電網(wǎng)監(jiān)控中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)研討

電網(wǎng)監(jiān)控中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)研討

2虛擬現(xiàn)實技術(shù)的市場調(diào)研與初步研究東方電子虛擬現(xiàn)實通用平臺與虛擬變電站及仿真培訓系統(tǒng)簡介虛擬現(xiàn)實的英語名稱是“VirtualReality”簡稱“VR”，它是計算機與用戶之間的一種更為理想化的人機界面形式。VR系統(tǒng)具有三個重要特征：臨鏡性（Immersion）又稱臨場感交互性（Interactivity）想象性（Imagination）。

VR技術(shù)就是人們利用計算機生成一個逼真的三維虛擬環(huán)境，通過自然技能使用傳感設(shè)備與之相互作用的新技術(shù)。它與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)完全不同，是將模擬環(huán)境、視景系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)合三為一。虛擬現(xiàn)實技術(shù)于90年代初開始進入實用化階段。之后，少數(shù)發(fā)達國家在經(jīng)濟、藝術(shù)乃至軍事領(lǐng)域開始應(yīng)用這種高新技術(shù)，并取得了顯著的效果。至1999年，VR技術(shù)應(yīng)用更為廣泛，涉及航天、軍事、通信、醫(yī)療、教育、娛樂、圖形、建筑和商業(yè)等各個領(lǐng)域。一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介

3虛擬現(xiàn)實有時還稱為：“信息空間”，“人工現(xiàn)實”，“合成環(huán)境“等，虛擬現(xiàn)實就是一種先進的計算機用戶接口，它通過給用戶同時提供諸如視、聽、嗅、觸等各種直觀而又自然的實時感知交互手段、最大限度地方便用戶的操作，從而提高整個系統(tǒng)的工作效率。關(guān)于虛擬現(xiàn)實的定義，我們可以簡單地理解為：利用計算機生成的能給人多種感官刺激的人機交互系統(tǒng)。

兩個方面含義：第一是計算機生成的虛擬環(huán)境必須是能給人提供多種感覺的感官刺激的環(huán)境，能讓人有“沉浸”的感覺，現(xiàn)在的技術(shù)水平，虛擬現(xiàn)實通常由視覺、聽覺和觸覺構(gòu)成。其二是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是一種高級的人機交互系統(tǒng)，因此人機交互是虛擬現(xiàn)實的核心。一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介

虛擬環(huán)境虛擬房間虛擬汽車虛擬人一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介

幾種典型虛擬現(xiàn)實應(yīng)用電網(wǎng)監(jiān)控中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)東方電子虛擬現(xiàn)實通用平臺與虛擬變電站及仿真培訓系統(tǒng)簡介隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)越來越成熟，隨著各種技術(shù)、設(shè)備的改善，它在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用將會越來越受到重視。最讓人矚目的是虛擬現(xiàn)實技術(shù)與DPS(數(shù)字化電力系統(tǒng))技術(shù)的結(jié)合，它們的結(jié)合將會在電力系統(tǒng)未來的發(fā)展方向—“電力系統(tǒng)數(shù)字化”的進程中顯示出其強大的作用。