基于BIM的变配电所的设计方法与流程

基于bim的变配电所的设计方法
技术领域
1.本发明涉及变配电所设计的技术领域，尤其涉及基于bim的变配电所的设计方法。


背景技术：

2.在规划城市供电线路网络的过程中，通常需要设计若干变配电所，每个变配电所对特定的某一个城市片区进行供电，从而满足相应城市片区的用电需求。因此，变配电所的设计规划直接影响相应城市片区的供电稳定性。目前，都是通过对城市片区进行前期的用电需求调研得到相应的用电需求数据，再根据该用电需求数据，选择相应的电气设备组建形成变配电所。上述组建过程都是需要对变配电所进行实际的电路连接，其无法对变配电所的供电性能进行模拟测试和预判，从而无法有效地和可预见性地对变配电所进行调试，以及降低了变配电所规划设计的灵活性。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供的基于bim的变配电所的设计方法，其根据变配电所需要进行配电的区域所在范围，确定相应的供电半径和供电负荷状态信息，以此设定变配电所中配电设备的电气参数；再在bim模型平台中选择与该电气参数相匹配的配电设备构建形成变配电所，并且该变配电所进行模拟运行测试；最后根据模拟运行测试的监测结果，判断该变配电所是否满足相应区域的供电需求，以及输出最终规划设计的变配电所设计图纸，该方法利用bim模型平台能够在软件层面上对变配电所进行设计组建，其可根据不同片区的用电需求快速和灵活地选择合适的配电设备进行组建和模拟测试，这不仅提高变配电所规划设计的可预见性，同时还能便于设计人员提高变配电所设计的效率和可靠性。
4.本发明提供基于bim的变配电所的设计方法，其包括如下步骤：步骤s1，获取变配电所需要进行配电的区域所在范围；根据所述区域所在范围，获取所述区域所在范围的供电半径和供电负荷状态信息；步骤s2，根据所述供电半径和所述供电负荷状态信息，确定变配电所对所述区域进行配电操作的配电设备的电气参数；步骤s3，根据所述配电设备的电气参数，从bim模型平台中选择相应类型和/或数量的配电设备；并在所述bim模拟平台中，根据选择的所有配电设备构建形成变配电所；再对构建形成的变配电所进行模拟运行测试，从而获得变配电所的模拟运行监测结果；步骤s4，根据所述模拟运行监测结果，判断构建形成的变配电所是否满足所述区域的供电需求；再根据所述判断结果，确定是否输出最终规划设计的变配电所设计图纸；进一步，在所述步骤s1中，获取变配电所需要进行配电的区域所在范围；根据所述区域所在范围，获取所述区域所在范围的供电半径和供电负荷状态信息具体包括：步骤s101，以变配电所的建造位置为圆心以及预设长度为半径，在地图上确定相应的圆形区域，以此作为需要进行配电的区域所在范围；
步骤s102，获取所述圆形区域内部存在的所有电表的分布位置，并从中确定与所述圆心距离最远的电表；将所述距离最远的电表的分布位置与所述圆心之间的直线距离，确定为所述区域所在范围的供电半径；步骤s103，获取所述圆形区域内部存在的所有电表在一天内的全天总用电量及其用电量变化数据、一天内不同用电高峰时间段各自的用电量及其用电量变化数据，以此作为所述区域所在范围的供电负荷状态信息；进一步，在所述步骤s1中，还包括如下步骤s104：根据所有电表在一天内的全天总用电量变化数据以及一天内不同用电高峰时间段各自的用电量变化数据，分别确定所述区域所在范围在一天内的全天用电起伏变化量以及一天内不同用电高峰时间段各自的用电起伏变化量，以此作为所述区域所在范围的供电负荷状态信息；进一步，在所述步骤s2中，根据所述供电半径和所述供电负荷状态信息，确定变配电所对所述区域进行配电操作的配电设备的电气参数具体包括：根据所述供电半径，确定变配电所对所述区域进行配电操作时采用的输电线的最大输电电流；根据所有电表在一天内的全天总用电量以及所有电表一天内不同用电高峰时间段各自的用电量，确定变配电所对所述区域进行配电操作时采用的变压器总容量；根据所述区域所在范围在一天内的全天用电起伏变化量以及一天内不同用电高峰时间段各自的用电起伏变化量，确定变配电所对所述区域进行配电