火电厂三维虚拟可视化展示方法技术

技术编号:9991448 阅读:136 留言:0更新日期:2014-05-02 05:48
本发明专利技术提供一种火电厂三维虚拟可视化展示方法,包括步骤:建立火电厂的三维模型;对火电厂中的水、火和油的状态进行建模,得到火电厂运行过程中三维水汽模型、三维火焰模型和三维油模型;将三维水汽模型、三维火焰模型和三维油模型分别与火电厂的三维模型结合,得到火电厂初始运行状态的三维模型;根据实时数据对火电厂初始运行状态的三维模型进行调整,得到火电厂实时运行状态的三维模型;展示模型。本发明专利技术的有益效果为:形象直观地展示了火电厂运行的实时状态和设备的细节,极大地提高火电厂的运行管理效率,具有操作简便直观,适用范围广,潜在经济效益大的优点,可用于火电厂的员工培训、远程巡检和运营管理等系统。

【技术实现步骤摘要】
火电厂三维虚拟可视化展示方法
本专利技术涉及智能化火电厂运行管理
,特别是涉及一种火电厂三维虚拟可视化展示方法。
技术介绍
随着电力体制改革的不断深化以及电力市场的逐渐形成,发电企业的智能化程度要求也随之提高。新的要求和新的挑战促使着电力企业推进信息化建设的广度和深度,进而提高运行的安全可靠性,减少运行维护成本,降低工程造价,适应现代化企业管理的要求。我国火电厂目前的信息集成和可视化尚处于发展阶段,火电厂的所有信息并没有整理集中到一个统一的平台,因无法浏览到充分的信息而难以执行使得运行管理的精细度受到限制。电厂值班人员和检修人员在工作时需要即时查阅完整集成的火电厂信息,才能更高效地完成设备操作和故障排除。电厂的维护检修模式从定期检修向状态检修发展时,需要以主设备及相关配套装置的历史集成信息为依据,制定合理高效的检修策略和检修计划。现有的火电厂管理系统中,设备运行状态信息、三维空间的位置和结构、制造信息、检验信息、检修信息等还处于分散的状态,运行管理人员在运行决策时,因综合信息获取不畅的障碍而降低效率和质量。因此,为了提高火电厂运行管理效率,建立火电厂全面数字化和智能化势在必行。
技术实现思路
基于此,有必要针对现有技术中的问题,提供一种提高火电厂运行管理效率的火电厂三维虚拟可视化展示方法。一种火电厂三维虚拟可视化展示方法,包括步骤:根据所需展示的场景内容的三维扫描数据和火电厂的设计图纸,建立火电厂的三维模型;其中,所述场景内容包括火电厂的位置、地理环境、站场布置、建筑物和设备,所述火电厂的设备包括锅炉、汽轮机、电气一次设备和电气二次设备;根据热力学知识对火电厂中的水、火和油的状态进行建模,得到火电厂运行过程中三维水汽模型、三维火焰模型和三维油模型;根据火电厂中的水、火和油的使用需求,将三维水汽模型、三维火焰模型和三维油模型分别与火电厂的三维模型结合,得到火电厂初始运行状态的三维模型;获取火电厂实时运行系统中的实时数据,根据实时数据对火电厂初始运行状态的三维模型进行调整,得到火电厂实时运行状态的三维模型;展示火电厂初始运行状态的三维模型或火电厂实时运行状态的三维模型。本专利技术的有益效果为:通过建立火电厂的三维模型,然后对火电厂运行过程中的水、火和油的状态进行建模,得到相应的水、火和油的三维模型。接着将水、火和油的三维模型与火电厂的三维模型结合,得到火电厂初始运行状态的三维模型。接着根据火电厂的实时运行系统的实时数据对火电厂初始运行状态的三维模型进行调整,得到火电厂实时运行状态的三维模型。最后展示火电厂初始状态的三维模型或火电厂实时运行状态的三维模型,形象直观地展示了火电厂运行的实时状态和设备的细节,极大地提高火电厂的运行管理效率,具有操作简便直观,适用范围广,潜在经济效益大的优点,可用于火电厂的员工培训、远程巡检和运营管理等系统。