沉浸式变电站设备监控培训仿真系统关键技术研究

在已建三维变电站监控培训系统基础上,基于沉浸式虚拟现实技术设计了基于VR技术的变电站设备监控仿真系统,重点介绍了所采用的三维场景引擎转换技术和设备监控案例流程仿真技术。实践证明,该系统通过沉浸式视觉体验和自然操作交互方式实现了高效的变电站设备监控仿真,使学员在逼真的虚拟培训环境中深刻体验变电站现场操作流程,提高培训效果。     

电力系统虚拟环境的研究及应用

简述了虚拟现实技术的功能特征及相关技术概念，探讨该技术在电力系统仿真培训中的应用。以变电站虚拟屏台为例，说明电力系统虚拟环境开发过程，并介绍了用三维驱动控件技术构建变电站虚拟屏台的方法。利用虚拟现实技术，极大地方便了电力系统的仿真培训，具有显著的经济效益和社会效益。     

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.     

220kV集控中心仿真培训系统的研制和应用

介绍了河北省电力公司石家庄培训中心220kV集控中心仿真培训系统的研制和应用情况。该系统实现了电网仿真、集控中心监控系统仿真、变电站综合自动化系统仿真和变电站仿真的一体化,采用图模库一体化技术和变电站虚拟设备生成技术,实现了全三维的一、二次设备的仿真,开发了集控中心遥视仿真,实现了非盲值班模式的培训,是目前适合于集控中心运行人员培训的最先进的仿真培训系统。     

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。     

基于虚拟现实技术的变电站仿真培训系统

介绍了虚拟变电站仿真培训系统的结构及虚拟变电站的建模方法,采用虚拟现实建模语言建立了三维虚拟电气设备及虚拟变电站,将基于MATLAB的电力系统仿真软件与虚拟变电站连接起来模拟变电站的各种运行状态。该系统不仅具有三维显示、实时交互及动态仿真等特点,还可以在PC机和Windows操作系统环境下运行,因此具有经济、高效、便于使用等优点。     

变电站自动化仿真测试系统的设计和实现

针对目前运行变电站日常维护工作和新建主站系统信号核对工作的难点,设计并实现了变电站自动化仿真测试系统。文中简述了系统仿真测试原理、体系结构及结构特点,详细阐述了系统各模块功能和仿真装置能力。该仿真测试系统可在1台计算机上基于虚拟技术正确完成大型系统仿真和不同型号装置仿真,实现海量数据测试、保护事件模拟重演、整组动作模拟上送等功能。     

客户变电站仿真培训系统柔性构建技术研究

客户变电站是重要的用电系统，文章针对客户变电站接线方式多样、设备类型繁多的特点，提出了层次化的变电站柔性仿真培训系统的体系结构，采用对象模型模板、应用框架、仿真引擎等柔性仿真技术，克服了传统定制开发变电站仿真系统的不足。所构建的客户变电站仿真运行系统具有开发周期短、构造效率高、集成方便和易于扩展的特点，实现了客户变电站仿真培训系统建模的柔性化和仿真环境的柔性化。     

地下变电站虚拟现实仿真系统的研究

地下变电站全部采用室内封闭式组合电气设备(GIS),其电站环境也是封闭式的,因此需要大量工业辅助设备保证其安全运行,与常规变电站相比对运行人员提出了更高的要求。利用三维造型软件和虚拟开发平台对复杂的地下变电站运行环境进行虚拟再现,针对地下变电站的特点对学员进行地下变电站日常巡视、操作和事故处理等仿真培训。经测试,该培训系统扩展性好、真实感强,可模拟变电站的扩建和改造,在虚拟变电站中进行变电设备的在线编辑,满足地下变电站长期规划下的仿真培训需要。     

基于专家系统和以太网的变电站培训仿真系统

本文提出了基于专家系统和以太网结构的变电站培训仿真系统。该系统既保持了实物性仿真的特色－具有一个与真实变电站类似的仿真变电站,又保持了虚拟性仿真的优点－具有针对不同变电站的多个虚拟变电站环境,为快速也培训大批变电运行人员提供了有效的工具。     