傳統(tǒng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)（比如SCADA系統(tǒng)）一般基于二維組態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建，其運行流程圖以二維一次接線圖，用2D圖形符號的方式顯示變電站內(nèi)所有用電設(shè)備和回路，為調(diào)度、集控中心提供瞬時電量（三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度、功率因數(shù)、頻率等）、各回路斷路器的運行狀態(tài)、各回路的故障情況等實時信息。這種方式不能直觀地反映現(xiàn)場設(shè)備及電力運行流程，只有二維畫面，無法給使用者以真實的三維感覺，難以與真實變電站同步變化。為了彌補傳統(tǒng)電力監(jiān)控系統(tǒng)的不足，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)中，開發(fā)基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三維SCADA系統(tǒng)，解決其界面顯示、調(diào)度員感官的不足，提供更人性化，更真實的仿真流程，同時能通過各種交互手段讓用戶與虛擬場景進行交互，對現(xiàn)場設(shè)備進行更有效的控制。目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電力自動化領(lǐng)域基本上處于研究和探索階段，實際領(lǐng)域的應(yīng)用很少，特別是國內(nèi)幾個大的電力自動化廠家，還沒有正式推出自己的基于虛擬現(xiàn)實的產(chǎn)品。目前主要是一些科研機構(gòu)和高校的相關(guān)專業(yè)對這方面進行了一些相關(guān)的研究，還有一些小的公司開發(fā)了一些產(chǎn)品。二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)國內(nèi)電力自動化領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）北京航空航天大學計算機系是國內(nèi)最早進行VR研究、最有權(quán)威的單位之一，他們在虛擬現(xiàn)實中的視覺接口方面開發(fā)出了部分硬件，并提出了有關(guān)算法及實現(xiàn)方法；實現(xiàn)了分布式虛擬環(huán)境網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，建立了網(wǎng)上虛擬現(xiàn)實研究論壇。（2）浙江大學CAD&CG國家重點實驗室開發(fā)出了一套桌面型虛擬建筑環(huán)境實時漫游系統(tǒng)。另外，他們還研制出了在虛擬環(huán)境中一種新的快速漫游算法和一種遞進網(wǎng)格的快速生成算法。（3）哈爾濱工業(yè)大學計算機系已經(jīng)成功地虛擬出了人的高級行為中特定人臉圖象的合成，表情的合成和唇動的合成等技術(shù)問題，并正在研究人說話的頭勢和手勢動作，語音和語調(diào)的同步等。（4）清華大學計算機科學和技術(shù)系對虛擬現(xiàn)實和臨場感的方面進行了研究。他們還針對室內(nèi)環(huán)境水平特征豐富的特點，提出借助圖象變換，使立體視覺圖象中對應(yīng)水平特征呈現(xiàn)形狀一致性，以利于實現(xiàn)特征匹配，并獲取物體三維結(jié)構(gòu)的新穎算法。二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)國內(nèi)電力自動化領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

（5）西安交通大學信息工程研究所對虛擬現(xiàn)實中的關(guān)鍵技術(shù)——立體顯示技術(shù)進行了研究。他們在借鑒人類視覺特性的基礎(chǔ)上提出了一種基于JPEG標準壓縮編碼新方案，并獲得了教高的壓縮比、信噪比以及解壓速度，并且已經(jīng)通過實驗結(jié)果證明了這種方案的優(yōu)越性。（6）中國科技開發(fā)院威海分院主要研究虛擬現(xiàn)實中視覺接口技術(shù)，完成了虛擬現(xiàn)實中的體視圖象對算法回顯及軟件接口。他們在硬件開發(fā)上已經(jīng)完成了LCD紅外立體眼鏡，并且已經(jīng)實現(xiàn)商品化。（7）北方工業(yè)大學CAD研究中心是我國最早開展計算機動畫研究的單位之一，中國第一部完全用計算機動畫技術(shù)制作的科教片《相似》就出自該中心。