操作时采用的rc滤波元件的等效电容值；进一步，在所述步骤s3中，根据所述配电设备的电气参数，从bim模型平台中选择相应类型和/或数量的配电设备具体包括：根据所述最大输电电流，从bim模型平台中选择输电电流大于或等于所述最大输电电流的输电线；根据所述变压器总容量，从bim模型平台中选择至少一个变压器，并且所述至少一个变压器的容量总和大于或等于所述变压器总容量；根据所述等效电容值，从bim模型平台中选择rc滤波元件，并且选择的rc滤波元件的实际等效电容值大于或者等于所述等效电容值；进一步，在所述步骤s3中，在所述bim模拟平台中，根据选择的所有配电设备构建形成变配电所；再对构建形成的变配电所进行模拟运行测试，从而获得变配电所的模拟运行监测结果具体包括：在所述bim模拟平台中，根据预设变配电所内部连接电路，将选择的所有配电设备构建形成变配电所；在模拟测试计算机上，对构建形成的变配电所进行模拟运行测试，从而获得变配电所在模拟运行测试过程中的模拟运行输出电流和模拟运行输出电压，以此作为所述模拟运行监测结果；进一步，在所述步骤s4中，根据所述模拟运行监测结果，判断构建形成的变配电所是否满足所述区域的供电需求具体包括：将所述模拟运行输出电流和所述模拟运行输出电压分别与预设输出电流范围和
预设输出电压范围进行比对；若所述模拟运行输出电流位于预设输出电流范围，以及所述模拟运行输出电压位于预设输出电压范围，则判断构建形成的变配电所满足所述区域的供电需求；否则，判断构建形成的变配电所不满足所述区域的供电需求；进一步，在所述步骤s4中，根据所述判断结果，确定是否输出最终规划设计的变配电所设计图纸具体包括：当判断构建形成的变配电所满足所述区域的供电需求，则将当前构建形成的变配电所对应的内部设计电路转换成变配电所设计图纸输出；当判断构建形成的变配电所不满足所述区域的供电需求，则不输出任何变配电所设计图纸。
5.相比于现有技术，本发明提供的基于bim的变配电所的设计方法根据变配电所需要进行配电的区域所在范围，确定相应的供电半径和供电负荷状态信息，以此设定变配电所中配电设备的电气参数；再在bim模型平台中选择与该电气参数相匹配的配电设备构建形成变配电所，并且该变配电所进行模拟运行测试；最后根据模拟运行测试的监测结果，判断该变配电所是否满足相应区域的供电需求，以及输出最终规划设计的变配电所设计图纸，该方法利用bim模型平台能够在软件层面上对变配电所进行设计组建，其可根据不同片区的用电需求快速和灵活地选择合适的配电设备进行组建和模拟测试，这不仅提高变配电所规划设计的可预见性，同时还能便于设计人员提高变配电所设计的效率和可靠性。
附图说明
6.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
7.图1为本发明提供的基于bim的变配电所的设计方法的流程示意图。
具体实施方式
8.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
9.参阅图1，为本发明提供的基于bim的变配电所的设计方法的流程示意图。该基于bim的变配电所的设计方法包括如下步骤：步骤s1，获取变配电所需要进行配电的区域所在范围；根据该区域所在范围，获取该区域所在范围的供电半径和供电负荷状态信息；步骤s2，根据该供电半径和该供电负荷状态信息，确定变配电所对该区域进行配电操作的配电设备的电气参数；步骤s3，根据该配电设备的电气参数，从bim模型平台中选择相应类型和/或数量的配电设备；并在该bim模拟平台中，根据选择的所有配电设备构建形成变配电所；再对构
建形成的变配电所进行模拟运行测试，从而获得变配电所的模拟运行监测结果；步骤s4，根据该模拟运行监测结果，判断构建形成的变配电所是否满足该区域的供电需求；再根据该判断结果，确定是否输出最终规划设计的变配电所设计图纸。
