基于虛擬現實技術的變電站可視化投運方法技術

本發明專利技術公開了一種基于虛擬現實技術的變電站可視化投運方法，包括：對變電站進行建模并生成變電站三維設備場景；加載所述電站三維設備場景，搜索充電拓撲節點電氣連接，生成變電站充電拓撲模型；分析所述變電站充電拓撲模型，實時計算在充電過程繪制的正在充電拓撲節點集合；動態繪制所述正在充電拓撲節點集合的充電鏈路，展現充電過程。本發明專利技術準確、逼真地反映現場設備及環境的狀態，形象直觀地演示投運充電過程，方便用戶全方面多角度地查看現場設備。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種變電站可視化投運方法，尤其涉及一種，屬于電力系統仿真

技術介紹
變電站是電力系統中的重要環節，為了保證變電站的安全和穩定運行，必須保證變電站中的設備時刻處于正常狀態。在電網建設過程中，往往會有新變電站替換老變電站，更多的新變電站慢慢加入電網投運。為了保證變電站投運工作的順利開展，運行人員需要進行大量的投運前準備工作，往往需要運行人員到現場熟悉一二次設備并對運行人員進行現場培訓。另外，為了確保變電站的順利投運，各級管理人員在變電站投運前需要多次到現場檢查指導并演習投運充電方案。為了滿足上述變電站投運前和投運期間的各項工作要求，運行人員主要通過照片、視頻、二維接線圖、現場查看等人工方式熟悉現場設備、演示投運方案和投運過程。以上工作方式存在無法全方面、多角度地查看現場設備，或現場設備展示不夠直觀，無法形象地演示投運充電過程等問題。目前，三維虛擬現實技術已經廣泛應用于電力系統的仿真培訓、可視化展示、虛擬試驗等應用中，能夠更加準確、逼真地反映現場設備及環境的狀態，大大提升了用戶的視覺感受和人機交互體驗。雖然這種三維虛擬現實技術已經逐漸應用到電網的各個環節中，但是將該技術應用于變電站的投運過程還存在很多技術問題需要解決。
技術實現思路
針對現有技術所存在的不足，本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種。該方法能夠模擬變電站的現實狀態，真實再現變電站的投運過程。為實現上述的專利技術目 的，本專利技術采用下述的技術方案:一種，包括如下步驟:對變電站進行建模并生成變電站三維設備場景；加載所述變電站三維設備場景，搜索充電拓撲節點電氣連接，生成變電站充電拓撲模型；分析所述變電站充電拓撲模型，實時計算在充電過程繪制的正在充電拓撲節點集合；動態繪制所述正在充電拓撲節點集合的充電鏈路，展現充電過程。其中較優地，所述對變電站進行建模并生成變電站三維設備場景的步驟進一步包括:對變電站中各個設備及其部件創建三維模型并導出三維模型文件；加載三維模型文件生成與真實場景相符合的三維設備場景；綁定三維設備模型和設備狀態實時數據記錄。其中較優地，所述加載所述電站三維設備場景，搜索充電拓撲節點電氣連接，生成變電站充電拓撲模型的步驟進一步包括:I)遍歷變電站實際場景中的所有電力設備和電氣接線，生成變電站充電拓撲節點集合;2)搜索充電拓撲節點相鄰連通的充電拓撲節點，建立充電拓撲節點的連接關系；3)按步驟2)搜索所有充電拓撲節點電氣連接，生成充電拓撲模型。