一種基于VR的變電站三維全景狀態監測方法及系統技術方案

本發明專利技術涉及一種基于VR的變電站三維全景狀態監測方法及系統，屬于高壓開關設備的在線監測技術領域，首先根據變電站的相應電力設備及廠站組件的三維模型建立變電站工作環境的場景，再利用VR技術在建立的場景中建立變電站三維模型，最后在該變電站三維模型中加載并同步顯示變電站內電氣設備的相關數據信息，實現變電站三維可視化的全景狀態監測，能夠真實反映變電站的實際情況。本發明專利技術的狀態監測方法能夠提高變電站的質量管理和工作效率，實現變電站的可視化智能管理，使電力系統安全有效的運行，有效保障作業人員的人身安全。

【技術實現步驟摘要】
一種基于VR的變電站三維全景狀態監測方法及系統
本專利技術屬于高壓開關設備的在線監測
，具體涉及一種基于VR的變電站三維全景狀態監測方法及系統。
技術介紹
變電站是重要的電力設施，主要擔負著電力系統中變換電壓、接受、分配電能，控制電力的流向和調整電壓的職責。隨著電網規模的增大以及結構的復雜，無人值班的變電站對信息系統的依賴程度也逐漸增強，但是各種信息系統缺乏必要的聯系。在變電站的實際運行過程中會出現不同的故障，因此直觀便捷的三維可視化為提高變電站的質量管理和工作效率做出很大貢獻，也成為一種不可阻擋的趨勢。傳統的三維建模方式通過圖像以及測量的方式進行立體測量，然后進行建模，模型的真實性較差，缺乏直觀有效的手段對變電站的運行參數以及狀態參數信息進行有效的展示，進而無法對變電站進行真實可靠地監測，導致變電站的質量管理和工作效率不高，無法保證電力系統的安全運行。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種基于VR的變電站三維全景狀態監測方法及系統，用于解決無法對變電站進行真實可靠地監測導致變電站的質量管理和工作效率不高的問題。為解決上述技術問題，本專利技術提出一種基于VR的變電站三維全景狀態監測方法，包括以下步驟：(1)調用變電站的相應電力設備及廠站組件的三維模型，搭建變電站工作環境的場景；(2)采用VR技術在所述場景中建立變電站三維模型；(3)獲取變電站內電氣設備的相關數據信息；(4)將變電站內電氣設備的相關數據信息加載到所述變電站三維模型中并同步顯示。本專利技術的狀態監測方法首先根據變電站的相應電力設備及廠站組件的三維模型建立變電站工作環境的場景，再利用VR技術在建立的場景中建立變電站三維模型，最后在該變電站三維模型中加載并同步顯示變電站內電氣設備的相關數據信息，實現變電站三維可視化的全景狀態監測，能夠真實反映變電站的實際情況。本專利技術的狀態監測方法能夠提高變電站的質量管理和工作效率，實現變電站的可視化智能管理，使電力系統安全有效的運行，有效保障作業人員的人身安全。進一步，步驟(2)中，采用VR技術在所述場景中根據變電站的相應電力設備及廠站組件的三維模型以及擺放位置配置文件建立變電站三維模型。該擺放位置配置文件存儲有變電站中各電力設備及廠站組件的擺放位置數據，根據上述擺放位置配置文件能夠獲取各電力設備及廠站組件的擺放位置，再結合相應電力設備及廠站組件的三維模型，能夠在場景中建立變電站三維模型。變電站的相應電力設備及廠站組件的三維模型的獲取過程為：先通過三維激光掃描儀獲取相應電力設備及廠站組件的點云數據，根據所述點云數據建立所述相應電力設備及廠站組件的三維模型。進一步，還包括如下步驟，以實現巡檢線路的線路巡檢：在變電站三維模型中按順序設置節點，并標注對應節點所需執行的動作，模擬巡檢線路，然后根據模擬得到的巡檢線路進行線路巡檢。進一步，實現在變電站三維模型中顯示變電站內電氣設備的相關數據信息的過程包括：識別用戶對所述變電站三維模型中電氣設備的選取動作，在相應的數據區內顯示被選取的電氣設備的相關數據信息，且各數據區內顯示的相關數據信息的數據類型不同。為解決上述技術問題，本專利技術還提出一種基于VR的變電站三維全景狀態監測系統，包括信息處理模塊、數據采集模塊和同步顯示模塊，其中，數據采集模塊用于獲取變電站內電氣設備的相關數據信息；信息處理模塊用于調用變電站的相應電力設備及廠站組件的三維模型，搭建變電站工作環境的場景，采用VR技術在所述場景中建立變電站三維模型，將變電站內電氣設備的相關數據信息加載到所述變電站三維模型中；同步顯示模塊用于同步顯示所述變電站三維模型。本專利技術的狀態監測系統根據變電站的相應電力設備及廠站組件的三維模型建立變電站工作環境的場景，再利用VR技術在建立的場景中建立變電站三維模型，最后在該變電站三維模型中加載并同步顯示變電站內電氣設備的相關數據信息，實現變電站三維可視化的全景狀態監測，能夠真實反映變電站的實際情況。本專利技術的狀態監測系統能夠提高變電站的質量管理和工作效率，實現變電站的可視化智能管理，使電力系統安全有效的運行，有效保障作業人員的人身安全。該狀態監測系統不僅能減少運維檢修人員的工作量，還有利于二次設備的安全提升，能產生很大的經濟效益。進一步，上述信息處理模塊用于采用VR技術在所述場景中，根據變電站的相應電力設備及廠站組件的三維模型以及擺放位置配置文件建立所述變電站三維模型。該擺放位置配置文件存儲有變電站中各電力設備及廠站組件的擺放位置數據，根據上述擺放位置配置文件能夠獲取各電力設備及廠站組件的擺放位置，再結合相應電力設備及廠站組件的三維模型，能夠在場景中建立變電站三維模型。為實現相應電力設備及廠站組件的三維模型的建立，上述狀態監測系統還包括三維激光掃描儀，三維激光掃描儀用于獲取相應電力設備及廠站組件的點云數據，根據點云數據建立所述相應電力設備及廠站組件的三維模型。進一步，為實現巡檢線路的線路巡檢，所述信息處理模塊還用于在變電站三維模型中按順序設置節點，并標注對應節點所需執行的動作，模擬巡檢線路，然后根據模擬得到的巡檢線路進行線路巡檢。進一步，所述同步顯示模塊還用于識別用戶對所述變電站三維模型中電氣設備的選取動作，在相應的數據區內顯示被選取的電氣設備的相關數據信息，且各數據區內顯示的相關數據信息的數據類型不同。附圖說明圖1是本專利技術的變電站三維模型的建立流程圖；圖2是本專利技術的變電站三維全景狀態監測系統的功能示意圖；圖3是本專利技術的變電站三維全景狀態監測系統中數據采集模塊示意圖；圖4是本專利技術的變電站三維全景狀態監測系統中高壓開關設備的分合閘位置的確認流程圖；圖5是本專利技術的粒子群優化神經網絡算法流程圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步的說明。狀態監測系統實施例：本實施例提出一種基于VR的變電站三維全景狀態監測系統，包括三維激光掃描儀，場景數據庫，數據采集模塊，信息處理模塊，以及同步顯示模塊。其中，三維激光掃描儀用于獲取相應電力設備及廠站組件的點云數據，根據上述點云數據建立相應電力設備及廠站組件的三維模型。場景數據庫用于存儲變電站的相應電力設備及廠站組件的三維模型，該場景數據庫使用靜態模型，并載入運行數據，使用動態建模的方法將數據實時的、直觀的、動態的展現出來。數據采集模塊用于獲取變電站內電氣設備的相關數據信息。如圖3所示的數據采集模塊，包括測量IED(測量智能電子設備)、紅外熱像儀、局放傳感器(即局部放電傳感器)、聲波傳感器、狀態監測數據庫、環境監測裝置、傳感器(包括霍爾傳感器、旋轉編碼器、壓力傳感器、姿態傳感器)和視頻模塊。其中，測量IED、紅外熱像儀、局放傳感器、聲波傳感器采集的數據用于進行開關運行狀態監測，狀態監測數據庫和環境監測裝置采集的數據用于進行設備運行情況的評估，傳感器和視頻模塊采集的數據用于進行開關分合閘位置確認。采集的變電站內電氣設備的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基于VR的變電站三維全景狀態監測方法，其特征在于，包括以下步驟：/n(1)調用變電站的相應電力設備及廠站組件的三維模型，搭建變電站工作環境的場景；/n(2)采用VR技術在所述場景中建立變電站三維模型；/n(3)獲取變電站內電氣設備的相關數據信息；/n(4)將變電站內電氣設備的相關數據信息加載到所述變電站三維模型中并同步顯示。/n

