CN110930805A - 变电站三维仿真系统 - Google Patents

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章婷
钱艳
曾征
陈瑶
刘胤辰
谢烨
宋国正
潘占军
孙宏刚
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State Grid Corp of China SGCC
Xianning Power Supply Co of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
Xianning Power Supply Co of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
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    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes

Abstract

本发明公开了变电站三维仿真系统，包括信息采集交互系统，与所述变电站内的运行设备连接，用于采集所述运行的数据信息；计算机处理系统，与所述信息采集交互系统连接，根据信息采集交互系统所采集的变电站的实际测量数据对设计参数模块中的各个参数进行调整设定；虚拟仿真系统，与所述计算机处理系统连接，用于根据所采集的参数和所调整的参数对设备进行建模以及根据所建的设备模型还原所述变电站；以及显示模块，与所述虚拟仿真系统连接，用于显示所还原的变电站。

Description

变电站三维仿真系统
技术领域
本发明涉及在电气领域，尤其涉及变电站三维仿真系统。
背景技术
随着电力系统的快速发展，先在的电力系统的越来越复杂，对于现在电力人员的要求也越来越高，目前变电站面临的问题是基础数据不真实，不动态，无法可视化，设备空间信息和运行参数无法准确的掌握，同时设备之间关联信息不全，同时在设备检修的过程中，对于周围的环境无法“远程”的掌握，检修方案的编写依据无法与现场完全对应，变电站三维仿真系统就是在这一背景下应运而生，并得到迅速发展的检测技术之一。
目前，许多国家和地区研发了变电站仿真培训系统；国内也有一些变电站仿真系统，如利用3Dmax技术实现变电站仿真培训系统等等，这些三维仿真系统主要是虚拟建立通用的变电站，用于电力人员培训来掌握变电站设备与技术。但是，这些三维仿真系统都无法无法作为施工预防性工具来模拟各个具体实际的变电站，只能起到一个示意的作用且工作量巨大。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的变电站三维仿真系统，根据采集的变电站内的设备的参数对设备进行三维仿真建模，处理所建模型，还原变电站，实现了模拟变电站。基于虚拟仿真技术的变电站全景实时调控系统能够打破传统模式，从而解决现有变电站，数据不真实、不动态、不能可视化，运行设备空间信息无法准确掌握、设备运行参数无法全面掌握和设备之间关联信息不全的问题，同时解决了在设备检修过程检修周边环境不能“远程”掌握和检修方案编写依据不能与现场完全对应的问题，通过对变电站的三维仿真呈现在专业人员面前，实时动态模拟现场设备动作情况，极大地提升调控专业人员对现场实际情况的掌握，加深对变电站实际设备操作情况的理解，使调控人员能够直观的查看设备的实时数据，有效确保电网安全、稳定、优质运行。此外，该仿真系统借助计算机数字仿真技术和物理模拟技术，可用于仿真培训，为受训人员提供一个物理上近 似的变电所工作平台和作业环境，使他们有可能在有限的时间内，在接近于实战的条件下 进行高密度的运行操作及各种事故形态下的处理作业演练，从而获得比传统培训方法或在工作中自我积累更好的效果，提高了培训的效率。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
变电站三维仿真系统，包括：
信息采集交互系统，与所述变电站内的运行设备连接，用于采集所述运行的数据信息，其中所述数据参数包括变电站空间信息、运行环境信息、变电站运行框架机运行方式信息、变电站所有实物运行参数信息以及变电站所有实物三维图像信息；
