电力行业是国民经济发展的重要支柱性产业。近年来，5G、大数据、人工智能、数字孪生等新技术新应用的高速发展，数字化、智能化已成为传统电力行业转型发展的重要方向。

大趋势下，以智能电网等为代表的新业态、新模式、新技术蓬勃兴起，对应用于其中的数字化、信息化技术提出了诸多新需求。尤其是在电网设计与管理领域，传统电网设计自动化程度低、专业性强、数据兼容性弱，难以满足现代电网快速发展的需求。

如何打造更符合智能电网发展需求的新技术，助推新型电力系统体系建设，成为了当下能源电力可持续发展面临的一大考验。

作为数字孪生技术的先行者，51WORLD一直致力于将数字孪生技术与电力行业深度融合。基于多年的技术实践，顺应新趋势，我们正式推出三维输电网自动生成技术和GIM模型解析技术，旨在显著提升电网行业在设计和应用上的自动化和兼容性，有效服务于构建新型电力系统！

三维输电网自动生成技术

输电网是将发电厂、变电所之间连接起来的送电网络，承担输送电能的重任。由于输电网络点多面广，通道环境复杂，加快提升数字化智能化水平，成为了应对电网迅猛发展，降低能源损失，满足经济、社会和环境的需求的必然趋势。

但我国传统输电网规划设计，缺乏数字化技术支撑，导致规划效率相对较低，尤其是在以下五大方面面临挑战：

• 数据管理与整合难：传统的二维规划设计过程中会产生大量数据，但各阶段工作相对独立，导致设计成果难以有效管理和整合；

• 效率低但门槛高：传统设计方法需要大量的时间和精力，且容易出现误差，此外三维设计对设计师的专业技能要求较高，需要掌握相关的三维建模软件和参数化设计技术；

• 空间表达与分析难：基于二维视觉效果的运维管理手段在空间表达和分析能力上具有一定的局限性，无法满足电网运维部门对输电线路规范化、精益化管理的要求；

• 模型精度与数据量大：在三维设计中，模型的精度和数据量往往较大，对计算资源和存储空间提出了更高要求；

• 模拟与分析能力弱：输电线路结构复杂，但传统规划设计缺乏有效的模拟与分析手段，难以评估不同工况下的线路运行状态，并进行安全预警；

  ……

针对上述难题，51WORLD基于多年的技术积累，研发推出自动化生成三维输电网技术，具备自动化生成、灵活易用低门槛、结构化数据存储三大特性，不仅极大地提高了电网设计的效率和精度，而且为电网的运维管理带来了全新的视角和可能性。

电网自动化毫秒级生成

51WORLD输电网三维设计生成技术，在“速度”与“真实”两大方面表现尤为突出。

• 在速度上，通过融合先进的算法与AI技术，51WORLD三维输电网自动生成技术支持电网自动化毫秒级生成。用户在数字孪生场景中，输入原始结构化业务数据，即可快速生成一个与实际电网结构完全一致的数字孪生体，这由此大幅提高输电网规划设计的效率。
• 在真实上，基于51WORLD技术自动化生成的三维模型，可最大限度立体、全面可视化电网布局，为电网的设计、规划和分析提供了强大的技术支撑。设计师可以在三维视图中直观地观察电网的布局，快速发现潜在的设计问题，优化电网结构。

灵活易用，操作低门槛

该产品还通过模块化设计，创建可重复使用的模块或组件，用户可通过编程方式组合这些模块来构建复杂的三维场景，快速实现属性可视化编辑、便捷的三维交互式操作、在线编辑反馈实时同步、弧垂系数灵活编辑、导线粗度动态编辑等功能，极大的降低了电网设计的应用门槛。

结构化数据存储，节省80%空间

在三维设计中，模型的精度和数据量往往较大，对计算资源和存储空间提出了更高要求。

以100平方公里的高精度输电场景来举例，传统三维还原技术下，其占据的内存空间可能达到50GB左右，基于51WORLD数字孪生技术下生成的孪生场景可将其所占存储空间压缩至原来的20%左右。

此外，生成后的三维输电网模型同样可应用于电网的后续运维管理，包括支持电网工作人员实现输变电设备全生命周期管理、特高压直流输电系统能效管理、输电线路实时监测与优化、故障模拟和应急演练等等，以帮助电网管理者提高能效、降低成本，从而满足电网运维部门对输电线路规范化、精益化管理的要求。