【技術特征摘要】
1.一種基于VR的變電站三維全景狀態監測方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)調用變電站的相應電力設備及廠站組件的三維模型，搭建變電站工作環境的場景；
(2)采用VR技術在所述場景中建立變電站三維模型；
(3)獲取變電站內電氣設備的相關數據信息；
(4)將變電站內電氣設備的相關數據信息加載到所述變電站三維模型中并同步顯示。


2.根據權利要求1所述的基于VR的變電站三維全景狀態監測方法，其特征在于，步驟(2)中，采用VR技術在所述場景中根據變電站的相應電力設備及廠站組件的三維模型以及擺放位置配置文件建立所述變電站三維模型。


3.根據權利要求1所述的基于VR的變電站三維全景狀態監測方法，其特征在于，變電站的相應電力設備及廠站組件的三維模型的獲取過程為：通過三維激光掃描儀獲取相應電力設備及廠站組件的點云數據，根據所述點云數據建立所述相應電力設備及廠站組件的三維模型。


4.根據權利要求1所述的基于VR的變電站三維全景狀態監測方法，其特征在于，所述基于VR的變電站三維全景狀態監測方法還包括如下模擬線路巡檢步驟：在變電站三維模型中按順序設置節點，并標注對應節點所需執行的動作，模擬巡檢線路，然后根據模擬得到的巡檢線路進行線路巡檢。


5.根據權利要求1所述的基于VR的變電站三維全景狀態監測方法，其特征在于，實現在變電站三維模型中顯示變電站內電氣設備的相關數據信息的過程包括：識別用戶對所述變電站三維模型中電氣設備的選取動作，在相應的數據區內顯示被選取的電氣設備的相關數據信息，且各數據區內顯示的相關...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉丹丹，張旭，尹軍華，寇新民，陳富國，彭躍輝，王巖妹，魏傢鵬，宋選峰，
申請(專利權)人：河南平高電氣股份有限公司，平高集團有限公司，國家電網有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41