计算机处理系统，预先存储变电站三维空间模型、变电站运行环境模型、电站运行设备模型、设计参数模块、导线形态模型以及连接方式模型，并与所述信息采集交互系统连接，根据信息采集交互系统所采集的变电站的实际测量数据对设计参数模块中的各个参数进行调整设定；同时可向信息采集交互系统发送信号使得所述信息采集交互系统根据接收到的信息调控变电站的运行设备；
虚拟仿真系统，包括变电站三维空间模型、变电站运行环境模型、电站运行设备模型、导线形态模型以及连接方式模型，与所述计算机处理系统连接，用于根据所采集的参数和所调整的参数对设备进行建模以及根据所建的设备模型还原所述变电站；以及
显示模块，与所述虚拟仿真系统连接，用于显示所还原的变电站。
进一步的，所述运电站运行设备模型包括办公设备模型、网络设备模型、通信设备模型、自动化设备模型、监控设备模型、消防设备模型、电源设备模型、以及线路软导线模型
进一步的，所述变电站三维空间模型包括变电站整体空间模型、变电站外围空间模型以及变电站建筑空间模型。
进一步的，变电站运行环境模型包括变电站供电运行环境、变电站沟道建模、变电站设备区建模和变电站安防建模。
进一步的，所述显示模块和所述显示模块通过电信号连接进行数据信息传输。
本发明的有益效果为：
1、本系统通过三维建模来立体化变电站空间信息，按照设备的真实面貌还原三维信息，通过多个实物的互联组成空间物联信息，物物互联才能掌握整个变电站的运行信息，实现了变电站的“三维空间立体化、三维仿真可视化以及实物组装物联化”。
2、本系统可全面掌握变电站整体三维空间信息，动态可视化显示所有设备基础属性，动态多维度仿真显示设备空间信息，数字化统计分析变电站基础台账，同时优化提升变电站运行检修效率，解决了现有的数据不真实、不动态以及不能可视化的问题，同时解决了设备空间信息无法准确掌握、设备运行参数无法全面掌握以及设备之间关联信息不全的问题。
3、根据采集的变电站内的设备的参数对设备进行三维仿真建模，处理所建模型，还原变电站，实现了模拟变电站。基于虚拟仿真技术的变电站全景实时调控系统能够打破传统模式，从而解决现有变电站，数据不真实、不动态、不能可视化，运行设备空间信息无法准确掌握、设备运行参数无法全面掌握和设备之间关联信息不全的问题，同时解决了在设备检修过程检修周边环境不能“远程”掌握和检修方案编写依据不能与现场完全对应的问题，通过对变电站的三维仿真呈现在专业人员面前，实时动态模拟现场设备动作情况，极大地提升调控专业人员对现场实际情况的掌握，加深对变电站实际设备操作情况的理解，使调控人员能够直观的查看设备的实时数据，有效确保电网安全、稳定、优质运行。此外，该仿真系统借助计算机数字仿真技术和物理模拟技术，可用于仿真培训，为受训人员提供一个物理上近 似的变电所工作平台和作业环境，使他们有可能在有限的时间内，在接近于实战的条件下 进行高密度的运行操作及各种事故形态下的处理作业演练，从而获得比传统培训方法或在工作中自我积累更好的效果，提高了培训的效率。
附图说明
图1为本发明提出的变电站三维仿真系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
变电站三维仿真系统的目的是虚拟现实，全面全面掌握变电站整体三维空间信息，动态可视化显示所有设备基础属性，动态多维度仿真显示设备空间信息，数字化统计分析变电站基础台账，同时优化提升变电站运行检修效率。
本申请系统主要围绕以下5个阶段进行开发：变电站三维空间建模、变电站运行环境建模、电站运行设备建模、变电站设备仿真绘图以及变电站所有实物组装。
变电站三维空间建模和电站运行环境建模是为了配合变电站而构建的虚拟环境部分，主要包括变电站整体空间建模、变电站外围空间建模和变电站建筑空间建模；
电站运行环境建模主要包括变电站供电运行环境建模、变电站沟道建模、变电站设备区建模和变电站安防建模等；
变电站运行设备建模主要包括变电站办公设备建模、变电站网络设备建模、变电站通信设备建模、变电站自动化设备建模、变电站监控设备建模、变电站消防设备建模、变电站电源设备建模、变电站一次设备建模、变电站二次设备建模等；
变电站设备仿真绘图，是在设备建模后，需要按照设备真实的面貌进行仿真绘制，目的是不需要到现场能知道设备的运行面貌。
变电站所有实物组装是对同一个设备不同模块组装、不同设备同一个空间组装以及不同空间同一个站点组装。
变电站三维仿真系统，包括：
信息采集交互系统，与所述变电站内的运行设备连接，用于采集所述运行的数据信息，其中所述数据参数包括变电站空间信息、运行环境信息、变电站运行框架机运行方式信息、变电站所有实物运行参数信息以及变电站所有实物三维图像信息；