關(guān)于虛擬現(xiàn)實的研究已經(jīng)完成了2個“863”項目，完成了體視動畫的自動生成部分算法與合成軟件處理，完成了VR圖象處理與演示系統(tǒng)的多媒體平臺及相關(guān)的音頻資料庫，制作了一些相關(guān)的體視動畫光盤。（8）國防科技大學開發(fā)了一個基于Internet的三維虛擬漫游環(huán)境Universe3D。二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)國內(nèi)電力自動化領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

電網(wǎng)監(jiān)控中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)東方電子虛擬現(xiàn)實通用平臺與虛擬變電站及仿真培訓系統(tǒng)簡介基于三維維VR技術(shù)的虛虛擬變電電站和變變電站操操作員仿仿真培訓訓系統(tǒng)是是將虛擬擬現(xiàn)實技技術(shù)與SCADA技術(shù)結(jié)合合應(yīng)用的的綜合應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)。本系系統(tǒng)是在在借鑒了了傳統(tǒng)電電力監(jiān)控控系統(tǒng)使使用模式式的基礎(chǔ)礎(chǔ)上提出出的新型型電力監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)，用于于彌補傳傳統(tǒng)電力力監(jiān)控系系統(tǒng)不能能直觀顯顯示現(xiàn)場場設(shè)備的的實時狀狀態(tài)和電電力運行行流程的的不足。。系統(tǒng)基于于3D虛擬現(xiàn)實實技術(shù)，，通過數(shù)數(shù)據(jù)交換換與SCADA系統(tǒng)等進進行實時時數(shù)據(jù)交交換，由由實時數(shù)數(shù)據(jù)驅(qū)動動3D顯示，為為調(diào)控中中心提供供變電站站當前運運行狀態(tài)態(tài)的3D虛擬變電電站場景景，使調(diào)調(diào)控中心心能“身身臨其境境”，直直觀、逼逼真的觀觀察變電電站電力力設(shè)備的的狀態(tài)，，并對現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備備進行控控制，實實現(xiàn)虛擬擬場景和和現(xiàn)實場場景的實實時同步步。同時時系統(tǒng)還還提供3D仿真培訓訓和記錄錄回放功功能。三、東方方電子虛擬現(xiàn)實實通用平平臺與虛虛擬變電電站及仿仿真培訓訓系統(tǒng)簡簡介根據(jù)目前前我們的的開發(fā)能能力和技技術(shù)積累情況，系系統(tǒng)的開開發(fā)分為為一期和和二期兩兩個階段段實施。。一期開發(fā)發(fā)實現(xiàn)通用的虛擬現(xiàn)現(xiàn)實平臺臺的開發(fā)發(fā)并以此此為基礎(chǔ)礎(chǔ)，實現(xiàn)現(xiàn)3D變電站設(shè)設(shè)備實時時監(jiān)控功功能。同時具備備場景、、設(shè)備、、參數(shù)編編輯能力力-虛擬現(xiàn)實實編輯器器。目前前虛擬現(xiàn)現(xiàn)實展示示工具已已經(jīng)開發(fā)發(fā)完成，，并已經(jīng)經(jīng)在遼寧寧朝陽投投入運行行。二期開發(fā)發(fā)實現(xiàn)3D變電站仿仿真培訓訓系統(tǒng)，，并在虛擬現(xiàn)現(xiàn)實編輯輯器的基基礎(chǔ)上實現(xiàn)虛擬擬變電站站的3D模型庫和和組態(tài)配配置工具具，用戶戶可以此此為基礎(chǔ)礎(chǔ)自由構(gòu)構(gòu)建其他他變電站站的三維維實時監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)。