基于行为仿真的变电站仿真系统

为了降低变电站培训成本与提高培训的真实感,对变电站中人的行为进行了研究与仿真,结合虚拟现实技术、虚拟人行为仿真技术设计并实现了一套变电站仿真系统。利用三维建模技术构建了变电站中的主要虚拟人模型和主要的场景模型;利用行为建模技术为变电站中的虚拟人建立了行为动画;利用开源场景图形库(OSG)平台与骨骼动画引擎(Cal3D)平台实现了变电站的漫游仿真与虚拟人行为控制仿真,提出并实现了基于属性与碰撞检测的虚拟人行为生成算法,设计并实现了一套辅助子系统用于辅助用户完成变电站中的仿真与设备查询。实验结果显示,设计实现的仿真系统仿真效果较好,具有一定的实用性和现实意义。     

变电设备状态检测培训仿真系统的实现

为提高变电检修人员的培训效率,开发了全数字变电设备状态检测培训仿真系统。介绍了系统的总体结构和功能,重点描述了基于OpenSceneGraph(OSG)和N叉空间剖分树的三维图形引擎,以及基于组件化仿真算法库的故障仿真和检测仪器仿真、基于与或树的检测过程仿真等关键技术,在此基础上介绍了系统的工程应用情况。应用表明,该系统具有高度的沉浸感和灵活性,培训效率更高,培训效果更好。     

智能变电站二次系统综合仿真培训平台设计和研制

针对智能变电站二次系统各专业培训的新需求,设计并研制了面向变电站二次系统多专业的智能变电站二次系统综合仿真培训平台。采用数字仿真和物理仿真相结合的混合仿真模式,并通过将数字仿真平台上产生的录波文件在物理仿真平台中进行数字化回放,实现了2套不同形式的仿真培训模式的有机结合。提出一种基于通用平台的继电保护数字仿真技术,构建了智能变电站数字化实时仿真培训环境。基于多态技术,在实时态和培训态环境下同时实现了智能变电站变电运行操作和二次检修维护操作的仿真培训。基于SCD智能装置输出数据集的分层次的图形化二次虚回路设计和虚端子连接及比较技术,实现了智能变电站二次虚回路和虚端子连接的可视化的设计培训。满足智能变电站设计专业的培训需求。     

基于虚拟现实技术的变电站一次设备巡视仿真培训系统

对国内变电站一次设备巡视仿真进行了分析,在变电站仿真机上增加一次设备巡视仿真,使得仿真机功能趋于完善。提出并实现了虚拟现实技术在电力系统中具体应用,以及利用先进的培训手段以提高培训效果。     

基于组件技术的变电站二次回路动态仿真系统

介绍基于组件技术的变电站二次回路动态仿真系统,系统借助Visual C++编程系统,基于IEC61850标准的基础,编译搭建一个图形化的虚拟仿真数据平台,在此平台上绘制变电站二次侧的接线图,并且采用虚拟仿真技术实现虚拟测试信号源,模拟电流、电压信号和逻辑信号,控制变电站二次回路的动态变化,实现对变电站二次回路元件正常及各类典型异常情况下的动作逻辑及电气关系仿真。     

基于虚拟DSP的变电站激光自校验技术研究

目前激光自校验是变电站自校验的重要方式,但由于变电站激光自校验存在运行成本高,使用寿命短等缺点,难以广泛使用。针对这一类问题,提出了一种基于虚拟DSP的变电站激光自校验技术。它通过虚拟定时中断实时接收变电站调节电压模块接收的操作命令和编写的虚拟DSP数据,利用加减速处理器改善变电站电流稳定性,利用定时插补程序提高变电站电压的定时准确度。通过插补后的动态坐标和刷新后的变电站数字信号形成映射,由此完成变电站激光自校验,降低变电站激光自校验成本,提高变电站电压稳定性。仿真实验结果表明:所提方法运行成本低,实用效果较好。     

虚拟继电保护柔性建模仿真系统的研究

为解决目前电力系统仿真分析中缺乏系统化继电保护模型的问题,研究并开发了基于柔性仿真技术和混杂Petri网的虚拟继电保护建模仿真系统。根据继电保护的特点和建模要求,提出保护系统混杂时间Petri网模型,作为整个柔性建模仿真系统的基础;预设多类元件和算法模块,实现组态式搭建继电保护模型,并采用多方法、多层次的柔性建模手段,使模型具有混杂性和多分辨率,以满足不同仿真应用的需要;仿真中应用柔性仿真原理,分别开发具有特定功能的程序组件,面向不同应用构成应用框架,由仿真引擎统一调配数据和控制运行流程,将保护模型柔性地引入电力系统暂态和中长期仿真,基于开环和闭环模式,可方便地进行电网连锁故障重演、保护装置测试、保护新原理开发、定值校验等方面的仿真和研究,具有重要的实际意义和工程价值。