智能变电站培训仿真系统的研究与开发

为有效提升智能变电站运行人员的培训质效,研究和开发了智能变电站培训仿真系统。将真实监控系统引入变电站仿真培训系统,开发基于SCD文件解析的网络通信仿真模块,采用定值与逻辑结合的方法仿真二次设备,利用三维虚拟场景模拟设备外观、主设备内部结构和原理,可实现智能变电站设备巡检、设备操作、异常及事故处理等培训。     

气象模拟仿真技术在电力安全应急培训中的应用与研究

为解决目前电力安全应急培训中缺乏真实感与沉浸感,实际作业场景难现、培训效果不佳等问题。本文结合VR虚拟仿真技术,粒子系统、动态纹理等三维渲染技术研发出一套关于气象变换的模拟仿真程序,分析气象仿真技术、粒子系统、动态纹理等三维渲染技术的原理与应用,为研发提供解决思路和处理方法,同时结合虚拟现实VR技术,模拟出各种环境在极端气象条件下的状态,用于高度还原应急事件场景,为完成多专业、多维度、多角色协同的应急作业训练,提供高效的安全应急培训方案。经过大量VR应急培训项目中的运用反馈,达到预期的效果,真实还原作业场景与地震灾害场景等,提高了培训者的课程内容吸收率与学习的自主性,获得了培训者的高度认可。VR虚拟仿真方法运用于电力安全应急培训是正确并有效的,可为实际生产提供指导。     

基于虚拟人行为的三维变电站仿真培训系统

为提高变电站仿真培训系统的真实感,对变电站虚拟场景中虚拟人的行为模型进行了研究,设计出了基于虚拟人行为的三维变电站仿真培训系统.系统框架由几何建模、行为建模和场景驱动3个部分组成.几何建模部分采用二维和三维几何模型对变电站设备和虚拟人进行了表示.行为建模部分通过动画技术对虚拟人的行为和设备的行为进行了仿真.场景驱动执行引擎负责实现虚拟人和物体的交互,以及虚拟场景的渲染和漫游.     

核电站三维动态仿真系统

为提高核电站仿真培训系统的真实感,设计了基于虚拟现实技术的核电站三维动态仿真系统。系统采用三维建模技术构建核电站的主要厂房和设备,通过三维场景交互技术实现对核电站虚拟场景的自主和固定路径漫游,采用三维动画技术对设备拆装、冷却系统和堆芯工作原理进行模拟。提出了基于参数关联的时序动画生成方法,用以实现设备的虚拟拆装;利用纹理法实现了冷却系统中的水流效果;提出了模型叠加法,用以表现反应堆内部的反应速率。利用该系统,受培训人员能够在核电站虚拟场景中直观了解核电站的构造和工作原理,从而增强了培训的效果。     

变电站开关设备检修虚拟仿真培训系统开发与应用

:通过搭建变电站开关设备检修虚拟仿真培训系统,以典型变电站开关设备为原型,利用虚拟现实技术对作业场景、检修流程和安全要点进行模拟仿真,实现设备巡检、结构拆装、操作考核等培训功能.实际应用效果表明,该系统可有效提升运检人员的实操技能水平。     

探讨基于虚拟现实技术的变电站三维仿真技术

为了提高变电站仿真培训的水平,采用虚拟现实建模语言(VRML)建立了三维虚拟电气设备及虚拟变电站,并且通过VRML的Script节点调用Java程序实现了交互功能。应用三维图形技术,为变电站仿真系统构造虚拟环境,能大大提高变电站场景的真实感,同时,将电力系统仿真软件与虚拟变电站结合起来模拟变电站的各种运行状态,为变电站仿真培训工作带来了技术飞跃。     

