Der digitale Zwilling verbesserte den Projektentwurf, den Grundriss sowie die Effizienz und sparte insgesamt 320 Mio. CNY ein (Quelle: Adobe Stock)
Das am Oberlauf des Jangtse-Flusses gelegene Wasserkraftwerk Baihetan ist die zweitgrößte Wasserkraftanlage der Welt und umfasst 16 Stromerzeugungseinheiten mit einer Kapazität von jeweils 1 GW. Die Provinzregierung baute die +/-800-kV-Umrichterstation Butuo mit dem Ziel, die Übertragung der vom Kraftwerk erzeugten elektrischen Energie an 75 Mio. Menschen in Ostchina zu verbessern, die anhaltenden Defizite bei der Stromversorgung im östlichen Lastzentrum zu beheben, den Anteil an sauberer Energie in der östlichen Region zu erhöhen und die CO2-Emissionen zu verringern. Nun wird der vom Wasserkraftwerk Baihetan erzeugte Strom in nur sieben Sekunden in den mehr als 2.000 km entfernten Osten Chinas übertragen. Southwest Electric Power Design Institute Co., Ltd. der China Power Engineering Consulting Group (SWEPDI) war für die Projektentwicklung zuständig.
Da die Regierung die Flächennutzung für das Projekt so gering wie möglich halten wollte, entschied sich SWEPDI für einen Bauplan mit Konzept für „drei Stationen in einer“. Dabei werden zwei Umrichterstationen zur Einspeisung mit der Hauptumrichterstation zusammengelegt, um eine kompaktere Anlage zu erreichen. „Durch die gemeinsame Nutzung von Geräten und Ausstattung werden bei der gemeinsam errichteten Station im Vergleich zu ähnlichen Projekten insgesamt etwa 10 ha an Landressourcen eingespart“, so Mingyu Liao, Senior Engineer bei SWEPDI. Die fertige Anlage erstreckte sich jedoch über 63 ha, was einer Fläche von 90 Fußballfeldern entspricht, und stellte das Projektteam vor große Herausforderungen.
Bauen in großem Stil auf heterogenem Gelände
Um die Entwicklung eines so großen, komplexen Projekts zu unterstützen, plante SWEPDI, digitale Technologie in allen Bereichen einzusetzen, einschließlich Planung, Entwurf, Bau, Fertigung, Betrieb und Wartung. Im Idealfall sollte eine einzige digitale Darstellung der Anlage für den gesamten Lebenszyklus der Station verwendet werden. Der digitale Entwurf sollte außerdem bei der Auswahl eines geeigneten Standorts helfen. „Der Standort für die geplante Umrichterstation befindet sich auf einer durchschnittlichen Höhe von etwa 2.000 m. Es handelt sich um ein hochgelegenes, erdbebengefährdetes Gebiet mit komplexen und vielfältigen Landformen, zerklüftetem Gelände sowie Bergrücken und Gipfeln“, sagte Liao. Auch nach der Standortauswahl würden die Teams die Länge der Pfahlfundamente sorgfältig überprüfen müssen, um sicherzustellen, dass sie die Anlage in einer heterogenen Landschaft tragen können.
Die Entwurfsplattform sollte dem Projektteam auch dabei helfen, die beiden Umspannwerke mit der Hauptübertragungsstation auf einem komplexen, vergleichsweise engen Raum zusammenzulegen und dabei die strikten nationalen Bauvorschriften einzuhalten. Darüber hinaus mussten zahlreiche Fachbereiche eng zusammenarbeiten, um die Kosten unter Kontrolle zu halten und die Zusammenarbeit mit dem Hersteller zu koordinieren. Ältere Entwurfstechniken würden nicht funktionieren. „Der 2D-Entwurf ermöglicht keine Überprüfung des 3D-Layouts, und er ist auch nicht für die Zusammenarbeit mehrerer Fachbereiche und die Übertragung von Entwurfsdaten geeignet“, so Liao. Frühere Versuche, andere 3D-Lösungen zu verwenden, scheiterten an der genauen Positionierung der 3D-Modelle und konnten den großen Umfang des Projekts nicht abdecken. SWEPDI benötigte eine Lösung, die robust und flexibel genug war, um alle Herausforderungen und Anforderungen zu meistern.