其中較優地，所述搜索充電拓撲節點相鄰連通的充電拓撲節點，建立充電拓撲節點的連接關系的步驟進一步包 括:(a)遍歷充電拓撲節點設備模型的各頂點，計算出所有充電拓撲節點外包立方體的中心點坐標和長、寬、高；(b)判斷當前充電拓撲節點的外包立方體是否與其他充電拓撲節點的外包立方體有相交，如果有相交，得到與該充電拓撲節點的外包立方體相交關系的充電拓撲節點子集合，如果沒有相交，返回繼續搜索下一個充電拓撲節點的外包立方體；(c)針對充電拓撲節點子集合，進一步精確判斷該充電拓撲節點中電力設備模型和電氣接線模型之間的電氣連接關系；(d)按步驟(C)搜索充電拓撲節點子集合中所有充電拓撲節點相鄰連通的充電拓撲節點，建立當前充電拓撲節點和與之相鄰連通充電拓撲節點的連接關系。其中較優地，所述分析所述變電站充電拓撲模型，實時計算在充電過程繪制的正在充電拓撲節點集合的步驟進一步包括:采用遞歸訪問的方法，找出變電站充電拓撲模型中所有正在充電的充電拓撲節點，并將其加入正在充電拓撲節點集合。其中較優地，所述采用遞歸訪問的方法進一步包括:遞歸訪問的起始充電拓撲節點為充電的起始電源點；如果當前充電拓撲節點已經訪問過,對該充電拓撲節點不做處理；如果當前充電拓撲節點未訪問過并且已經完成充電過程繪制，繼續遞歸訪問前充電拓撲節點的相鄰充電拓撲節點；如果當前充電拓撲節點未訪問過并且正在進行充電過程繪制，對前充電拓撲節點不做處理；如果當前充電拓撲節點未訪問過并且不滿足上述條件，那么設置充電過程標志，將前充電拓撲節點加入正在充電拓撲節點集合。其中較優地，所述動態繪制所述正在充電拓撲節點集合的充電鏈路，展現充電過程的步驟進一步包括:按照不同設備類型完成動態繪制正在充電拓撲節點集合的充電鏈路，具體包括，對于電力設備類充電拓撲節點動態繪制，將電力設備及其子部件的三維渲染模式切換為充電指示色的顏色渲染方式，對電力設備及其子部件進行動態繪制，設置充電過程完成標志；對于電氣接線類充電拓撲節點動態繪制，判斷該電氣接線類充電拓撲節點是否已經動態繪制完畢，如果已經完成動態繪制，則設置充電過程完成標志，如果未完成動態繪制，則返回繼續對該電氣接線類充電拓撲節點進行充電過程繪制，直至充電過程繪制完畢。本專利技術所提供的變電站可視化投運方法，通過變電站的三維實景沙盤再現變電站投運的現場實景，可以準確、逼真地反映現場設備及環境的工作狀態，形象直觀地演示投運充電過程，方便用戶全方面多角度地查看現場設備。附圖說明圖1是本專利技術中生成變電站充電拓撲模型的流程示意圖；圖2是繪制拓撲節點集合充電鏈路展現充電過程的流程示意圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步的詳細說明。本專利技術提供一種，包括:按照變電站的實際場景對變電站進行三維建模并生成變電站三維設備場景；加載該變電站三維設備場景，搜索三維設備場景中的充電拓撲節點電氣連接關系，生成變電站充電拓撲模型；分析該變電站充電拓撲模型，實時計算在充電過程繪制的正在充電拓撲節點集合；動態繪制充電拓撲節點集合中各充電拓撲節點的充電鏈路，展現充電過程。下面對該變電站可視化投運方法展開詳細的說明。在對變電站建模并生成變電站三維設備場景的過程中，三維設備子部件模型是構建變電站三維設備場景的基本單位，多個三維設備子部件模型可構建成一個三維設備對象，多個三維設備對象構建成變電站三維設備場景。為了使基于虛擬現實技術構建的三維變電站同物理世界中的變電站保持電氣狀態一致，本專利技術中將與設備狀態參數相關的設備子部件均創建三維模型，例如變壓器設備對象的油溫油位表子部件、開關刀閘設備的接地線子部件等。三維設備對象和實際場景中的設備對象一一對應，實際場景中的設備狀態數據實時保存在電網的設備狀態實時數據庫中，三維設備對象可以通過網絡從設備狀態實時數據庫中讀取相關的設備狀態數據。