基于增强现实技术的智能变电站设备运维仿真

为解决智能变电站运维培训效果不佳等问题,本文介绍并实现了一种基于增强现实技术的运行维护仿真系统。首先,比较了增强现实技术与虚拟现实技术的差异,并提出了基于增强现实技术在运维仿真系统中的设计架构。随后,通过数据预处理、分层模式识别以及图像形状检索等方式建立变电站内各设备场景的3D模型库;进一步介绍了三维注册跟踪技术、虚实融合技术以及人机交互等关键技术在智能变电站中的实现。最后,设计并实现了智能变电站的运维仿真平台。实际示例表明,基于增强现实技术并辅以虚拟现实场景来模拟智能变电站的操作、维护和检修,从视觉、触觉等方面为变电站运行维护人员构建了更加逼真的沉浸式虚拟训练环境、体感系统和互动模式,使仿真效果更加真实有效,且操作实用性更强。     

变电站开关设备检修虚拟仿真培训系统开发与应用

通过搭建变电站开关设备检修虚拟仿真培训系统,以典型变电站开关设备为原型,利用虚拟现实技术对作业场景、检修流程和安全要点进行模拟仿真,实现设备巡检、结构拆装、操作考核等培训功能。实际应用效果表明,该系统可有效提升运检人员的实操技能水平。     

变电站应用实景复制技术建模和网络安全监控

随着物联网技术和三维激光技术的快速发展,针对国网公司对电网设备安全运行的智能化需求,提出了一种实景复制技术。采用全局和局部点云特征表示的深度网络架构的新型变电站物联网安全监控平台,网络直接将原始点云作为网络的输入数据而未进行体素化或渲染操作。针对电力设备对象,通过提取点云数据局部几何主导子空间来实现快速数据处理,提高数据质量并估算点云法矢,自动识别输变电物联网安全场景中的重复结构,实现数据增强和结构建模。该算法可以使得模型与原始点云拟合误差最小,从而快速得到电力物联网设备对象的三维模型,最终实现输变电物联网安全场景的智能理解和高质量重构。在此基础上,建立了变电站物联网安全监控平台提升了设备的安全性,对变电站进行了仿真与建模、可视化分析和管理等,有效地保障了变电站的物联网安全监控能力。     

基于海量点云数据的变电站三维全真建模方法

面向变电站管理工作中对三维场景模型的实际需求,构建了基于三维激光扫描采集的海量点云数据的三维全真模型。首先运用激光扫描仪对变电站进行高精度测量,获得海量的离散点云数据,然后重点研究了基于海量点云数据预处理及自动曲面重建方法,实现了点云数据的自动遍历,快速重建出几何和拓扑真实的变电站三维模型,直观展示变电站场景真实的三维空间信息。     

智能变电站二次设备仿真培训系统可视化研究

对智能变电站二次设备仿真培训系统的可视化方法进行了研究。首先介绍了智能变电站仿真对象,确定了仿真目标,建立了系统及网络架构。然后从系统的整体展示、通用模拟IED的仿真、SCD可视化设计三个方面进行了可视化研究。通过该方法能够将220 kV智能变电站二次设备真实地模拟出来。最后从多媒体技术角度实现了二次设备矢量可视化设计。该设计能够为变电运行、检修人员培训提供相应的借鉴,有利于更好地掌握智能变电站的运行和检修技术。     

OSG技术在变电站仿真中的应用

基于OSG1.0开发库,利用3DMax建模工具构建模型场景,VC 和OSG编程来实现场景的显示、场景的漫游、碰撞检测和设备的状态变化,构筑一个三维、动态、实时、可交互的数据平台,展现包含各种数据的动态的实体效果.用户可以自然地和虚拟环境中的客体进行交互,相互影响,从而产生亲临现场的感受和体验.最终该系统满足了变电站仿真培训的要求.     

面向维护人员的变电站自动化技术培训系统

介绍一种基于数字仿真/交流驱动的变电站综合自动化技术培训系统.它是面向变电站二次设备维护人员的新型技能培训系统,具有丰富实用的培训功能和培训内容,能够真实、全面地展示保护和测控装置以及整个综合自动化系统的功能、性能、特点甚至缺陷.该培训系统的主要技术特点是:电网一次系统及设备采用计算机实时数字仿真,可模拟一次系统及设备的各种运行状态、故障和异常;变电站二次系统采用真实的综合自动化系统设备;交流回路采用三相交流信号驱动.     