三、東方方電子虛擬現(xiàn)實實通用平平臺與虛虛擬變電電站及仿仿真培訓訓系統(tǒng)簡簡介虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實通用平臺變電站實時監(jiān)控變電站運行人員仿真培訓調(diào)度員仿真培訓變電站動態(tài)配置三、東方方電子虛擬現(xiàn)實實通用平平臺與虛虛擬變電電站及仿仿真培訓訓系統(tǒng)簡簡介系統(tǒng)功能能模塊三、東東方電電子虛擬現(xiàn)現(xiàn)實通通用平平臺與與虛擬擬變電電站及及仿真真培訓訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介介虛擬現(xiàn)現(xiàn)實支支持平平臺是是虛擬擬應(yīng)用用的基基礎(chǔ)。。不解解決好好虛擬擬現(xiàn)實實平臺臺問題題，一一切的的應(yīng)用用都是是空中中樓閣閣。虛擬現(xiàn)現(xiàn)實支支持平平臺要要解決決的是是模型型的導導入、、整理理以及及場景景的渲渲染、、漫游游、交交互與與后續(xù)續(xù)應(yīng)用用的開開發(fā)支支持問問題。。三、東東方電電子虛擬現(xiàn)現(xiàn)實通通用平平臺與與虛擬擬變電電站及及仿真真培訓訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介介虛擬現(xiàn)現(xiàn)實通通用平平臺1建模技技術(shù)的的流程程研究究虛擬現(xiàn)現(xiàn)實技技術(shù)的的應(yīng)用用，模模型、、場景景的建建立是是一個個重要要前提提和重重要方方面，，建模模的成成功與與否關(guān)關(guān)系到到渲染染的效效果和和應(yīng)用用的成成功。。建模技技術(shù)與與我們們的開開發(fā)工工作無無關(guān)，，它是是使用用現(xiàn)成成的商商業(yè)軟軟件，，例如如3DMax、Pro/E，建立立我們們需要要的變變電站站模型型、場場景，，然后后倒入入我們們的系系統(tǒng)中中使用用。在在用戶戶現(xiàn)場場的工工程服服務(wù)中中，估估計至至少要要占90%以上的的工作作量。。因此必必須探探索出出一條條快速速、簡簡捷、、優(yōu)化化的建建模流流程，，并編編寫出出一套套相應(yīng)應(yīng)的建建模手手冊。。三、東東方電電子虛擬現(xiàn)現(xiàn)實通通用平平臺與與虛擬擬變電電站及及仿真真培訓訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介介虛擬現(xiàn)現(xiàn)實通通用平平臺1虛擬現(xiàn)現(xiàn)實平平臺的的實現(xiàn)現(xiàn)建模工工具：：3DMax開發(fā)平平臺：：OSG(OpenSceneGraph)，QT4三、東東方電電子虛擬現(xiàn)現(xiàn)實通通用平平臺與與虛擬擬變電電站及及仿真真培訓訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介介虛擬現(xiàn)現(xiàn)實通通用平平臺1虛擬現(xiàn)現(xiàn)實軟軟件開開發(fā)平平臺是一款款通用用的虛虛擬現(xiàn)現(xiàn)實應(yīng)應(yīng)用系系統(tǒng)開開發(fā)平平臺，，它以以虛擬擬現(xiàn)實實平臺臺為基基礎(chǔ)，，提供供復(fù)雜雜場景景圖形形、聲聲音、、交互互操作作、干干涉檢檢查等等多方方面的的支持持，從從而可可以簡簡化應(yīng)應(yīng)用系系統(tǒng)的的開發(fā)發(fā)，提提高應(yīng)應(yīng)用系系統(tǒng)的的功能能和性性能。。平臺臺系統(tǒng)統(tǒng)表現(xiàn)現(xiàn)為一一個視視景和和聲音音開發(fā)發(fā)支撐撐平臺臺和多多個開開發(fā)支支持工工具（（幾何何對象象干涉涉檢查查工具具包、、通用用虛擬擬手開開發(fā)工工具包包、不不規(guī)則則幾何何體構(gòu)構(gòu)造工工具等等，根根據(jù)需需要待待定）），用用戶使使用平平臺自自身提提供的的開發(fā)發(fā)模板板和開開發(fā)工工具，，即可可進行行VR系統(tǒng)開開發(fā)應(yīng)應(yīng)用。。虛擬現(xiàn)現(xiàn)實基基礎(chǔ)平平臺與與開發(fā)發(fā)平臺臺的實實現(xiàn)可可合二二為一一。虛擬現(xiàn)現(xiàn)實軟軟件開開發(fā)平平臺VSM至少要要提供供的主主要功功能模模塊核心功功能模模塊：：公共共資源源、進進程線線程和和時序序管理理，協(xié)協(xié)調(diào)其其他各各子功功能模模塊的的動作作；啟啟動和和終止止整個個軟件件。