利用BIM进行地下盐穴储能电站的建模优化设计方法及系统与流程

利用bim进行地下盐穴储能电站的建模优化设计方法及系统
技术领域
1.本发明属于bim技术领域，尤其涉及一种利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法及系统。


背景技术：

2.随着时代的进步，传统的地下盐穴储能电站建模和优化设计已经无法满足当下信息化、智能化的需求，贯穿整个项目全生命周期的数字化信息模型的建立十分必要和迫切，需要一种全面的数字化设计，以模型作为载体，使管理者能够随时获取整个工程完整的数据资料，从而保证项目的信息准确完整和运行安全。在电厂全息数字模型的概念提出之前，建筑行业信息模型，即bim概念已经相对成熟，其主要是以建筑信息为核心所建立的三维模型，在该模型中，我们可以获取收到建筑的设计信息，每一个构建的功能以及在整个模型中所起的作用等。除此之外，建筑在建设工程中的进度监测，以及在使用过程中的维护信息都在该模型中可以囊括，也就是说，整个建筑的生命周期内的所有信息都可以整合到bim模型中。
3.bim模型可以涵盖建筑生命周期内的全程信息并达到共享的目的，但应用到地下盐穴储能电站项目中则遇到了很多问题，主要是因为地下盐穴储能电站是一个复杂的系统，拥有众多复杂的设备。所以近年来行业内开始推出电厂全息数字模型标准的概念。此概念主要是通过数字化的设计手段，对地下盐穴储能电站等进行三维设计，并可以为工程业主提供带设备属性信息的三维模型，对于设计的文件、管理的文档以及维护资料提供实时的依据，集成了信息技术、网络技术和建模技术的融合贯通，可以有效的知道数字化设计推广应用工作。
4.地下盐穴储能电站项目需要一种新的数字化设计方法，以满足其复杂性和信息化、智能化的需求。虽然bim模型在建筑行业已经相对成熟，但在地下盐穴储能电站项目中仍面临一些挑战。为解决这些问题，近年来行业内开始推出电厂全息数字模型概念。然而，当前电厂全息数字模型技术在实际应用中仍存在一些缺陷和问题：
5.模型创建与更新的困难：地下盐穴储能电站具有较高的复杂性，涉及多种设备和工程结构。因此，在创建和更新电厂全息数字模型时，需要大量的数据和专业知识，可能导致模型构建和维护的难度更大。
6.数据整合问题：地下盐穴储能电站涉及多个专业领域，如地质、水文、盐穴工程、机械设备等。各领域的数据格式和标准可能不同，导致数据整合的难度增加。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法及系统。
8.本发明是这样实现的，一种将bim建模技术应用于300mw级储能电站地下盐穴空气容器的仿真方法，包括：
9.数据收集与整合：收集地下盐穴工程的地质、地球物理、地球化学相关数据。将地震法和声纳法相结合，综合分析数据得出盐穴形态。同时，收集储能电站的工程设计、设备参数、运行条件信息。
10.创建基础bim模型：根据地质勘探数据和盐穴形态分析结果，使用专业的bim软件，创建地下盐穴空气容器的三维基础模型；
11.模型参数化与优化：在基础模型的基础上，将工程设计、设备参数、运行条件等信息整合到bim模型中，形成一个参数化的模型；利用仿真分析工具，对模型进行结构分析、气流分析、热力学分析多物理场仿真，以优化盐穴容器的设计和运行参数。
12.智慧电厂监测系统集成：将bim模型与智慧电厂综合监测系统相结合，实现地上工程和地下盐穴一体化监测。监测系统可以实时获取盐穴容器的运行数据，并与bim模型中的预测数据进行对比，为运维人员提供实时的监控和管理依据。
13.方案验证与修正：通过仿真分析和实际运行数据的对比，验证地下盐穴空气容器的设计方案；根据实际运行情况对bim模型进行调整和优化，以提高盐穴空气容器的性能和安全性。
14.本发明的另一目的在于提供一种基于上述仿真方法的进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法，该方法包括：
15.s1：通过地球物理勘探手段，以地震方法、声纳测绘方法获取深层地下盐穴容器的腔体形态数据，对上述数据成果综合分析利用，在gis平台将探测数据转换为离散点数据；
16.s2：根据离散的三维形态数据模拟出连续腔体结构面，得到地下盐穴储能电站所需的设备，并绘制地下盐穴储能电站工程的cad三维实测素描图；
17.s3：cad三维实测素描图导入bim三维建模工具，并根据控制点坐标，得到bim三维模型；
18.s4：利用bim可视化编程工具在bim三维图形工具的基础上，根据三维几何图形算法计算生成导线曲线；
19.s5：地下盐穴储能电站电厂全息数字模型创建，运用bim三维几何图像计算工具，利用bim可视化编程工具在电厂全息数字模型三维图形工具的基础上，生成地下盐穴储能电站电厂全息数字模型；
20.s6：利用导线曲线和地下盐穴储能电站电厂全息数字模型，构建地下盐穴储能电站监测系统，进行状态和运行环境的实时监测、预警和评估功能，形成信息共享平台。
21.进一步，所述s1中，地下盐穴储能电站的建立包括可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图阶段和竣工图阶段。