计算机处理系统，预先存储变电站三维空间模型、变电站运行环境模型、电站运行设备模型、设计参数模块、导线形态模型以及连接方式模型，并与所述信息采集交互系统连接，根据信息采集交互系统所采集的变电站的实际测量数据对设计参数模块中的各个参数进行调整设定；同时可向信息采集交互系统发送信号使得所述信息采集交互系统根据接收到的信息调控变电站的运行设备；
虚拟仿真系统，包括变电站三维空间模型、变电站运行环境模型、电站运行设备模型、导线形态模型以及连接方式模型，与所述计算机处理系统连接，用于根据所采集的参数和所调整的参数对设备进行建模以及根据所建的设备模型还原所述变电站；以及
显示模块，与所述虚拟仿真系统连接，用于显示所还原的变电站。
进一步的，所述运电站运行设备模型包括办公设备模型、网络设备模型、通信设备模型、自动化设备模型、监控设备模型、消防设备模型、电源设备模型、以及线路软导线模型
进一步的，所述变电站三维空间模型包括变电站整体空间模型、变电站外围空间模型以及变电站建筑空间模型。
进一步的，变电站运行环境模型包括变电站供电运行环境、变电站沟道建模、变电站设备区建模和变电站安防建模。
进一步的，所述显示模块和所述显示模块通过电信号连接进行数据信息传输。
因此，根据采集的变电站内的设备的参数对设备进行三维仿真建模，处理所建模型，还原变电站，实现了模拟变电站。基于虚拟仿真技术的变电站全景实时调控系统能够打破传统模式，从而解决现有变电站，数据不真实、不动态、不能可视化，运行设备空间信息无法准确掌握、设备运行参数无法全面掌握和设备之间关联信息不全的问题，同时解决了在设备检修过程检修周边环境不能“远程”掌握和检修方案编写依据不能与现场完全对应的问题，通过对变电站的三维仿真呈现在专业人员面前，实时动态模拟现场设备动作情况，极大地提升调控专业人员对现场实际情况的掌握，加深对变电站实际设备操作情况的理解，使调控人员能够直观的查看设备的实时数据，有效确保电网安全、稳定、优质运行。此外，该仿真系统借助计算机数字仿真技术和物理模拟技术，可用于仿真培训，为受训人员提供一个物理上近似的变电所工作平台和作业环境，使他们有可能在有限的时间内，在接近于实战的条件下 进行高密度的运行操作及各种事故形态下的处理作业演练，从而获得比传统培训方法或在工作中自我积累更好的效果，提高了培训的效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.变电站三维仿真系统，其特征在于，包括：
信息采集交互系统，与所述变电站内的运行设备连接，用于采集所述运行的数据信息，其中所述数据参数包括变电站空间信息、运行环境信息、变电站运行框架机运行方式信息、变电站所有实物运行参数信息以及变电站所有实物三维图像信息；
计算机处理系统，预先存储变电站三维空间模型、变电站运行环境模型、电站运行设备模型、设计参数模块、导线形态模型以及连接方式模型，并与所述信息采集交互系统连接，根据信息采集交互系统所采集的变电站的实际测量数据对设计参数模块中的各个参数进行调整设定；同时可向信息采集交互系统发送信号使得所述信息采集交互系统根据接收到的信息调控变电站的运行设备；
虚拟仿真系统，包括变电站三维空间模型、变电站运行环境模型、电站运行设备模型、导线形态模型以及连接方式模型，与所述计算机处理系统连接，用于根据所采集的参数和所调整的参数对设备进行建模以及根据所建的设备模型还原所述变电站；以及显示模块，与所述虚拟仿真系统连接，用于显示所还原的变电站。
2.根据权利要求1所述的变电站三维仿真系统，其特征在于：所述运电站运行设备模型包括办公设备模型、网络设备模型、通信设备模型、自动化设备模型、监控设备模型、消防设备模型、电源设备模型、以及线路软导线模型。
3.根据权利要求2所述的变电站三维仿真系统，其特征在于，所述变电站三维空间模型包括变电站整体空间模型、变电站外围空间模型以及变电站建筑空间模型。
4.根据权利要求3所述的变电站三维仿真系统，其特征在于：变电站运行环境模型包括变电站供电运行环境、变电站沟道建模、变电站设备区建模和变电站安防建模。
5.根据权利要求4所述的变电站三维仿真系统，其特征在于：所述显示模块和所述显示模块通过电信号连接进行数据信息传输。
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