輸入設(shè)設(shè)備模模塊：：支持持所有有的輸輸入設(shè)設(shè)備，，并實實時更更新它它們的的狀態(tài)態(tài)，獲獲取當當前的的用戶戶輸入入；允允許其其它子子模塊塊向其其注冊冊所需需命令令，檢檢測當當前輸輸入信信號，，若為為已注注冊的的命令令，將將其分分配給給相應(yīng)應(yīng)子模模塊的的命令令列表表。應(yīng)用管管理模模塊：：創(chuàng)建建并管管理虛虛擬世世界所所需的的各種種數(shù)據(jù)據(jù)，如如外部部場景景、玩玩家、、各種種聲音音等；；通過過輸入入設(shè)備備模塊塊讀取取用戶戶輸入入的仿仿真信信號，，執(zhí)行行各種種仿真真操作作，以以實時時修改改虛擬擬世界界的數(shù)數(shù)據(jù)，，完成成仿真真計算算；向向輸入入設(shè)備備模塊塊注冊冊命令令，并并實時時檢查查其命命令列列表，，執(zhí)行行命令令操作作。輸出模模塊：：支持持輸出出各種種感觀觀效果果的外外設(shè)，，如視視、聽聽、觸觸、動動感等等；讀讀取應(yīng)應(yīng)用管管理模模塊中中虛擬擬世界界的各各種數(shù)數(shù)據(jù)，，通過過相應(yīng)應(yīng)的外外設(shè)輸輸出；；想輸輸入設(shè)設(shè)備模模塊注注冊命命令，，實時時檢測測輸入入命令令并執(zhí)執(zhí)行相相關(guān)操操作。。三、東東方電電子虛擬現(xiàn)現(xiàn)實通通用平平臺與與虛擬擬變電電站及及仿真真培訓訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介介虛擬現(xiàn)現(xiàn)實通通用平平臺1虛擬現(xiàn)現(xiàn)實軟軟件開開發(fā)平平臺模型預(yù)預(yù)處理理模塊塊：支支持對對CAD或者其其他幾幾何建建模軟軟件導導出的的渲染染幾何何模型型進行行二次次處理理，如如進行行空間間八叉叉樹分分割、、模型型格式式轉(zhuǎn)換換、頂頂點法法向修修復(fù)等等，以以獲得得最好好的渲渲染性性能及及渲染染效果果。局域網(wǎng)網(wǎng)通信信模塊塊：基基于下下一代代平臺臺網(wǎng)絡(luò)絡(luò)支持持的局局域網(wǎng)網(wǎng)通信信軟件件，提提供局局域網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)數(shù)數(shù)據(jù)通通信功功能以以及文文件傳傳輸功功能。。并行渲渲染支支持模模塊：：支持持在基基于高高速局局域網(wǎng)網(wǎng)的計計算機機集群群中建建立統(tǒng)統(tǒng)一的的虛擬擬場景景樹管管理，，如場場景樹樹建立立、同同步、、修改改、刪刪除等等，使使得并并行渲渲染成成為可可能。。渲染結(jié)結(jié)點模模塊：：接收收來自自用戶戶結(jié)點點的場場景樹樹信息息，應(yīng)應(yīng)用當當前最最新的的圖形形渲染染技術(shù)術(shù)進行行渲染染并傳傳送給給圖像像處理理結(jié)點點，該該模塊塊提供供需要要局域域網(wǎng)通通信模模塊和和并行行渲染染支持持模塊塊提供供支持持。圖像處理模模塊：對圖圖像提供合合并、邊緣緣融合、幾幾何矯正、、文件保存存等功能，，并能將圖圖像直接寫寫入到顯卡卡內(nèi)存中。。三、東方電電子虛擬現(xiàn)實通通用平臺與與虛擬變電電站及仿真真培訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介虛擬現(xiàn)實通通用平臺1系統(tǒng)營造的的3D虛擬變電站站場景主要要是由各種種3D電力設(shè)備（（例如變電電站中的變變壓器、母母線、刀閘閘，及室內(nèi)內(nèi)電力監(jiān)控控儀表等））組成，將將不同3D設(shè)備逐一安安排布置于于虛擬環(huán)境境之后，詳詳加描述設(shè)設(shè)備行為的的能力(如設(shè)備模型型的顏色變變化和形態(tài)態(tài)變化等)，再采用光光源、背景景和控制面面的調(diào)和襯襯托，就產(chǎn)產(chǎn)生了逼真真的3D虛擬變電站站場景。系統(tǒng)營造的的3D虛擬變電站站場景是實實時的，通通過數(shù)據(jù)與與SCADA系統(tǒng)等進行行實時數(shù)據(jù)據(jù)交換，由由實時數(shù)據(jù)據(jù)驅(qū)動3D顯示，以達達到在3D虛擬變電站站場景中對對電力設(shè)備備進行實時時監(jiān)視與控控制的功能能。