小型110kV模拟变电站

介绍一座 110kV模拟变电站 ,它采用低电压模拟高电压 ,低压设备模拟实际变电站中的一次设备 ,电抗器和电阻模拟实际的线路及负载 ,二次设备采用实际运行中的设备。试验及运行表明 ,该变电站投资少、功能全 ,可真实模拟实际变电站的运行情况 ,进行各种操作及相关试验 ,大大缩短了人员培训的时间 ,提高了培训效果 ,为运行人员的培训、教学及科研提供了实践的场所。     

基于深度强化学习的户内变电站通风降噪优化设计

针对户内变电站运行发热导致温度过高引发安全风险，以及采取相关散热措施可能导致噪声扰民的问题，提出一种基于有限元仿真和深度强化学习的户内变电站进风口设计参数优化方法。以此对户内变电站通风系统进风口位置大小进行优化设计，使其获得最优通风降噪效果。首先，通过有限元分析法对其温度场、流体场和声场进行仿真建模；然后，基于大量仿真数据，采用卷积神经网络建立温度和噪声的预测模型；最后，考虑噪声约束，利用基于最大熵强化学习框架的SAC算法，以变电站室内温度最低为目标对进风口设计参数进行优化求解。研究结果表明，经过优化后的进风口设计方案能够有效降低变电站室内温度，同时使噪声满足国家规范要求。     

面向智能运检管理的变电站三维实时监测展示系统开发与应用

变电站三维实时监测展示系统基于Bentley Navigator三维检视平台和i-Model技术,在三维模型基础上,集成设备在线运行监测系统、辅助控制系统、视频监控系统的实时数据,在虚拟现实的环境中,实现了变电站静态数据和动态数据的综合展示,可实时展示、监控关键设备的运行状态、动态数据及运行数据发展趋势,为变电站智能运检提供了可行的实施途径。     

基于传感技术与Zigbee的变电站设备温度在线监测系统

设计了一套基于无线温度传感技术与Zigbee无线自组网通信技术的变电站设备温度实时在线监测系统。对系统的硬件软件分别进行了设计,并提出了一种新的变电站电流致热型设备温度缺陷智能分析的方法。系统解决了变电站温度数据采集实时性差,设备、人工成本高以及临时数据采集、应急状态下的数据传输、布线困难以及无信号覆盖下的数据采集与传输的问题,并提高了设备热缺陷报警的准确性,使变电站运行更加安全可靠。     

融冰绝缘地线对变电站雷电过电压的影响

地线直流融冰采用了全线绝缘化设计,而地线绝缘化设计将对变电站雷电过电压产生影响。以500 kV融冰绝缘地线为例,介绍了融冰绝缘地线架设方式,采用 ATP-EMTP 软件建立500 kV变电站雷电侵入波过电压模型,分析了融冰绝缘地线架设对500 kV变电站雷电过电压的影响,总结了雷击点位置、杆塔接地电阻、避雷器配置方案对变电站设备雷电过电压的影响规律。研究结果表明：融冰绝缘地线架设对变电站设备最大过电压影响很小;雷击杆塔离变电站越近,变电站高压设备产生的过电压越大;母线避雷器对变电站设备保护效果较好,雷电侵入波产生的最大过电压下降较多;杆塔接地电阻越小,变电站设备最大过电压越小。其结论对涉及融冰绝缘地线变电站具有一定的参考价值。     

高压断路器多媒体教学软件的开发与应用

根据高压断路器多媒体教学软件的设计方向和设计理念,从主界面、二级界面（包括实训楼、图书馆、仿真楼）、三级界面设计了整体功能模块,该培训系统具有多元化的表现形式、动态化的培训模式、智能化的培训管理。实践证明,高压断路器多媒体教学软件结构合理,界面美观,形式直观生动,操作方便,能够对学员实现高效培训,为变电检修专业仿真教学提供了多元化教学手段。