22.进一步，所述s3中，cad三维实测素描图导入bim三维建模工具前，需要将实测素描剖面图分图层处理，生成完整的cad实测设备图；根据设备竣工图确定各设备的连接位置，以同一排为同一编号进行连接，完成导线的连接处理；并根据设备编号进行逐一保存，并按照地理坐标确定模型的基点。
23.进一步，所述s4中，生成导线曲线是根据三维几何图形算法生成导线的平面投影，根据设备之间平面投影线上求出每个设备之间的定位点，利用几何图形相交算法，求出每个导线所属的设备之间的接口。
24.进一步，所述步骤s5中，创建地下盐穴储能电站电厂全息数字模型的基本步骤如
下：
25.s51：打开电厂全息数字模型建模工具，创建一个新的symbol符号并赋予设备名称及描述；
26.s52：定义设备起始插入点，并可以定义设备部件与子设备部件的从属关系和子部件的插入位置；
27.s53：选择基本图元选项卡，选择基本图元建立设备外形，放置时定义放置位置；
28.s54：设备添加完成时，为设备添加基本摄像以及电厂全息数字模型参数属性。
29.本发明的另一目的在于提供一种基于上述的建模和优化设计方法的实现地上工程和地下盐穴一体化监测方法，其特征在于，包括：
30.1)需求分析与规划：根据储能电站的运行需求和特点，确定监测系统的功能、性能和可靠性指标，制定监测系统的整体规划和设计方案。
31.2)监测点布局：在地上工程和地下盐穴的关键部位布置监测点，包括设备运行状态、温度、压力、气体成分等监测数据。确保监测点分布合理，覆盖范围全面。
32.3)监测设备选择与安装：选择适合的监测设备，如传感器、监控摄像头等，并根据监测点布局进行安装。确保监测设备稳定可靠，适应电厂的运行环境。
33.4)数据采集与通信系统：搭建数据采集与通信系统，将监测点的数据实时传输至监测中心。采用稳定可靠的通信技术，如无线通信、光纤通信等，确保数据传输的实时性和准确性。
34.5)数据处理与分析平台：开发数据处理与分析平台，实现对监测数据的实时处理、分析和可视化。平台应具备数据报警功能，便于运维人员快速了解设备运行状态，及时发现异常情况。
35.6)bim模型集成与应用：将地上工程和地下盐穴的bim模型与监测系统相结合，实现一体化监测。通过对比实时监测数据与bim模型预测数据，为运维人员提供实时监控和管理依据。
36.7)系统维护与升级：定期对监测系统进行维护与升级，确保系统的稳定运行。根据监测数据和运维经验，对系统进行优化调整，提高监测系统的性能和可靠性。
37.本发明另一目的在于提供一种实施上述的建模和优化设计方法的进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计系统，该系统包括：
38.监测模块，通过地球物理勘探手段，以地震方法、声纳测绘方法获取深层地下盐穴容器的腔体形态数据，对上述数据成果综合分析利用，在gis平台将探测数据转换为离散点数据；
39.绘制模块，与监测模块连接，根据离散的三维形态数据模拟出连续腔体结构面，得到地下盐穴储能电站所需的设备，并绘制地下盐穴储能电站工程的cad三维实测素描图；
40.三维模型构建模块，与绘制模块连接，用于将cad三维实测素描图导入bim三维建模工具，并根据控制点坐标，得到bim三维模型；
41.bim可视化编程模块，与三维模型构建模块连接，用于利用bim可视化编程工具在bim三维图形的基础上，根据三维几何图形算法计算生成导线曲线；
42.电厂全息数字模型创建模块，与三维模型构建模块连接，运用bim三维几何图像计算工具，利用bim可视化编程工具在电厂全息数字模型三维图形的基础上，生成地下盐穴储
能电站电厂全息数字模型；
43.监测系统构建模块，与bim可视化编程模块和电厂全息数字模型创建模块连接，用于利用导线曲线和地下盐穴储能电站电厂全息数字模型，构建地下盐穴储能电站监测系统，进行状态和运行环境的实时监测、预警和评估功能，形成信息共享平台。
44.本发明另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法的步骤。
45.本发明另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法的步骤。
46.本发明另一目的在于提供一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现所述利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计系统。
47.结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
48.第一、本发明通过对地下盐穴储能电站进行实测绘制cad三维实测素描图，将cad三维实测素描图导入bim三维建模工具建立bim三维模型，运用bim三维几何图像计算工具，利用bim可视化编程工具在电厂全息数字模型三维图形工具的基础上，生成地下盐穴储能电站电厂全息数字模型，并对设备状态和运行环境的实时监测、预警和评估功能，形成信息共享平台，提高了智能化程度和监控力度。