三、東方電電子虛擬現(xiàn)實通通用平臺與與虛擬變電電站及仿真真培訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介變電站實時時監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)2三維場景編編輯：在用戶進行行3DMax場景建模后后，把場景景導入我們們的工程里里，并對場場景和其中中的設(shè)備進進行編輯。。包括場景景的顯示屬屬性設(shè)置；；增加、刪刪除、移動動、復(fù)制、、粘貼設(shè)備備；設(shè)備的的顯示屬性性設(shè)置、參參數(shù)設(shè)置等等。完成類類似于傳統(tǒng)統(tǒng)SCADA繪圖包的功功能。三維場景漫漫游：可在變電站站三維場景景中進行漫漫游，包括括“室外漫漫游”、““控制室觀觀察”、““自動路徑徑漫游”、、“室外全全景”等各各種模式，，并可用鍵鍵盤或鼠標標與3D場景進行人人機交互；；（通過建建模人員精精細建模后后，系統(tǒng)平平臺加載建建模文件，，實現(xiàn)基本本三維場景景漫游，包包括實現(xiàn)對對場景的拉拉近、放遠遠，左、右右、上、下下移動，即即平臺基本本漫游功能能）實時狀態(tài)顯顯示：通過設(shè)備顏顏色、形態(tài)態(tài)上的變化化，直觀地地反映出設(shè)設(shè)備的實時時狀態(tài)，例例如變壓器器油溫過高高時，變壓壓器三維模模型變?yōu)榧t紅色；（建建立一個對對照表，即即關(guān)鍵電力力設(shè)備與3DMAX模型的對照照）三、東方電電子虛擬現(xiàn)實通通用平臺與與虛擬變電電站及仿真真培訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介變電站實時時監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)2實時運行參參數(shù)顯示：在三維場景景中點選設(shè)設(shè)備，可查查看設(shè)備的的各種實時時運行參數(shù)數(shù)；（實時時數(shù)據(jù)即我我們的內(nèi)存存庫，現(xiàn)在在的問題是是如何與三三維平臺框框架通信的的問題（解解決辦法是是在內(nèi)存庫庫與三維平平臺間做一一個接口，，最好的接接口方式是是WebService），因為三三維平臺不不像我們可可視化二維維平臺全面面展示實時時數(shù)據(jù)，我我們只需要要對點先設(shè)設(shè)備進行數(shù)數(shù)據(jù)展示，，所以當點點選設(shè)備后后，我們再再去查詢實實時數(shù)據(jù)，，這個過程程我想應(yīng)該該很容易實實現(xiàn)。故障定位與與分級告警警：當設(shè)備運行行參數(shù)發(fā)生生異常時，，三維場景景會自動定定位到異常常設(shè)備，根根據(jù)報警設(shè)設(shè)置的等級級，異常設(shè)設(shè)備模型發(fā)發(fā)生形態(tài)變變化，并自自動顯示系系統(tǒng)異常運運行參數(shù)值值，結(jié)合報報警器進行行分級報警警；（做一一個類似我我們可視化化的告警服服務(wù)器，實實時監(jiān)測數(shù)數(shù)據(jù)，或就就用我們的的告警服務(wù)務(wù)器進行改改造。改造造內(nèi)容包括括：加一個個設(shè)備模型型對照設(shè)備備表，如果果該設(shè)備出出現(xiàn)設(shè)備異異常，先通通過內(nèi)存庫庫設(shè)備信息息找到模型型，調(diào)用程程序控制設(shè)設(shè)備變色，，包括發(fā)生生動作變化化）三、東方電電子虛擬現(xiàn)實通通用平臺與與虛擬變電電站及仿真真培訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介變電站實時時監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)2運行控制：可通過在三三維場景中中用鼠標點點擊選擇設(shè)設(shè)備或在三三維控制室室中操作控控制開關(guān)對對3D變電站的設(shè)設(shè)備狀態(tài)進進行控制。。