[发明专利]一种变电站三维仿真场景自动生成方法

说明书

本发明涉及电力仿真培训领域，特别涉及一种变电站三维仿真场景自动生成方法。所述方法包括以下步骤：(1)建立变电站三维标准化一二次组件库；(2)在调控一体化仿真系统中，建立仿真一二次设备具体型号信息；(3)按照变电站一次场景的布局图和二次场景的屏位图，编辑生成布局配置文件；(4)在组件库中进行设备匹配查找，生成变电站一二次场景；(5)调整变电站一二次场景控件集初始状态，满足培训的需求。本发明从组件化技术的思想出发，按电压等级、接线方式、设备型号建立规范化、标准化的三维模型组件库，然后结合调控一体仿真系统建立的一二次设备的机理模式，最后实现变电站三维场景的自动生成，大大提高仿真培训质量和效果。

技术领域

本发明涉及电力仿真培训领域，特别涉及一种变电站三维仿真场景自动生成方法。

背景技术

国家电网公司明确电网运行要以调控一体化管理体系建设为重点，其中重点是实现调度运行业务一体化运作，建立各级变电设备运行集中监控业务与电网调度业务高度融合的一体化调控体系。以调控一体化为核心的管理体系将为电网企业带来广泛而深刻的变革，包括业务流程的再造，部门职责重新整合、人员变动，打破原有的层级、区域观念等，对电网生产运行管理人员的知识、技术、技能等方面提出了全新的更高要求，将给电网企业的生产运行管理和人才培养带来了巨大的挑战。因此，加强面向调控一体化相关生产运行人员的培训，尤其是调控人员要熟悉变电站现场设备，才能更好掌握变电设备监控技能，根据培训实际需要动态生成变电站三维场景，实现变电站场景的三维重现和虚拟仿真模拟，对调控、变电运维人员开展有针对性的培训，在较短的时间内培养一支适应新电网生产管理体系、专业知识丰富，操作技能熟练的高素质员工队伍，保证电网安全稳定、经济高效运行，顺利适应电网生产管理新模式，是当前一项十分重要而迫切的任务。

目前，变电站仿真场景的生成方法主要有两种，一种是传统的方法，从实际变电站采集图片视频资料，再用3Dmax、maya等三维建模工具建立设备的三维模型，最后将这些三维模型连接起来组成变电站三维场景，所有的变电站场景数据再与仿真运行数据按设备ID进行匹配，从而实现变电站三维场景仿真，这种做法优点是场景与现场一致，缺点就是工作量大，效率低下，建立变电站场景要耗费大量时间。虽然很多公司也建立类似的设备模型库，相似模型可以直接从模型库中获取，但由于模型不标准、不规范，复用性差，整个场景还是需要手动搭建，工作量同样非常巨大。第二种方法，是最近几年才发展起来的，就是采用3D数码相机拍摄成组的现场实景照片，然后再进行后期处理，叠加部分动态的三维模型，制作成变电站虚拟场景。这种方法优点是现场真实感强、制作效率较高，但这种利用实景图片构成的虚拟场景，操作交互性较差，图片放大容易失真，适合设备监控交互性弱的应用，对于仿真这种强交互性的应用来说，就不太适合了。

本发明重点要解决的是电网调控一体化联合仿真培训系统中变电站三维场景的仿真建模问题。电网调控一体化联合仿真培训系统对调控管辖范围内的变电站都建立一次设备和二次装置的机理模型，但没有建立调控范围内所有变电站的三维场景，主要是由于变电站三维仿真工作量巨大。目前，变电站三维仿真一般选取调控电网中的个别典型变电站进行建模，但实际情况是不同变电站在接线上、运行设备、保护整定上都存在较大差异，这样就造成了培训中缺乏针对性，影响了培训的最终效果。

变电站三维仿真长期存在以下情况：仿真模型缺乏标准化、接口规范的不统一等问题，很难直接拿来对其进行复用。使得仿真模型的灵活性与可重用性的关键优势难以发挥，工程开发大部分时间都用在重建这些仿真模型上，这使得变电站三维仿真已成为一项耗资巨大的工程。

因此，将变电站三维仿真模型封装成一种具有规范化接口，能够重复使用，具有通用性、可扩展性、低耦合性的仿真组件，通过这些三维仿真组件自动构建变电站三维场景，实现对调控中心及现场运维变电站人员开展有针对性的培训，已经显得非常迫切了。

发明内容