[发明专利]一种微电网的虚拟现实系统

说明书

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，具体为一种微电网的虚拟现实系统。

背景技术

随着国民经济的大力发展，电力需求也越来越大，电网规模也不断扩大，超大规模电网的弊端也日益凸现，成本高，运行维护难度大，安全性和可靠性降低，难以满足用户的多样化需求；尤其在近年来世界范围内接连发生的几次大面积停电事故后，大电网的脆弱性充分暴露出来了。此外，伴随着能力需求不断增加，化石能源日趋枯竭，能源危机的加重也使得我国这样一个以煤电为主要电力结构的发展中国家在环境治理上耗费了大量人力、财力和物力。

近年来以光伏发电、风力发电和微型燃气轮机等为代表的分布式发电技术的发展已成为电力系统的有力补充和有效支撑，分布式发电日渐成为满足负荷增长需求、减少环境污染、提高能源综合利用效率和供电可靠性的一种有效途径。微电网就是在这样的基础上被建立起来的。利用微电网技术可整合多种分布式电源，并充分考虑当地配电网特点，在一个局部区域内直接将分布式电源、电网和本地用户有机地组合在一起。

尽管微电网在规模上不及大电网，但麻雀虽小五脏俱全，微电网中同样包含了大电网所具有的发电、输电和配电环节。微电网的部署同样需要很多专业技术人力的参与，尤其像设备维护、部件更换以及现场调配等相关人员都需要快速及时地掌握专业技能。为了降低微电网部署的成本，减小因设计缺陷带来的经济损失，有必要在部署之前对微电网进行仿真分析，即建立一套微电网的虚拟仿真系统。一方面，可以提高微电网系统设计的准确性以及系统软硬件部署的一次成功率；另一方面，电网运行特点决定了不能通过实际设备直接操作进行人员培训，因为利用该虚拟仿真系统进行培训，提高操作人员的技术水平，保证微电网安全有效运行，具有很大的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种微电网的虚拟现实系统，实现整个微型电网设备的三维绘制和各种运行状态的模拟，以逼真的三维场景演示微电网系统的运行细节，并且允许用户在一定程度上与虚拟系统中的设备和环境进行交互。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种微电网的虚拟现实系统，其特征在于：采用三维建模软件3ds Max建立微电网的虚拟现实系统三维模型，并采用OpenGL导入已建立的三维模型生成微电网的虚拟现实系统三维场景，所述微电网的虚拟现实系统包括分布式微型电源、储能装置、负载、运行控制装置、保护装置；其中：

所述分布式微型电源由一台虚拟的微型燃气轮机、一个虚拟的太阳能光伏发电系统和一台虚拟的风力发电机构成；

所述储能装置主要由虚拟的储能电池和超级电容构成，当微型电源发出的功率有多余时，多余的能量可以储存在储能装置中，当微电网处于孤岛运行状态时，储能装置对其起到一次调频作用，保证微电网正常运行；

所述负载分为两类，一类为电能质量要求不高的照明、取暖设备，另一类为对电能质量有一定要求的离心式制冷压缩机；

所述运行控制装置包括储能装置充放电控制、微电网离网运行控制、微电网并网运行控制、微电网离并网切换控制；

所述保护装置，包括熔断器、断路器、多功能接线板与插头。

所述的一种微电网的虚拟现实系统，其特征在于：所述微电网的虚拟现实系统三维场景采用如下步骤实现：

（1）、在OpenGL中建立数据结构来存储模型本身的数据信息、设备本身的数据以及光源数据结构；

（2）、读取模型数据到OpenGL中，将3ds Max模型转换成ASE文件，以方便读入OpenGL中，一方面要读取模型的数据存入到模型数据结构中，另一方面将模型中点和面法向量数据存入各个设备的物体法向量结构中；

（3）、建立绘制模型的OpenGL显示列表以便于实现三维模型的重现，首先由OpenGL的glNewList()和glEndList()两个函数建立显示列表，它们之间的程序段是显示列表的内容，然后调用glCallList()来执行所创建的显示列表，最后在程序执行完使用DeleteList()删除建立的显示列表，释放所占用的内存空间。

所述的一种微电网的虚拟现实系统，其特征在于：采用Virtools实现微电网虚拟现实系统的三维漫游与人机交互功能，其中三维漫游可以实现水平面上360度环视，配合键盘操作，视角方向可前进和后退，并具备碰撞检测功能；人机交互功能是指工作人员可以通过鼠标、键盘来控制虚拟微电网环境中的实体和改变视点。

所述的一种微电网的虚拟现实系统，其特征在于：所述三维漫游采用包围盒算法实现碰撞检测，避免物体之间的相互穿透和彼此重叠等不真实现象的发生。