例如在室室內(nèi)電力監(jiān)監(jiān)控儀表上上進行刀閘閘開合的操操作，室外外三維場景景中相應(yīng)的的刀閘模型型實時呈現(xiàn)現(xiàn)直觀的開開合形狀。。（對某個個設(shè)備的狀狀態(tài)控制我我們DEMO中已經(jīng)實現(xiàn)現(xiàn)某個刀閘閘的打開，，合并操作作動作。這這個功能不不是很難，，因為我們們有對照表表，通過對對照表，取取到該設(shè)備備模型節(jié)點點，但需要要對該模型型建立DOF子節(jié)點，即即動作節(jié)點點，調(diào)用它它的動作節(jié)節(jié)點，即可可控制模型型動作）大屏幕顯示示支持記錄回放支支持：根據(jù)用戶需需要，回放放歷史數(shù)據(jù)據(jù)、事項等等。三、東方電電子虛擬現(xiàn)實通通用平臺與與虛擬變電電站及仿真真培訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介變電站實時時監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)2虛擬變電站站仿真培訓訓系統(tǒng)能模模擬變電站站正常、異異常和故障障時的各種種工況及操操作過程，，如設(shè)備巡巡視、設(shè)備備投運、調(diào)調(diào)整變壓器器分接頭以以及斷路器器跳閘等[7]。在虛擬變變電站內(nèi)，，如果受訓訓人員的模模擬操作改改變了變電電站的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)構(gòu)，電力系系統(tǒng)仿真軟軟件將自動動重新計算算并將仿真真結(jié)果立即即傳送給虛虛擬保護自自動裝置；；再由這些些裝置立即即進行計算算并做出正正確反應(yīng)，，模擬操作作的過程和和結(jié)果就與與實際現(xiàn)場場基本一致致。仿真培訓系系統(tǒng)的交互互設(shè)備可以以考慮利用用頭盔顯示示器、三維維鼠標和數(shù)數(shù)據(jù)手套等等虛擬現(xiàn)實實交互工具具來提高用用戶與虛擬擬場景以及及現(xiàn)場的交交互能力。。受訓者戴戴上頭盔顯顯示器和數(shù)數(shù)據(jù)手套等等交互設(shè)備備，便可將將自己置身身于虛擬環(huán)環(huán)境中，成成為虛擬環(huán)環(huán)境中的一一員。受訓訓者與虛擬擬環(huán)境中的的各種對象象的相互作作用，就如如同在現(xiàn)實實世界中的的一樣。當當受訓者移移動頭部時時，虛擬環(huán)環(huán)境中的圖圖像也實時時地跟隨變變化，拿起起物體可使使物體隨著著手的移動動而運動，，而且還可可以聽到三三維仿真聲聲音。受訓訓者在虛擬擬環(huán)境中，，一切感覺覺都是那么么逼真，有有一種身臨臨其境的感感覺。三、東方電電子虛擬現(xiàn)實通通用平臺與與虛擬變電電站及仿真真培訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介變電站運行行人員仿真真培訓功能能3仿真變電站站的監(jiān)控系系統(tǒng)（仿真真SCADA系統(tǒng)）：該功能針對對仿真變電電站系統(tǒng)，，潮流數(shù)據(jù)據(jù)由實際的的SCADA系統(tǒng)接入，，完全模仿仿實際變電電站的運行行狀態(tài)，教教練和學員員可以在此此仿真SCADA系統(tǒng)上進行行訓練和學學習，包括括：動態(tài)潮潮流、頻率率、電壓、、主變油溫溫等運行參參數(shù)在三維維場景中的的實時顯示示，變壓器器和母線的的負荷狀態(tài)態(tài)、刀閘/開關(guān)狀態(tài)在在三維場景景中的直觀觀體現(xiàn)等功功能。系統(tǒng)的正常常運行與操操作仿真：該功能包括括運行方式式及工況的的設(shè)置與存存儲，可以以靈活多樣樣地選擇運運行方式。。每種運行行方式下的的變化則涉涉及正常操操作仿真，，包括母線線刀閘操作作和主變與與線路投退退及旁代等等系統(tǒng)所有有的正常操操作。工況況則可根據(jù)據(jù)不同運行行方式任意意設(shè)置24h的負荷曲線線，并以此此進行正常常運行狀態(tài)態(tài)下的潮流流計算。