10.上述技术方案的有益效果为：该基于bim的变配电所的规划设计方法根据变配电所需要进行配电的区域所在范围，确定相应的供电半径和供电负荷状态信息，以此设定变配电所中配电设备的电气参数；再在bim模型平台中选择与该电气参数相匹配的配电设备构建形成变配电所，并且该变配电所进行模拟运行测试；最后根据模拟运行测试的监测结果，判断该变配电所是否满足相应区域的供电需求，以及输出最终规划设计的变配电所设计图纸，该方法利用bim模型平台能够在软件层面上对变配电所进行设计组建，其可根据不同片区的用电需求快速和灵活地选择合适的配电设备进行组建和模拟测试，这不仅提高变配电所规划设计的可预见性，同时还能便于设计人员提高变配电所设计的效率和可靠性。
11.优选地，在该步骤s1中，获取变配电所需要进行配电的区域所在范围；根据该区域所在范围，获取该区域所在范围的供电半径和供电负荷状态信息具体包括：步骤s101，以变配电所的建造位置为圆心以及预设长度为半径，在地图上确定相应的圆形区域，以此作为需要进行配电的区域所在范围；步骤s102，获取该圆形区域内部存在的所有电表的分布位置，并从中确定与该圆心距离最远的电表；将该距离最远的电表的分布位置与该圆心之间的直线距离，确定为该区域所在范围的供电半径；步骤s103，获取该圆形区域内部存在的所有电表在一天内的全天总用电量及其用电量变化数据、一天内不同用电高峰时间段各自的用电量及其用电量变化数据，以此作为该区域所在范围的供电负荷状态信息。
12.上述技术方案的有益效果为：变配电所需要进行配电的区域范围大小直接决定该区域的用电需求大小，而该区域的用电需求大小则反过来决定该变配电所的容量。由于该需要进行配电的区域内部可能存在多种不同类型的用电设备，这些用电设备分别具有不同的用电量需求，若直接对每个用电设备进行单独的用电监测，这不仅需要耗费大量人力物力进行监测，同时也无法保证监测结果的准确性。通过对该区域内部的所有电表进行定位和用电量数据的记录，以此得到相应的供电半径和供电负荷状态信息，其能够利用电表的自动定位和自动数据记录功能来完成，这大大降低供电半径和供电负荷状态信息监测的工作量，同时也能够保证监测的准确性。
13.优选地，在该步骤s1中，还包括如下步骤s104：根据所有电表在一天内的全天总用电量变化数据以及一天内不同用电高峰时间段各自的用电量变化数据，分别确定该区域所在范围在一天内的全天用电起伏变化量以及一天内不同用电高峰时间段各自的用电起伏变化量，以此作为该区域所在范围的供电负荷状态信息。
14.上述技术方案的有益效果为：需要进行配电的区域在一天内不同时间段（比如早上或者晚上时间段）的用电量是变化的，特别在晚上用电高峰时间段，对应的用电量会剧增，此时变配电所的配电负担也越大，通过确定该区域所在范围在一天内的全天用电起伏变化量以及一天内不同用电高峰时间段各自的用电起伏变化量，能够保证变配电所在应对该区域中用电量的剧增而导致的电网冲击，以及提高变配电所的抗压性能。
15.优选地，在该步骤s2中，根据该供电半径和该供电负荷状态信息，确定变配电所对该区域进行配电操作的配电设备的电气参数具体包括：根据该供电半径，确定变配电所对该区域进行配电操作时采用的输电线的最大输电电流；根据所有电表在一天内的全天总用电量以及所有电表一天内不同用电高峰时间段各自的用电量，确定变配电所对该区域进行配电操作时采用的变压器总容量；根据该区域所在范围在一天内的全天用电起伏变化量以及一天内不同用电高峰时间段各自的用电起伏变化量，确定变配电所对该区域进行配电操作时采用的rc滤波元件的等效电容值。
16.上述技术方案的有益效果为：变配电所中的输电线、变压器和rc滤波元件分别直接影响变配电所的输电辐射范围、供电总体容量和供电稳定性。在实际操作中，由于输电线中输电电流会随着输电距离而发生损耗，根据输电线中输电电流随着输电距离的损耗规律并集合该供电半径，即可确定该输电线的最大输电电流，其中该最大输电电流满足在该输电线中传输该供电半径对应的距离后，最终输出的电流能够满足相应用电设备的电流需求。此外，可将所有电表在一天内的全天总用电量作为变压器总容量，或者将所有电表一天内不同用电高峰时间段各自的用电量中的最高值作为变压器总容量。由于rc滤波元件能够有效地滤除因用电起伏而生成电网干扰谐振波，通过该区域所在范围在一天内的全天用电起伏变化量以及一天内不同用电高峰时间段各自的用电起伏变化量，能够确定电网中的干扰谐振波成分大小，再结合rc滤波元件的滤波工作过程即可确定该rc滤波元件中的等效电容值。
