进整县屋顶分布式光伏开发试点。项目的实施离不开设计图纸的指导，然而在整县户用分布式光伏中要求一户一图，庞大的出图量往往让设计师叫苦不迭。本文将对此情形提出一种高效出图的方法，即一键成图，以降低设计师的工作量，提高准确率，降低设计成品差错，从而提升工作效率。

作者：韩加良    单位：河北敬泰电力工程设计有限公司

1、户用屋顶现状分析

河北、河南一带地区平屋顶居多，少部分为瓦屋顶，而山东一带地区则主要为瓦屋顶。不同区域户用屋顶结构形式可能不同，但相同区域内的屋顶结构形式基本一致，并没有多少变化。即便如此，由于光伏项目施工队伍素质水平参差不齐，对图纸要求逐步提高，典型设计图纸已然不能满足施工要求。再者，为了满足项目验收和日后工程质量追溯，从2020年开始，各大央企均需要一户一图，即一个农户屋顶出具一套设计图纸，便于项目施工验收。因此，为更好地指导现场施工和满足央企的要求，一户一图设计形式已经成为户用分布式光伏项目的基本要求。

2、方法形成背景

针对同类型屋顶的设计，其中结构设计形式往往是相同的，尺寸不尽相同，这样会导致安装光伏组件数量不同，设备和线缆选型随之变化。若按照传统方法完成一份图纸后，大多会利用已完成的图纸做模板，加以修改生成一份新图。但这种方法工作量大，效率低下，漏改、错改的几率很大，再有图纸大大小小的变更，尤其是共性问题，修改量之大也能让人崩溃。总之，户用图纸设计难度不高，但出图数量庞大，重复性强，设计市场行情价格低，令很多设计院对此类项目较为抵触。

3、软件设计思路

为了解决行业痛点，提升设计院工作效率，如何完美解决此类问题，尤为迫切。在传统方法设计图纸的过程中，不难发现改动量主要在图纸名称、安装容量说明、光伏组件排布、逆变器选型及接线方式、线缆的选型、开关设备选型等方面，设计说明、结构图其他部分基本上是不变的。整个出图的过程其实是在不断地重复，只不过重复的数据不同而已。

4、软件开发

重复性也就意味着可程序化，我们可利用程序化操作把不变的部分和可变的部分分别进行组合，每一个组合完成后都是一份图纸。这样我们将重复性操作升级为程序性操作，大大缩短工作量，那么接下来开发一款软件势在必行。

Excel除了能够方便地进行各种表格处理以外，Excel 具有一般电子表格软件所不具备的强大的数据处理和数据分析功能。而宏功能则是Excel最强大的功能所在，可利用VBA语言将重复性操作编辑成代码从而实现程序化，同时也可以打通与其他软件的数据传递，其缺点是无法生成CAD图纸。AutoCAD软件本身具备完善的绘制功能，有强大的图形编辑功能，可进行多种图形格式的转换，可采取多种方式进行二次开发或用户定制，其缺点是没有像Excel强大的数据处理、分析功能。利用VBA打通两个软件的数据，发挥各自的优点完成设计成果。具体设计软件开发过程如下，供行业专家指正。

图1 程序原理图Fig. 1 Program schematic diagram

首先，建立包含各种结构形式的CAD模板图和各种组件排布形式的CAD“块”文件；其次，将相关的设备、电缆选型代码信息写入启用宏的Excel表中供程序筛选；最后，在Excel操作界面输入农户名称、位置、房屋的尺寸、组件型号等指定信息，点击操作按钮，程序通过VBA代码调用CAD程序，打开对应的CAD结构模板图并在指定位置插入对应的组件排布“块”文件，同时在CAD图中生成相关指定信息。最终以项目位置、名称等信息作为图纸名称保存在指定路径，便于后续检索查找。部分软件代码如下：

1)Excel数据测算

2)Excel调用AutoCAD软件

3)生成设计成品图纸

程序化操作，在保证代码数据库的正确和软件运行正常的基础上，效率较传统方法提升至少2倍以上，而且基本不会出错。

5、软件优点

在软件的实际应用当中，可扩展性强，便于使用操作，软件要根据实际情况不断的完善优化，使其适用性更广，操作更简单，结果更完善。

6、结语

随着越来越多整县推进分布式光伏项目的开发，农户屋顶图纸设计一户一图的要求愈加普遍，通过精简设计操作在保证高效出图和正确指导施工的基础上，大大降低了设计工程师的繁杂的重复性工作，提升了设计工作效率，增强了设计生存能力和竞争能力。