三維設備對象主要包括電力設備對象和電力設備之間的電氣接線對象，電力設備對象和電力設備之間的電氣接線對象相互連接構成三維虛擬變電站。在變電站三維設備場景中，每個`電力設備由多個設備子部件組成。設備子部件類型包括普通靜態部件、狀態指示部件和設備接線部件。其中普通靜態部件是在應用中外觀和位置不發生變化的部件，例如電力設備主體、絕緣瓷瓶等。狀態指示部件是用于指示開關和刀閘分和狀態的部件，例如開關分合指示器、刀閘臂、地刀臂等。當開關或刀閘的分合狀態發生變化時，該類狀態指示部件以動畫的形式顯示分合狀態。設備接線部件主要為接線端子部件，用于電力設備和電氣接線的連接。對變電站中的設備模型建模可以選用現有的成熟商用建模工具，例如三維建模軟件3DSMax等。對變電站建模并生成三維變電站巡視場景的步驟具體包括:I)利用三維建模軟件，根據實際場景中各電力設備的外觀規格、從電力設備的各個角度現場拍本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于虛擬現實技術的變電站可視化投運方法，其特征在于包括如下步驟：對變電站進行建模并生成變電站三維設備場景；加載所述變電站三維設備場景，搜索充電拓撲節點電氣連接，生成變電站充電拓撲模型；分析所述變電站充電拓撲模型，實時計算在充電過程繪制的正在充電拓撲節點集合；動態繪制所述正在充電拓撲節點集合的充電鏈路，展現充電過程。

【技術特征摘要】
1.一種基于虛擬現實技術的變電站可視化投運方法，其特征在于包括如下步驟: 對變電站進行建模并生成變電站三維設備場景； 加載所述變電站三維設備場景，搜索充電拓撲節點電氣連接，生成變電站充電拓撲模型； 分析所述變電站充電拓撲模型，實時計算在充電過程繪制的正在充電拓撲節點集合； 動態繪制所述正在充電拓撲節點集合的充電鏈路，展現充電過程。2.如權利要求1所述的變電站可視化投運方法，其特征在于所述對變電站進行建模并生成變電站三維設備場景的步驟進一步包括: 對變電站中各個設備及其部件創建三維模型并導出三維模型文件； 加載所述三維模型文件，生成與真實場景相符合的三維設備場景； 綁定三維設備模型和設備狀態實時數據記錄。3.如權利要求1所述的變電站可視化投運方法，其特征在于加載所述變電站三維設備場景，搜索充電拓撲節點電氣連接，生成變電站充電拓撲模型的步驟進一步包括: 1)遍歷變電站實際場景中的所有電力設備和電氣接線，生成變電站充電拓撲節點集合； 2)搜索充電拓撲節點相鄰連通的充電拓撲節點，建立充電拓撲節點的連接關系； 3)按步驟2)搜索所有充電拓撲節點電氣連接，生成充電拓撲模型。4.如權利要求3所述的變電站可視化投運方法，其特征在于，所述搜索充電拓撲節點相鄰連通的充電拓撲節點，建立充電拓撲節點的連接關系的步驟進一步包括: (a)遍歷充電拓撲節點設備模型的各頂點，計算出所有充電拓撲節點外包立方體的中心點坐標和長、寬、高； (b)判斷當前充電拓撲節點的外包立方體是否與其他充電拓撲節點的外包立方體有相交，如果有相交，得到與該充電拓撲節點的外包立方體相交關系的充電拓撲節點子集合，如果沒有相交，返回繼續搜索下一個充電拓撲節點的外包立方體； (c)針對充電拓撲節點子集合，進一步...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王蘭香，趙自剛，楊立波，習新魁，王國平，趙春雷，潘正魁，吳海宏，王炎軍，王拓，
申請(專利權)人：北京科東電力控制系統有限責任公司，河北省電力公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：