附图说明图1为本专利技术的一种实施方式的火电厂三维虚拟可视化展示方法的流程示意图;图2为本专利技术的一种实施方式的火电厂三维虚拟可视化展示方法的火电厂初始运行状态的三维建模过程示意图;图3为本专利技术的一种实施方式的火电厂三维虚拟可视化展示方法的水、火和油的状态的三维建模过程示意图;图4为本专利技术的一种实施方式的火电厂三维虚拟可视化展示方法的实时数据与火电厂初始运行状态的三维模型结合的流程示意图;图5为本专利技术的一种实施方式的火电厂三维虚拟可视化展示方法的应用实例中三维展示平台与DCS系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的火电厂三维虚拟可视化展示方法的实施例进行详细的描述。参见图1,一种火电厂三维虚拟可视化展示方法,包括步骤:S100:根据所需展示的场景内容的三维扫描数据和火电厂的设计图纸,建立火电厂的三维模型;其中,所述场景内容包括火电厂的位置、地理环境、站场布置、建筑物和设备,所述火电厂的设备包括锅炉、汽轮机、电气一次设备和电气二次设备。实现火电厂三维虚拟可视化展示,需要建立火电厂的三维模型。根据三维展示中所需要展示的场景内容,对火电厂进行全面的三维扫描,包括火电厂的位置,地理环境、站场布置、建筑物和火电厂内外的设备,特别是一些核心的设备,如锅炉、汽轮机、电气一次设备和电气二次设备等。获取这些三维扫描后得到的三维扫描数据,由于在三维扫描的时候,存在一些无法通过扫描仪扫描的建筑或者设备,此时,需要结合火电厂的设计图纸(包括火电厂的结构图纸和设备的设计图纸)来进行三维建模,得到一个展示火电厂内部结构的三维模型。此时的火电厂的三维模型,仅仅包含了火电厂的基本架构,对于火电厂内的一些工作介质(例如火电厂中的水、火、油),并未进行建模。参见图2,在本实施例中,步骤S100可以具体为步骤S110-S130:S110:对所需展示的场景内容进行三维扫描,获得三维建模所需的网格点的坐标位置和灰度信息。利用三维扫描仪对火电厂进行三维扫描,具体的方式有很多,考虑到火电厂的建筑结构和设备的复杂程度,是不可能通过一次三维扫描完成信息的采集的,此处可以采用分块多站扫描的方式来解决。通过三维扫描后,得到相应的坐标位置和灰度信息。S120:根据三维扫描得到的坐标位置、灰度信息以及相应测站的数据,进行数据配准和坐标系调整,得到三维点云数据。采集到的坐标位置和灰度信息,存在多个不同的坐标系中,根据其采集的相应的测站进行数据配准和坐标系调整,将这些数据都统一到一个坐标系中,得到三维点云数据。S130:根据三维点云数据和火电厂的设计图纸,对所需展示的场景内容进行三维建模,得到火电厂的三维模型。根据三维点云数据进行三维建模,此处因为考虑到某些场景内容,如一些大型的设备或者存在设备间的遮挡问题而无法进行三维扫描的地方,需要结合火电厂的设计图纸来进行建模,最终得到完整的火电厂的三维模型。其中,对于步骤S130,可以分为以下三种情况,根据不同的情况,做出相应的建模方法:情况一:根据火电厂的设计图纸,对参数不随时间变化及无法进行三维扫描的火电厂的设备进行建模。情况二:根据三维扫描的数据,对参数随时间变化及火电厂的设计图纸中未标明的火电厂的设备进行建模。情况三:根据三维扫描的数据对火电厂所在位置及环境信息,站场布置和建筑物进行建模。S200:根据热力学知识对火电厂中的水、火和油的状态进行建模,得到火电厂运行过程中三维水汽模型、三维火焰模型和三维油模型。接着,根据热力学相关知识对火电厂中的水、火和油进行三维建模,得到火电厂运行过程中,反映水的状态的三维水汽模型、反映火的状态的三维火焰模型和反映油的状态的三维油模型。参见图3,在本实施例中,步骤S200可以具体为步骤S210-S230:S210:根据水和水蒸气热物性计算模型(例如IAPWS-IF97),将水和水蒸气划分为过冷水区、过热蒸汽区、临界区、饱和区和低压高温区,并分别对过冷水区、过热蒸汽区、临界区、饱和区和低压高温区进行建模得到三维水汽模型。S220:根据火电厂的锅炉的辐射能量传感器接收到的辐射信号、燃烧器喷嘴火焰、给煤量和电厂负荷,建立三维火焰模型。S230:根据火电厂的汽轮机的供油系统的油量信息建立三维油模型。其中,对于步骤S220,可以分为以下两种情况,根据不同的情况,做出相应的建模方法:情况一:对于火电厂的锅炉内有条件安装或已经安装辐射能量传感器的,根据火本文档来自技高网...
火电厂三维虚拟可视化展示方法