49.1)数据收集与整合：通过收集地下盐穴工程的地质、地球物理、地球化学相关数据，并综合分析数据得出盐穴形态，可以更全面、准确地了解盐穴的情况，为后续的仿真分析提供基础数据。
50.2)创建基础bim模型：利用专业的bim软件创建地下盐穴空气容器的三维基础模型，可以更直观、立体地呈现盐穴的情况，为后续的仿真分析提供可视化支持。
51.3)模型参数化与优化：将工程设计、设备参数、运行条件等信息整合到bim模型中，形成一个参数化的模型，并利用仿真分析工具对模型进行仿真，可以对盐穴容器的设计和运行参数进行优化，提高储能电站的效率和经济性。
52.4)智慧电厂监测系统集成：将bim模型与智慧电厂综合监测系统相结合，可以实现地上工程和地下盐穴一体化监测，为运维人员提供实时的监控和管理依据，提高储能电站的运行效率和安全性。
53.5)方案验证与修正：通过仿真分析和实际运行数据的对比，可以验证盐穴容器的设计方案，对bim模型进行调整和优化，提高盐穴空气容器的性能和安全性，降低运营成本。
54.总之，该方案将bim建模技术应用于储能电站地下盐穴空气容器的仿真设计中，可以提高储能电站的效率和经济性，提高运行的安全性和可靠性，促进储能电站的可持续发展。
55.第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
56.盐穴工程为深入地下500米以上第三纪泥岩层，探测难度较大，探测周期长，一般测绘手段无法触达该地层。本发明综合利用地球物理技术，将地震法和声纳法两种方式相
结合使用，本发明经过综合分析数据得出盐穴形态。
57.以前的盐穴工程三维建模多为石油天然气存储管理领域用途，本研究将bim建模手段应用于300mw级储能电站地下盐穴空气容器的仿真，尚属首次。
58.构建智慧电厂综合监测系统，地上工程和地下盐穴一体化监测是本研究项目的应用特色。
59.该方案利用bim技术将建模、仿真和监测集成，为地下盐穴储能电站的设计和运行提供了重要支持，可以提高储能电站的效率和经济性，降低运营成本，促进储能电站的可持续发展。
60.总之，将bim建模技术应用于地下盐穴储能电站的仿真方法和建模优化设计方法，还具有以下优点和积极效果：
61.1)数据收集与整合：通过收集地质、地球物理、地球化学等相关数据，并将其综合分析，可以更全面、准确地了解盐穴的情况，为后续的建模设计提供基础数据。
62.2)bim建模与仿真分析：通过bim建模和仿真分析工具，对盐穴容器的结构、气流、热力学等多物理场进行分析，可以优化盐穴容器的设计和运行参数，提高储能电站的效率和经济性。
63.3)智慧电厂监测系统集成：将bim模型与智慧电厂综合监测系统相结合，实现地上工程和地下盐穴一体化监测，可以提高储能电站的运行效率和安全性。
64.4)建模优化设计：通过地球物理勘探手段获取盐穴容器的腔体形态数据，利用bim三维建模工具创建三维模型，可以对地下盐穴储能电站进行建模和优化设计，提高储能电站的效率和经济性。
65.5)实时监测和评估：通过地下盐穴储能电站监测系统，可以实时监测、预警和评估地下盐穴的状态和运行环境，形成信息共享平台，提高储能电站的运行效率和安全性。
66.综上所述，该方案利用bim技术将建模、仿真和监测集成，为地下盐穴储能电站的设计和运行提供了重要支持，可以提高储能电站的效率和经济性，降低运营成本，促进储能电站的可持续发展。
附图说明
67.图1是本发明实施例提供的利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法流程图；
68.图2是本发明实施例提供的创建地下盐穴储能电站电厂全息数字模型方法流程图；
69.图3是本发明实施例提供的利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计系统结构图；
70.图4是本发明实施例提供的声纳探测原始数据；
71.图5是本发明实施例提供的地震探测点云数据
72.图6是本发明实施例提供的模拟数据结果(地震方法)；
73.图7是本发明实施例提供的模型数据优化(声纳方法)；
74.图8是本发明实施例提供的模型数据优化(地震方法)；
75.图9是本发明实施例提供的盐穴容器bim建模仿真结果接入监测系统；
76.图10是本发明实施例提供的盐穴监测数据；
77.图中：1、监测模块；2、绘制模块；3、三维模型构建模块；4、bim可视化编程模块；5、电厂全息数字模型创建模块；6、监测系统构建模块。
具体实施方式
78.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
79.本发明实施例提供的仿真方法和建模优化设计方法结合起来，可以有效地支持地下盐穴储能电站的设计和建设。其具体工作流程如下：
80.步骤1.数据收集与整合：通过地球物理勘探手段获取盐穴容器的腔体形态数据，并综合分析地质、地球物理、地球化学等相关数据，为后续的建模设计提供基础数据。
81.步骤2.创建基础bim模型：根据地质勘探数据和盐穴形态分析结果，使用专业的bim软件，创建地下盐穴空气容器的三维基础模型。