GIM模型解析技术

GIM模型（Grid Information Model电网信息模型），是由国家电网有限公司基于输变电工程三维设计需要推出的行业通用技术标准。

GIM模型的核心优势在于其高度集成的数据结构。它不仅包含了电网设施的三维空间坐标，还整合了丰富的属性信息，如材料特性、负载容量、维护记录等。这些信息对于电网的全生命周期管理至关重要。

也正是因为其专业性与独特性，GIM模型解析存在诸多难点痛点：

• 兼容性问题：不同版本的GIM文件可能存在兼容性问题，这可能导致解析失败；

• 解析效率和性能优化：解析GIM文件的效率和性能需要优化，以满足实时处理和大规模文件解析的需求；

• 特殊场景处理：对于一些特殊的GIM文件，可能需要特定的解析策略或算法来处理，这增加了解析的复杂性；

• 矩阵关系的叠加：在遍历工程层级关系时，需要依据顶点信息叠加各个层级的矩阵关系以得到渲染位置，这涉及到复杂的数学计算；

• 多叉树遍历：在使用多叉树遍历所有层级进行深度优先搜索时，需要有效地管理和处理数据结构，以确保正确的解析顺序；

• 数据增强和训练：在GIM解析过程中，可能需要对传递后的图像对及其匹配标签进行数据增强并进行训练，以提高模型的泛化能力。

为更好帮助电力行业上下游开展三维建模、电网规划运营等工作，51WORLD以行业标准为基础，结合自身平台与技术优势，研发推出——GIM（Grid Information Model）解析技术。该技术可有效满足行业解析GIM模型需求，为电网从业者快速适应新型电力系统面临的新形势、新要求提供重要技术支撑。

70+GIM格式全解析

GIM模型的解析过程涉及到对模型中几何数据和属性数据的分离与处理。几何数据描述了电网设施的三维形状和位置，而属性数据则包含了这些设施的功能和性能指标。

51WORLD GIM解析技术，支持电力从业者快速解析70多种类型的GIM模型文件数据结构，准确地还原出电网的三维形态，同时获取每个组件的详细属性参数，从而为后续工作开展提供有力数据及技术支撑。

目前51WORLD可实现针对GIMPKGS（变电工程文件）、GIMPKGT（线路工程文件）等文件实现数据解析:

• GIMPKGS

1)支持构件树的解析

2)支持所有构件属性的解析

3)支持所有IFC模型的解析

4)支持所有STL模型的解析

5)支持部分MOD构件的解析：TerminalBlock、Cylinder、StretchedBody、Cuboid、Ring、TruncatedCone、PorcelainBushing、Sphere、Wire、Insulator、CircularGasket、OffsetRectangularTable、Rectangularfixedplate、RoundStee……

• GIMPKGT

1)支持构件树的解析

2)支持所有构件属性的解析

3)支持所有STL模型的解析

4)支持部分MOD构件的解析：导线、杆塔、绝缘子串（杆塔上的绝缘子）……

多元应用场景

被快速解析后的GIM模型数据，可支持大量的电网工作，包括：

• 在还原三维模型方面，解析得到的几何数据可以被用来构建电网的三维可视化场景。

• 在属性参数的还原方面，解析得到的属性数据可以被用来构建电网的属性数据库。该数据库能为电网的资产管理、状态监测和决策支持提供了宝贵的信息。例如，通过分析变压器的负载容量和维护记录，可以评估电网健康状况，预测潜在的故障风险，并制定相应的维护策略。

• GIM模型的解析技术还可以与其他先进技术相结合，如物联网（IoT）、人工智能（AI）和大数据分析。这些技术的融合将进一步拓展GIM模型的应用范围，为电网的智能化和自动化管理提供更多的可能性。

数字化智能化技术与能源行业进一步结合，成为引领发电行业数字化转型、实现创新驱动发展的原动力。接下来，51WORLD将进一步推动数字孪生、AI等数字化技术赋能智能电网建设，在不断的技术创新和应用落地中，为电网数字化转型提供重要的技术加速度。了解更多，请访问51WORLD官网