17.优选地，在该步骤s3中，根据该配电设备的电气参数，从bim模型平台中选择相应类型和/或数量的配电设备具体包括：根据该最大输电电流，从bim模型平台中选择输电电流大于或等于该最大输电电流的输电线；根据该变压器总容量，从bim模型平台中选择至少一个变压器，并且该至少一个变压器的容量总和大于或等于该变压器总容量；根据该等效电容值，从bim模型平台中选择rc滤波元件，并且选择的rc滤波元件的实际等效电容值大于或者等于该等效电容值。
18.上述技术方案的有益效果为：该bim模型平台作为一个仿真模拟平台，其中存在多种不同类型的配电设备，并且每个配电设备均具有相应的电气参数。根据上述确定的配电设备的电气参数，从该bim模型平台选择合适的输电线、变压器和rc滤波元件，这样能够便于设计人员快速和准确地定位寻找相应的配电设备。
19.优选地，在该步骤s3中，在该bim模拟平台中，根据选择的所有配电设备构建形成变配电所；再对构建形成的变配电所进行模拟运行测试，从而获得变配电所的模拟运行监测结果具体包括：在该bim模拟平台中，根据预设变配电所内部连接电路，将选择的所有配电设备构建形成变配电所；在模拟测试计算机上，对构建形成的变配电所进行模拟运行测试，从而获得变配电所在模拟运行测试过程中的模拟运行输出电流和模拟运行输出电压，以此作为该模拟运
行监测结果。
20.上述技术方案的有益效果为：在该bim模拟平台中存储有相应的变配电所内部电路，该内部连接电路是用于连接不同配电设备从而组成一个完整的变配电所的。通过在该bim模拟平台中组建形成变配电所，并将该变配电所放置与模拟测试计算机这样的虚拟机上进行模拟运行测试，从而获得变配电所在模拟运行测试过程中的模拟运行输出电流和模拟运行输出电压，以便于后续对变配电所的运行性能进行准确的评价判断。
21.优选地，在该步骤s4中，根据该模拟运行监测结果，判断构建形成的变配电所是否满足该区域的供电需求具体包括：将该模拟运行输出电流和该模拟运行输出电压分别与预设输出电流范围和预设输出电压范围进行比对；若该模拟运行输出电流位于预设输出电流范围，以及该模拟运行输出电压位于预设输出电压范围，则判断构建形成的变配电所满足该区域的供电需求；否则，判断构建形成的变配电所不满足该区域的供电需求。
22.上述技术方案的有益效果为：通过将该模拟运行输出电流和该模拟运行输出电压分别与相应的电流范围和电压范围进行比对，只有该模拟运行输出电流和该模拟运行输出电压分别位于相应的电流范围和电压范围内，该变配电所才能处于平稳的配电工作状态，即该变配电所才能满足该区域的供电需求，这样能够对该变配电所的配电性能进行量化评价。
23.优选地，在该步骤s4中，根据该判断结果，确定是否输出最终规划设计的变配电所设计图纸具体包括：当判断构建形成的变配电所满足该区域的供电需求，则将当前构建形成的变配电所对应的内部设计电路转换成变配电所设计图纸输出；当判断构建形成的变配电所不满足该区域的供电需求，则不输出任何变配电所设计图纸。
24.上述技术方案的有益效果为：只有当变配电所满足该区域的供电需求时，该变配电所对应的内部设计电路才能应用到实际的变配电所建造中，此时输出相应的变配电所设计图纸能够便于准确地指导变配电所的建设。
25.从上述实施例的内容可知，该基于bim的变配电所的设计方法根据变配电所需要进行配电的区域所在范围，确定相应的供电半径和供电负荷状态信息，以此设定变配电所中配电设备的电气参数；再在bim模型平台中选择与该电气参数相匹配的配电设备构建形成变配电所，并且该变配电所进行模拟运行测试；最后根据模拟运行测试的监测结果，判断该变配电所是否满足相应区域的供电需求，以及输出最终规划设计的变配电所设计图纸，该方法利用bim模型平台能够在软件层面上对变配电所进行设计组建，其可根据不同片区的用电需求快速和灵活地选择合适的配电设备进行组建和模拟测试，这不仅提高变配电所规划设计的可预见性，同时还能便于设计人员提高变配电所设计的效率和可靠性。