82.步骤3.模型参数化与优化：将工程设计、设备参数、运行条件等信息整合到bim模型中，形成一个参数化的模型。利用仿真分析工具，对模型进行结构分析、气流分析、热力学分析等多物理场仿真，以优化盐穴容器的设计和运行参数。
83.步骤4.智慧电厂监测系统集成：将bim模型与智慧电厂综合监测系统相结合，实现地上工程和地下盐穴一体化监测。监测系统可以实时获取盐穴容器的运行数据，并与bim模型中的预测数据进行对比，为运维人员提供实时的监控和管理依据。
84.步骤5.方案验证与修正：通过仿真分析和实际运行数据的对比，验证地下盐穴空气容器的设计方案。根据实际运行情况对bim模型进行调整和优化，以提高盐穴空气容器的性能和安全性。
85.在此基础上，建模和优化设计方法进一步完善了地下盐穴储能电站的建模，其工作流程如下：
86.s1阶段：通过地球物理勘探手段，以地震方法、声纳测绘方法获取深层地下盐穴容器的腔体形态数据，对上述数据成果综合分析利用，在gis平台将探测数据转换为离散点数据。
87.s2阶段：根据离散的三维形态数据模拟出连续腔体结构面，得到地下盐穴储能电站所需的设备，并绘制地下盐穴储能电站工程的cad三维实测素描图。
88.s3阶段：cad三维实测素描图导入bim三维建模工具，并根据控制点坐标，得到bim三维模型。
89.s4阶段：利用bim可视化编程工具在bim三维图形工具的基础上，根据三维几何图形算法计算生成导线曲线。
90.s5阶段：地下盐穴储能电站电厂全息数字模型创建，运用bim三维几何图像计算工具，利用bim可视化编程工具在电厂全息数字模型三维图形工具的基础上，生成地下盐穴储能电站电厂全息数字模型。
91.s6阶段：利用导线曲线和地下盐穴储能电站电厂全息数字模型，构建地下盐穴储能电站监测系统，进行状态和运行环境的实时监测、预警和评估功能，形成信息共享平台。
92.最后，建模和优化设计方法进一步完善了地下盐穴储能电站的建模和设计流程，通过可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图阶段和竣工图阶段的不断迭代，提高了地下盐穴储能电站的设计质量和建设效率，同时也能更好地满足实际需求。
93.如图1所示，本发明实施例提供一种利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法及系统，该方法包括：
94.s1：通过地球物理勘探手段，以地震方法、声纳测绘方法获取深层地下盐穴容器的腔体形态数据(一般是点云数据)，对上述数据成果综合分析利用，在gis平台将探测数据转换为离散点数据；
95.s2：根据离散的三维形态数据模拟出连续腔体结构面，得到地下盐穴储能电站所需的设备，并绘制地下盐穴储能电站工程的cad三维实测素描图；
96.s3：cad三维实测素描图导入bim三维建模工具，并根据控制点坐标，得到bim三维模型；
97.s4：利用bim可视化编程工具在bim三维图形工具的基础上，根据三维几何图形算法计算生成导线曲线；
98.s5：地下盐穴储能电站电厂全息数字模型创建，运用bim三维几何图像计算工具，利用bim可视化编程工具在电厂全息数字模型三维图形工具的基础上，生成地下盐穴储能电站电厂全息数字模型；
99.s6：利用导线曲线和地下盐穴储能电站电厂全息数字模型，构建地下盐穴储能电站监测系统，进行状态和运行环境的实时监测、预警和评估功能，形成信息共享平台。
100.所述s1中，地下盐穴储能电站的建立包括可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图阶段和竣工图阶段。
101.所述s3中，cad三维实测素描图导入bim三维建模工具前，需要将实测素描剖面图分图层处理，生成完整的cad实测设备图；根据设备竣工图确定各设备的连接位置，以同一排为同一编号进行连接，完成导线的连接处理；并根据设备编号进行逐一保存，并按照地理坐标确定模型的基点。
102.所述s4中，生成导线曲线是根据三维几何图形算法生成导线的平面投影，根据设备之间平面投影线上求出每个设备之间的定位点，利用几何图形相交算法，求出每个导线所属的设备之间的接口。
103.如图2所示，所述步骤s5中，创建地下盐穴储能电站电厂全息数字模型的基本步骤如下：
104.s51：打开电厂全息数字模型建模工具，创建一个新的symbol符号并赋予设备名称及描述；
105.s52：定义设备起始插入点，并可以定义设备部件与子设备部件的从属关系和子部件的插入位置；
106.s53：选择基本图元选项卡，选择基本图元建立设备外形，放置时定义放置位置；
107.s54：设备添加完成时，为设备添加基本摄像以及电厂全息数字模型参数属性。
108.所述地下盐穴储能电站监测系统具体包括：
109.bim模型采集系统通过模型采集设备采集bim模型实时情况，并将bim模型差异部分缓存至日志型消息队列中，高速采集数据系统采集的数据缓存至日志型消息队列中；日
志型消息队列将其中的最新数据及模型信息传递到bim系统容器中，同时日志型消息队列将历史数据及模型信息传递至mapreduce框架中；mapreduce框架将历史数据及模型信息存入关系型数据库模块，关系型数据库模块将历史数据及模型信息同步至非关系型数据库模块；bim系统容器通过mapreduce框架发送标准数据库查询语言，查询结果通过数据库反馈到bim系统容器中。