三、東方電電子虛擬現(xiàn)實通通用平臺與與虛擬變電電站及仿真真培訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介變電站運行行人員仿真真培訓功能能3故障、事故故處理訓練練：教員可以在在仿真培訓訓教練員工工作站上方方便地改變變系統(tǒng)的運運行狀態(tài)，，并可設(shè)置置不同時間間、不同地地點的各種種異常及故故障；仿真真系統(tǒng)能模模擬系統(tǒng)發(fā)發(fā)生各種事事故后的運運行狀態(tài)，，并在虛擬擬變電站平平臺上產(chǎn)生生三維模型型顏色、形形狀、顯示示量的變化化，構(gòu)建出出系統(tǒng)故障障或事故后后的三維場場景；學員員可根據(jù)這這些信息直直觀地判斷斷故障類型型及位置，，并在教員員的配合下下隔離故障障、消除故故障，從而而恢復(fù)系統(tǒng)統(tǒng)的正常運運行。變電電系統(tǒng)的異異常仿真包包括：主變變與線路過過負荷，主主變漏油超超溫，PT與CT斷線，控制制回路斷線線等。除可可設(shè)置故障障外，還可可以仿真由由于誤操作作引起的故故障。專家系統(tǒng)操操作票功能能：專家系統(tǒng)操操作票能開開出所有現(xiàn)現(xiàn)場操作任任務(wù)的正確確操作票，，同時它分分為考核和和培訓兩種種不同的運運行模式：：考核模式式下專家系系統(tǒng)對學員員的操作步步驟不作任任何提示，，最后根據(jù)據(jù)操作的正正確程度給給出評價；；培訓模式式下專家系系統(tǒng)對學員員的操作步步驟加以提提示，直至至操作正確確才可繼續(xù)續(xù)進行。（（這個功能能像玩游戲戲一樣，關(guān)關(guān)鍵是要記記錄用戶的的操作步驟驟，根據(jù)步步驟再來統(tǒng)統(tǒng)計每步的的得分，給給出對應(yīng)評評價）。三、東方電電子虛擬現(xiàn)實通通用平臺與與虛擬變電電站及仿真真培訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介變電站運行行人員仿真真培訓功能能31）仿真一次設(shè)設(shè)備及其就就地操作系系統(tǒng)：采用虛擬現(xiàn)現(xiàn)實三維場場景仿真，，逼真地再再現(xiàn)變電站站現(xiàn)場場地地、變壓器器、母線、、斷路器、、隔離開關(guān)關(guān)、接地刀刀閘、操作作機構(gòu)、電電壓互感器器、電流互互感器、電電抗器、電電容器、高高壓熔斷器器、站用變變壓器等一一次設(shè)備及及設(shè)備的操操作過程、、動作過程程和設(shè)備運運行狀態(tài)。。對部分事事故，可再再現(xiàn)事故場場景。還可可以逼真地地模擬天氣氣情況，如如霧天、下下雨、下雪雪等?，F(xiàn)場設(shè)備的的多媒體視視景仿真主主要用于：：現(xiàn)場設(shè)備備操作、設(shè)設(shè)備狀態(tài)檢檢查、設(shè)備備巡視檢查查、操作和和事故過程程演示等仿仿真功能滿滿足各種運運行方式下下的倒閘操操作、操作作檢查、安安全措施、、事故處理理、故障查查找、異常常工況及設(shè)設(shè)備巡視等等的需要。。就地操作作、現(xiàn)場檢檢查和設(shè)備備巡視采用用實際設(shè)備備虛擬現(xiàn)實實三維模型型加照片貼貼圖方式進進行仿真。。三、東方電電子虛擬現(xiàn)實通通用平臺與與虛擬變電電站及仿真真培訓系統(tǒng)統(tǒng)簡介變電站運行行人員仿真真培訓內(nèi)容容32）仿仿真真控控制制屏屏、、儀儀表表屏屏、、信信號號屏屏：各類類屏屏的的盤盤面面均均按按實實際際的的照照片片進進行行模模擬擬仿仿真真，，對對盤盤面面及及盤盤后后的的所所有有電電氣氣元元件件作作全全范范圍圍的的仿仿真真。。盤盤后后的的直直流流控控制制開開關(guān)關(guān)、、直直流流信信號號開開關(guān)關(guān)；；盤盤面面的的顯顯示示儀儀表表、、指指示示燈燈、、光光字字信信號號、、控控制制開開關(guān)關(guān)、、控控制制按按鈕鈕及及切切換換開開關(guān)關(guān)等等為為多多媒媒體體畫畫面面且且能能進進行行操操作作。。3）仿仿真真微微機機““五五防防””系系統(tǒng)統(tǒng)：對實實際際變變電電站站的的微微機機五五防防閉閉鎖鎖裝裝置置進進行行全全仿仿真真，，并并可可根根據(jù)據(jù)培培訓訓要要求求投投入入或或解解除除微微機機五五防防功功能能。。具具有有提提供供五五防防操操作作規(guī)規(guī)則則和和閉閉鎖鎖條條件件的的簡簡易易設(shè)設(shè)置置語語言言、、通通過過界界面