随着“双碳”目标的深入推进与新型电力系统建设的加速,电力管道施工行业面临着从“通道建设者”向“智慧能源系统集成参与者”转型的历史机遇。拥抱智能电网与绿色能源,并非简单的技术叠加,而是涉及设计理念、施工工艺、材料标准及运维模式的系统性革新。
一、智能化升级:从“哑管道”到“神经脉络”
传统电力管道主要承担物理隔离与保护功能,是信息孤立的“哑管道”。而在智能电网架构下,管道本身需成为感知与通信的“神经脉络”。
1.集成感知与监测系统:未来的电力管道将预置或便于后期加装各类传感器,用于实时监测电缆温度、载流量、局部放电、管道内水位及有害气体浓度等关键参数。例如,可参照《电力电缆线路分布式光纤测温系统技术规范》(DL/T 1572-2016)等标准,在管道建设阶段就规划分布式光纤测温系统的敷设路径,实现对电缆运行状态的实时、在线监测,提前预警过热风险。
2.构建管道信息模型(PIM)与数字孪生:借鉴建筑信息模型(BIM)理念,推动电力管道施工全面应用管道信息模型。从设计、施工到运维,所有几何信息、材料属性、安装参数、监测点数据均集成于统一的数字模型中。这不仅能实现施工过程的精准模拟与碰撞检测,减少返工,更能为后期运维提供与物理实体同步更新的数字孪生体,实现故障精准定位与预测性维护。
3.施工装备智能化:推广使用智能顶管机、无人驾驶的沟槽开挖与回填设备等。这些装备可集成高精度定位(如北斗)、自动避障与路径规划系统,大幅提升在复杂地形(如山区、城市密集区)施工的精度、效率与安全性。利用物联网技术对施工设备的油耗、排放、运行状态进行监控,优化调度,降低能耗与碳排放。
二、绿色化转型:贯穿全生命周期的低碳实践
绿色能源的发展不仅要求输送清洁电力,也要求建设过程本身是环境友好的。电力管道施工的绿色化涵盖材料、工艺与能源管理。
1.环保材料与模块化设计:
材料革新:推广使用高性能、可回收的复合材料管道(如HDPE、纤维增强复合材料),替代部分混凝土或钢管,以减少生产过程中的碳排放。材料选择需符合《绿色建材评价标准》等相关要求。
模块化与预制化:大力推行管道构件、检查井、智能监测模块的工厂化预制与现场装配化施工。这不仅能显著减少现场湿作业、降低扬尘和噪音污染,还能提高工程质量与施工速度。例如,预制集成式智能电缆井,可内置传感器、通信设备和环境控制单元,作为区域能源数据的采集与转发节点。
2.清洁能源在施工过程中的应用:施工现场的能源供应应逐步转向清洁化。如在施工临建区域安装光伏板,为办公、照明及部分小型设备供电;试点采用电动或氢燃料电池驱动的施工机械,减少柴油消耗与尾放。这符合国家《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》中推动施工过程节能降碳的要求。
3.与绿色能源基础设施的协同建设:电力管道规划需前瞻性地考虑与分布式光伏、风电、储能电站、电动汽车充电网络等绿色能源设施的接入需求。管道路径与容量设计应预留足够冗余,以适应未来分布式能源“即插即用”的接入模式,支撑工业绿色微电网乃至城市级智慧能源网络的建设。
三、政策驱动与标准引领:规范行业高质量发展
国家政策与标准体系为行业转型提供了清晰的路线图与硬性约束。
1.国家战略的顶层指引:近年来,《2024—2025年节能降碳行动方案》、《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》以及“十五五”规划建议等重磅文件,均明确提出要“加快建设新型电力系统”、“加快智能电网和微电网建设”。这从国家战略层面确立了电力基础设施智能化、绿色化升级的紧迫性,管道施工作为其中一环,必须同步升级。
2.融入新型电力系统与市场机制:未来的电力管道及其承载的电缆网络,是源网荷储一体化项目和虚拟电厂实现灵活互动的重要物理基础。管道内敷设的先进传感与通信设施,是实时汇集负荷信息、响应调度指令的关键通道。行业需要关注电力市场改革动态,使管道建设标准能够支撑用户侧灵活资源参与市场交易的需求。
3.标准与评价体系完善:行业亟待建立和完善涵盖智能管道设计、施工、验收、运维的全套标准体系。例如,明确管道内传感器布设密度、通信协议、数据安全、防水防爆等级等技术参数。建立绿色施工评价体系,将资源消耗、碳排放、环境影响等指标纳入项目考核,激励企业采用绿色技术与工艺。可通过示范项目、税收优惠、纳入企业考评等方式,激励电网企业和施工企业积极采用智能电网与绿色施工技术。
四、多专业融合:构建开放协作的产业生态
未来的电力管道施工将不再是土木工程的单打独斗,而是需要与通信、物联网、大数据、人工智能等多个专业深度交叉融合。
与通信技术融合:智能电网依赖于稳定、高速、安全的通信网络。电力管道需考虑与5G专网、光纤网络等通信基础设施的共建共享或预留通道,实现电力流与信息流的同管道传输,降低综合建设成本。
与智慧城市融合:电力管道是城市地下综合管廊的重要组成部分,其智能化数据可接入城市级智慧能源综合服务平台。通过与水务、燃气、交通等平台的数据交互与智能分析,实现城市能源系统的整体优化调度与低碳运行,助力智慧城市建设。
结论与展望
电力管道施工行业拥抱智能电网与绿色能源,本质是一场深刻的自我革命。它要求企业不仅掌握先进的施工技术,更要具备跨学科的系统集成能力、数据运营能力和绿色管理理念。在国家政策的强力推动和市场需求的牵引下,行业唯有主动变革,将智能化传感器、数字孪生、清洁能源应用、模块化预制等理念深度融入项目全生命周期,才能在未来以新能源为主体的新型电力系统中扮演不可或缺的关键角色,从幕后走向前台,真正成为智慧能源时代的“动脉”与“神经”建设者。