110.本发明实施例提供一种实施所述利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法的利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计系统，该系统包括：
111.监测模块1，通过地球物理勘探手段，以地震方法、声纳测绘方法获取深层地下盐穴容器的腔体形态数据(一般是点云数据)，对上述数据成果综合分析利用，在gis平台将探测数据转换为离散点数据；
112.绘制模块2，与监测模块1连接，根据离散的三维形态数据模拟出连续腔体结构面，得到地下盐穴储能电站所需的设备，并绘制地下盐穴储能电站工程的cad三维实测素描图；
113.三维模型构建模块3，与绘制模块2连接，用于将cad三维实测素描图导入bim三维建模工具，并根据控制点坐标，得到bim三维模型；
114.bim可视化编程模块4，与三维模型构建模块3连接，用于利用bim可视化编程工具在bim三维图形的基础上，根据三维几何图形算法计算生成导线曲线；
115.电厂全息数字模型创建模块5，与三维模型构建模块3连接，运用bim三维几何图像计算工具，利用bim可视化编程工具在电厂全息数字模型三维图形的基础上，生成地下盐穴储能电站电厂全息数字模型；
116.监测系统构建模块6，与bim可视化编程模块4和电厂全息数字模型创建模块5连接，用于利用导线曲线和地下盐穴储能电站电厂全息数字模型，构建地下盐穴储能电站监测系统，进行状态和运行环境的实时监测、预警和评估功能，形成信息共享平台。
117.本发明实施例提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法的步骤。
118.本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法的步骤。
119.本发明实施例提供一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现所述利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计系统。
120.本发明实施例通过将bim(建筑信息模型)建模技术应用于300mw级储能电站地下盐穴空气容器的仿真，以实现地下盐穴工程的高效设计和优化。具体方法如下：
121.1)数据收集与整合：收集地下盐穴工程的地质、地球物理、地球化学等相关数据。将地震法和声纳法相结合，综合分析数据得出盐穴形态。同时，收集储能电站的工程设计、设备参数、运行条件等信息。
122.2)创建基础bim模型：根据地质勘探数据和盐穴形态分析结果，使用专业的bim软件，创建地下盐穴空气容器的三维基础模型。这个模型应包括盐穴主体、支撑结构、设备布置等信息。
123.3)模型参数化与优化：在基础模型的基础上，将工程设计、设备参数、运行条件等
信息整合到bim模型中，形成一个参数化的模型。利用仿真分析工具，对模型进行结构分析、气流分析、热力学分析等多物理场仿真，以优化盐穴容器的设计和运行参数。
124.4)智慧电厂监测系统集成：将bim模型与智慧电厂综合监测系统相结合，实现地上工程和地下盐穴一体化监测。监测系统可以实时获取盐穴容器的运行数据，并与bim模型中的预测数据进行对比，为运维人员提供实时的监控和管理依据。
125.5)方案验证与修正：通过仿真分析和实际运行数据的对比，验证地下盐穴空气容器的设计方案。如有必要，根据实际运行情况对bim模型进行调整和优化，以提高盐穴空气容器的性能和安全性。
126.通过上述方法，本研究将bim建模手段成功应用于300mw级储能电站地下盐穴空气容器的仿真，为盐穴工程的设计、建设与运维提供了有力支持。
127.为构建具体的智慧电厂综合监测系统，实现地上工程和地下盐穴一体化监测，以下是关键步骤和组成部分：
128.需求分析与规划：根据储能电站的运行需求和特点，确定监测系统的功能、性能和可靠性指标，制定监测系统的整体规划和设计方案。
129.监测点布局：在地上工程和地下盐穴的关键部位布置监测点，包括设备运行状态、温度、压力、气体成分等监测数据。确保监测点分布合理，覆盖范围全面。
130.监测设备选择与安装：选择适合的监测设备，如传感器、监控摄像头等，并根据监测点布局进行安装。确保监测设备稳定可靠，适应电厂的运行环境。
131.数据采集与通信系统：搭建数据采集与通信系统，将监测点的数据实时传输至监测中心。采用稳定可靠的通信技术，如无线通信、光纤通信等，确保数据传输的实时性和准确性。
132.数据处理与分析平台：开发数据处理与分析平台，实现对监测数据的实时处理、分析和可视化。平台应具备数据报警功能，便于运维人员快速了解设备运行状态，及时发现异常情况。
133.bim模型集成与应用：将地上工程和地下盐穴的bim模型与监测系统相结合，实现一体化监测。通过对比实时监测数据与bim模型预测数据，为运维人员提供实时监控和管理依据。