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火电厂三维虚拟可视化展示方法,其特征在于,包括步骤:根据所需展示的场景内容的三维扫描数据和火电厂的设计图纸,建立火电厂的三维模型;其中,所述场景内容包括火电厂的位置、地理环境、站场布置、建筑物和设备,所述火电厂的设备包括锅炉、汽轮机、电气一次设备和电气二次设备;根据热力学知识对火电厂中的水、火和油的状态进行建模,得到火电厂运行过程中三维水汽模型、三维火焰模型和三维油模型;根据火电厂中的水、火和油的使用需求,将三维水汽模型、三维火焰模型和三维油模型分别与火电厂的三维模型结合,得到火电厂初始运行状态的三维模型;获取火电厂实时运行系统中的实时数据,根据实时数据对火电厂初始运行状态的三维模型进行调整,得到火电厂实时运行状态的三维模型;展示火电厂初始运行状态的三维模型或火电厂实时运行状态的三维模型。2.根据权利要求1所述的火电厂三维虚拟可视化展示方法,其特征在于,所述根据所需展示的场景内容的三维扫描数据和火电厂的设计图纸,建立火电厂的三维模型,包括步骤:对所需展示的场景内容进行三维扫描,获得三维建模所需的网格点的坐标位置和灰度信息;根据三维扫描得到的坐标位置、灰度信息以及相应测站的数据,进行数据配准和坐标系调整,得到三维点云数据;根据三维点云数据和火电厂的设计图纸,对所需展示的场景内容进行三维建模,得到火电厂的三维模型。3.根据权利要求2所述的火电厂三维虚拟可视化展示方法,其特征在于,所述根据所述的三维点云数据和火电厂的设计图纸,对所需展示的场景内容进行三维建模,得到火电厂的三维模型,包括步骤:根据火电厂的设计图纸,对参数不随时间变化及无法进行三维扫描的火电厂的设备进行建模;根据三维扫描的数据,对参数随时间变化及火电厂的设计图纸中未标明的火电厂的设备进行建模;根据三维扫描的数据对火电厂所在位置及环境信息,站场布置和建筑物进行建模。4.根据权利要求1所述的火电厂三维虚拟可视化展示方法,其特征在于,所述根据热力学知识对火电厂中的水、火和油的状态进行建模,得到火电厂运行过程中三维水汽模型、三维火焰模型和三维油模型,包括步骤:根据水和水蒸气热物性计算模型,将水和水蒸气划分为过冷水区、过热蒸汽...

【专利技术属性】
技术研发人员:张曦陈世和方彦军万文军吴梅李军陈华忠吴乐
申请(专利权)人:广东电网公司电力科学研究院武汉大学
类型:发明
国别省市:

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