基于虚拟现实技术的变电站仿真培训系统

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于虚拟现实技术的变电站仿真培训系统　　摘要：文章主要以虚拟技术的变电站仿真培训系统为研究对象，首先介绍了系统整体框架，然后分析了系统的物理建模、几何建模和行为建模，并对虚拟变电站与仿真培训系统结合方法进行探究，最后阐述了虚拟变电站仿真培训系统的实现。该系统能够实现实时交互动态仿真，具有三维显示的功能，具有较高的研究价值。　　关键词：虚拟现实技术；变

2、电站；仿真培训系统　　引言　　变电站是电力系统的重要组成部分，在很大程度上影响着电力系统的顺利运行，因此，提升变电站人员整体素质很有必要。但是�F阶段，我国大多数电力企业对变电站人员的培训水平仍然较低，不能让变电站人员在运行的设备上进行实际操作，难以真正提升员工的操作水平。因此，建立一个与变电站实际运行相似的仿真培训系统迫在眉睫。　　1基于虚拟现实技术的变电站仿真培训系统的结构为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、

3、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　基于虚拟现实技术的变电站仿真培训系统应能模拟变电站正常、异常和故障时的各种工况及操作过程，如设备巡视、设备投运、调整变压器分接头以及断路器跳闸等。在虚拟变电站内，如果受训人员的模拟操作改变了变电站的网络拓扑结构，电力系统仿真软件将自动重新计算并将仿真结果立即传送给虚拟保护自动装置，再由这些装置立即进行计算并做出

4、正确反应。这样，模拟操作的过程和结果就与实际现场基本一致了。　　基于虚拟现实技术的变电站仿真培训系统的整体结构如图1所示，其主要包括电力系统仿真模块、信号处理模块、输入判断模块、虚拟变电站模块、输出判断模块和用户交互模块。　　下面将具体分析这几个模块：　　一，虚拟变电站对于用户是可见的，用户能够直接在虚拟变电站中模拟任何操作；　　二，电力系统仿真模块能够模仿变电站正常运行、故障检修等多种情况，并且电力系统仿真模块能够不断输出电压和电流信号，在建立电力系统仿真模块的过程中，应全面分析自动装置、交直流系统、变电站的一次设备及其操

5、作机构、综合自动化系统的详细模型；　　三，信号处理模块对电力系统仿真模块输出的信号进行处理，并将其送入输入判断模块；　　四，输入判断模块根据处理后的信号，判断此时虚拟设备的状态是否发生变化，并将这种变化实时地反映到虚拟变电站中；为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学

6、点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　五，输出判断模块首先判断虚拟变电站的网络拓扑结构是否发生变化，再根据所发生的变化来改变电力系统仿真模块的计算条件。　　六，用户交互模块能够实现与虚拟变电站的交互，其主要用于用户操作，用户可以通过该模块模拟变电站操作，　　2虚拟变电站仿真培训系统设计　　几何建模　　虚拟变电站仿真培训系统中的虚拟设备应真实体现实际设备表面的几何特征，在具体建模的过程中，通常依据早已明确的“物体-部件-面-点”的接点结构，同时对每个节点进行建模，最后完成所有系统的建模。在变电站的背

7、景模型上，例如树木、墙面等能够使用纹理贴图，这样不仅能够在很大程度上降低节点数目，还能够充分保留虚拟世界的真实感。　　物理建模　　物理建模就是在建立的几何模型中，按照物理模型明确对象应具备的具体属性，同时建立相关的数学模型。　　行为模型　　行为模型就是虚拟设备应能够真实体现实际设备运转等行为，还要确保虚拟设备与实际设备的客观规律相一致，一般通过采用外部传感器以及外部接口相连接实现行为模型。　　3虚拟变电站与仿真培训系统结合方法为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特

8、色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　变电站仿真培训系统要按