134.系统维护与升级：定期对监测系统进行维护与升级，确保系统的稳定运行。根据监测数据和运维经验，对系统进行优化调整，提高监测系统的性能和可靠性。
135.通过实施上述步骤，构建具体的智慧电厂综合监测系统，实现地上工程与地下盐穴的一体化监测。这将有助于提高储能电站的运行效率、安全性和可靠性，降低运维成本，为电厂的智能化管理提供有力支持。
136.本发明实施例提供的将bim建模技术应用于300mw级储能电站地下盐穴空气容器的仿真方法，具有以下优点和积极效果：
137.利用bim技术，实现地下盐穴空气容器的三维可视化，有助于提高工程设计的准确性和效率。
138.通过多物理场仿真分析，优化盐穴容器的设计和运行参数，提高储能电站的性能和安全性。
139.将bim模型与智慧电厂综合监测系统相结合，实现地上工程和地下盐穴一体化监
测，为运维人员提供实时的监控和管理依据。
140.以下是本发明提供的两个具体的实施例：
141.实施例1的具体实现方案：
142.1.数据收集与整合
143.与地质勘探公司合作，获取地震法和声纳法的盐穴形态数据。收集工程设计资料，如设计图纸、设备参数表、运行条件说明等。
144.2.创建基础bim模型
145.选用bim软件，如revit或tekla structures，导入地质勘探数据。根据盐穴形态数据，构建地下盐穴空气容器的三维基础模型。
146.3.模型参数化与优化
147.在基础模型中，添加工程设计、设备参数、运行条件等详细信息。利用仿真分析软件，如ansys或comsol multiphysics，对模型进行结构分析、气流分析、热力学分析等多物理场仿真。分析仿真结果，优化盐穴容器的设计和运行参数。
148.4.智慧电厂监测系统集成
149.与智慧电厂监测系统提供商合作，将bim模型与监测系统集成。配置监测设备，实现地上工程和地下盐穴的一体化监测。
150.5.方案验证与修正
151.在储能电站投运后，收集实际运行数据。将实际运行数据与bim模型预测数据进行对比，验证设计方案。根据实际运行情况，调整和优化bim模型，提高盐穴空气容器的性能和安全性。
152.实施例2的具体实现方案：
153.s1阶段：地下盐穴数据采集
154.与地球物理勘探公司合作，使用地震方法和声纳测绘方法获取地下盐穴容器的腔体形态数据。在gis平台将探测数据转换为离散点数据。
155.s2阶段：腔体结构面模拟与cad素描
156.利用离散的三维形态数据模拟出连续腔体结构面。获取地下盐穴储能电站所需的设备，并绘制地下盐穴储能电站工程的cad三维实测素描图。
157.s3阶段：bim三维模型创建
158.将cad三维实测素描图导入bim三维建模工具，如revit或tekla structures。根据控制点坐标，得到bim三维模型。
159.s4阶段：导线曲线生成
160.利用bim可视化编程工具，如dynamo或grasshopper，在bim三维图形工具的基础上，根据三维几何图形算法计算生成导线曲线。
161.s5阶段：电厂全息数字模型创建
162.运用bim三维几何图像计算工具，利用bim可视化编程工具在电厂全息数字模型三维图形工具的基础上，生成地下盐穴储能电站电厂全息数字模型。
163.s6阶段：监测系统建立与实时监测
164.利用导线曲线和地下盐穴储能电站电厂全息数字模型，构建地下盐穴储能电站监测系统。实现状态和运行环境的实时监测、预警和评估功能，形成信息共享平台。
165.在此描述的发明实施例中，提供了一种地下盐穴储能电站建模与监测方案。图4至图10分别展示了不同阶段的数据处理、模拟和监测结果。以下是对各个图的详细描述：
166.图4：声纳探测原始数据
167.图4展示了声纳探测方法收集到的原始数据。声纳方法利用声波在水或其他介质中传播的特性，检测地下盐穴的形态、大小和深度。图中显示了从不同探测点接收到的声波信号强度和传播时间。
168.图5：地震探测点云数据
169.图5展示了地震探测方法收集到的点云数据。地震方法通过分析地震波在地下盐穴中的反射、折射和散射特性，获取盐穴的形态、结构和地质特征。图中显示了通过地震探测方法获得的三维点云数据，包括各个探测点的坐标位置和地震波特性。
170.图6：模拟数据结果(地震方法)
171.图6展示了基于地震探测点云数据的地下盐穴模拟结果。通过对点云数据进行处理和分析，生成了表示地下盐穴形态和结构的三维模型。图中显示了地下盐穴的几何形状、大小和相对位置等信息。
172.图7：模型数据优化(声纳方法)
173.图7展示了基于声纳探测原始数据的地下盐穴模型优化结果。结合声纳方法收集到的数据，对地下盐穴模型进行了进一步的优化和调整，以提高模型的准确性和可靠性。图中展示了经过优化的地下盐穴模型的形态、结构和相关参数。
174.图8：模型数据优化(地震方法)
175.图8展示了基于地震探测点云数据的地下盐穴模型优化结果。通过对地震方法收集到的数据进行深入分析，进一步优化和调整了地下盐穴模型，提高了模型的准确性和可靠性。图中展示了经过优化的地下盐穴模型的形态、结构和相关参数。
176.图9：盐穴容器bim建模仿真结果接入监测系统
177.图9展示了盐穴容器bim建模仿真结果与监测系统的集成。通过将地下盐穴容器的bim模型与监测系统相结合，实现了地下盐穴储能电站的实时监测和管理。图中显示了监测系统的各个组成部分，以及与bim模型的交互和数据传输。
178.图10：盐穴监测数据
179.图10展示了通过监测系统收集到的盐穴运行数据。这些数据包括温度、压力、流量等参数，可以用于评估盐穴容器的运行状态和安全性。图中显示了不同时间点收集到的监测数据，以及与bim模型预测数据的对比。
180.结合上述方案，图4至图10展示了从地质勘探数据收集、处理，到地下盐穴模型构建与优化，再到盐穴容器bim建模仿真结果与监测系统的接入，以及最后的实时监测数据收集与分析的完整过程。这一方案为地下盐穴储能电站的设计、施工和运营提供了有力支持，有助于提高电站的安全性、稳定性和经济性。
181.本发明实施例可以有效利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计。这种方法可以在可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图阶段和竣工图阶段进行逐步完善和优化，提高地下盐穴储能电站的设计质量和运行效率。同时，将地下盐穴空气容器的bim模型与智慧电厂综合监测系统相结合，实现地上工程和地下盐穴一体化监测，为运维人员提供实时的监控和管理依据。
182.应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、cd或dvd-rom的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
183.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种将bim建模技术应用于300mw级储能电站地下盐穴空气容器的仿真方法，其特征在于，包括：数据收集与整合：收集地下盐穴工程的地质、地球物理、地球化学相关数据；将地震法和声纳法相结合，综合分析数据得出盐穴形态；同时，收集储能电站的工程设计、设备参数、运行条件信息；创建基础bim模型：根据地质勘探数据和盐穴形态分析结果，使用专业的bim软件，创建地下盐穴空气容器的三维基础模型；模型参数化与优化：在基础模型的基础上，将工程设计、设备参数、运行条件信息整合到bim模型中，形成一个参数化的模型；利用仿真分析工具，对模型进行结构分析、气流分析、热力学分析多物理场仿真，以优化盐穴容器的设计和运行参数；智慧电厂监测系统集成：将bim模型与智慧电厂综合监测系统相结合，实现地上工程和地下盐穴一体化监测；监测系统可以实时获取盐穴容器的运行数据，并与bim模型中的预测数据进行对比，为运维人员提供实时的监控和管理依据；方案验证与修正：通过仿真分析和实际运行数据的对比，验证地下盐穴空气容器的设计方案；根据实际运行情况对bim模型进行调整和优化，以提高盐穴空气容器的性能和安全性。2.一种基于权利要求1所述仿真方法的进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法，其特征在于，该方法包括：s1：通过地球物理勘探手段，以地震方法、声纳测绘方法获取深层地下盐穴容器的腔体形态数据，对上述数据成果综合分析利用，在gis平台将探测数据转换为离散点数据；s2：根据离散的三维形态数据模拟出连续腔体结构面，得到地下盐穴储能电站所需的设备，并绘制地下盐穴储能电站工程的cad三维实测素描图；s3：cad三维实测素描图导入bim三维建模工具，并根据控制点坐标，得到bim三维模型；s4：利用bim可视化编程工具在bim三维图形工具的基础上，根据三维几何图形算法计算生成导线曲线；s5：地下盐穴储能电站电厂全息数字模型创建，运用bim三维几何图像计算工具，利用bim可视化编程工具在电厂全息数字模型三维图形工具的基础上，生成地下盐穴储能电站电厂全息数字模型；s6：利用导线曲线和地下盐穴储能电站电厂全息数字模型，构建地下盐穴储能电站监测系统，进行状态和运行环境的实时监测、预警和评估功能，形成信息共享平台。3.如权利要求2所述利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法，其特征在于，所述s1中，地下盐穴储能电站的建立包括可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图阶段和竣工图阶段。4.如权利要求2所述利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法，其特征在于，所述s3中，cad三维实测素描图导入bim三维建模工具前，需要将实测素描剖面图分图层处理，生成完整的cad实测设备图；根据设备竣工图确定各设备的连接位置，以同一排为同一编号进行连接，完成导线的连接处理；并根据设备编号进行逐一保存，并按照地理坐标确定模型的基点。5.如权利要求2所述利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法，其特
征在于，所述s4中，生成导线曲线是根据三维几何图形算法生成导线的平面投影，根据设备之间平面投影线上求出每个设备之间的定位点，利用几何图形相交算法，求出每个导线所属的设备之间的接口。6.如权利要求2所述利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法，其特征在于，所述步骤s5中，创建地下盐穴储能电站电厂全息数字模型的基本步骤如下：s51：打开电厂全息数字模型建模工具，创建一个新的symbol符号并赋予设备名称及描述；s52：定义设备起始插入点，并可以定义设备部件与子设备部件的从属关系和子部件的插入位置；s53：选择基本图元选项卡，选择基本图元建立设备外形，放置时定义放置位置；s54：设备添加完成时，为设备添加基本摄像以及电厂全息数字模型参数属性。7.一种基于权利要求2所述的建模和优化设计方法的实现地上工程和地下盐穴一体化监测方法，其特征在于，包括：1)需求分析与规划：根据储能电站的运行需求和特点，确定监测系统的功能、性能和可靠性指标，制定监测系统的整体规划和设计方案；2)监测点布局：在地上工程和地下盐穴的关键部位布置监测点，包括设备运行状态、温度、压力、气体成分监测数据；确保监测点分布合理，覆盖范围全面；3)监测设备选择与安装：选择适合的监测设备，如传感器、监控摄像头等，并根据监测点布局进行安装；确保监测设备稳定可靠，适应电厂的运行环境；4)数据采集与通信系统：搭建数据采集与通信系统，将监测点的数据实时传输至监测中心；采用稳定可靠的通信技术，如无线通信、光纤通信等，确保数据传输的实时性和准确性；5)数据处理与分析平台：开发数据处理与分析平台，实现对监测数据的实时处理、分析和可视化；平台应具备数据报警功能，便于运维人员快速了解设备运行状态，及时发现异常情况；6)bim模型集成与应用：将地上工程和地下盐穴的bim模型与监测系统相结合，实现一体化监测；通过对比实时监测数据与bim模型预测数据，为运维人员提供实时监控和管理依据；7)系统维护与升级：定期对监测系统进行维护与升级，确保系统的稳定运行；根据监测数据和运维经验，对系统进行优化调整，提高监测系统的性能和可靠性。8.一种实施如权利要求2～6任意一项所述的建模和优化设计方法的进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计系统，其特征在于，该系统包括：监测模块，通过地球物理勘探手段，以地震方法、声纳测绘方法获取深层地下盐穴容器的腔体形态数据，对上述数据成果综合分析利用，在gis平台将探测数据转换为离散点数据；绘制模块，与监测模块连接，根据离散的三维形态数据模拟出连续腔体结构面，得到地下盐穴储能电站所需的设备，并绘制地下盐穴储能电站工程的cad三维实测素描图；三维模型构建模块，与绘制模块连接，用于将cad三维实测素描图导入bim三维建模工具，并根据控制点坐标，得到bim三维模型；
bim可视化编程模块，与三维模型构建模块连接，用于利用bim可视化编程工具在bim三维图形的基础上，根据三维几何图形算法计算生成导线曲线；电厂全息数字模型创建模块，与三维模型构建模块连接，运用bim三维几何图像计算工具，利用bim可视化编程工具在电厂全息数字模型三维图形的基础上，生成地下盐穴储能电站电厂全息数字模型；监测系统构建模块，与bim可视化编程模块和电厂全息数字模型创建模块连接，用于利用导线曲线和地下盐穴储能电站电厂全息数字模型，构建地下盐穴储能电站监测系统，进行状态和运行环境的实时监测、预警和评估功能，形成信息共享平台。9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-6任意一项所述利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法的步骤。10.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现如权利要求7所述利用bim技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计系统。

技术总结
本发明属于BIM技术领域，公开了一种利用BIM技术进行地下盐穴储能电站的建模和优化设计方法及系统，通过地球物理勘探手段，以地震方法、声纳测绘方法获取深层地下盐穴容器的腔体形态数据，在GIS平台将探测数据转换为离散点数据；根据离散的三维形态数据模拟出连续腔体结构面，绘制地下盐穴储能电站工程的CAD三维实测素描图；CAD三维实测素描图导入BIM三维建模工具，得到BIM三维模型；根据三维几何图形算法计算生成导线曲线；生成地下盐穴储能电站电厂全息数字模型；构建地下盐穴储能电站监测系统。本发明生成地下盐穴储能电站电厂全息数字模型，并对设备状态和运行环境的实时监测、预警和评估功能，形成信息共享平台，提高了输变电工程的智能化程度和监控力度。变电工程的智能化程度和监控力度。变电工程的智能化程度和监控力度。


技术研发人员：吴云 阎平 李峻 陈永安 周杨 王红杰 陈露 刘文杰 刘万双 魏惠敏 余瑾
受保护的技术使用者：中能建数字科技集团有限公司 北京洛斯达科技发展有限公司
技术研发日：2023.08.08
技术公布日：2023/10/15