变电站虚拟现实综合仿真培训系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种变电站虚拟现实综合仿真培训系统，其包括中央处理器，所述中央处理器与用于对电气设备建模的电气设备模型模块、用于确定电气设备网络拓扑信息以及潮流信息的变电站仿真模块以及用于实现可视化效果的设备3D模型模块连接，所述中央处理器还与用于实现模拟操作的输入输出设备、用于将模拟操作信息实现的3D虚拟现实模块以及位于进行空间位置跟踪的空间位置跟踪模块连接。本实用新型专利技术构紧凑，能有效模拟实现现实操作，提高对变电站设备的认识与理解，适应范围广，可扩展能力强，安全可靠。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种培训系统，尤其是一种变电站虚拟现实综合仿真培训系统，属于电力系统自动化的

技术介绍
变电站是电力系统的重要组成部分，提高变电运行人员、调度人员的操作能力、事故处理能力，是维持电力系统的安全稳定运行的重要前提。现有模式下，仿真培训系统主要有两种方式：1）、通过在电脑上运行仿真模拟软件进行训练；2）、专门建造一个变电站进行训练。第一种方式在电脑软件中通过鼠标、键盘模拟各种操作，存在培训不真实、不直观的缺点，与现实设备的操作方式方法有巨大差别，第二种方法虽然能起到与实际设备基本相同的效果，但是投资成本巨大，后期改造升级潜力小。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种变电站虚拟现实综合仿真培训系统，其结构紧凑，能有效模拟实现现实操作，提高对变电站设备的认识与理解，适应范围广，可扩展能力强，安全可靠。按照本技术提供的技术方案，所述变电站虚拟现实综合仿真培训系统，包括中央处理器，所述中央处理器与用于对电气设备建模的电气设备模型模块、用于确定电气设备网络拓扑信息以及潮流信息的变电站仿真模块以及用于实现可视化效果的设备3D模型模块连接，所述中央处理器还与用于实现模拟操作的输入输出设备、用于将模拟操作信息实现的3D虚拟现实模块以及位于进行空间位置跟踪的空间位置跟踪模块连接。所述输入输出设备、3D虚拟现实模块以及空间位置跟踪模块通过信息交互总线与中央处理器连接。所述空间位置跟踪模块包括跟踪处理器、与所述跟踪处理器连接的位置坐标寄存器、跟踪数据接口以及用于提供工作电源的跟踪电源，所述跟踪处理器通过跟踪数据接口与中央处理器连接。所述输入输出设备包括头盔显示器、三维鼠标或数据手套。所述3D虚拟现实模块包括虚拟现实处理器，所述虚拟现实处理器上连接有陀螺仪、眼球间距传感器、瞳孔中心传感器以及虚拟现实数据接口。本技术的优点：中央处理器与电气设备模型模块、变电站仿真模块以及设备3D模型模块实现变电站供电培训系统的搭建，通过空间位置跟踪模块、3D虚拟现实模块以及输入输出设备能够进行所需的模拟操作，以及输出对应的模拟现实操作，提高操作的真实性，便于安装携带，高对变电站设备的认识与理解，适应范围广，可扩展能力强，安全可靠。附图说明图1为本技术的结构框图。图2为本技术空间位置跟踪模块的结构框图。图3为本技术空间位置跟踪模块的工作流程图。图4为本技术3D虚拟现实模块的结构框图。图5为本技术3D虚拟现实模块的工作流程图。附图标记说明：1-中央处理器、2-电气设备模型模块、3-变电站仿真模块、4-设备3D模型模块、5-空间位置跟踪模块、6-3D虚拟现实模块、7-输入输出设备、8-信息交互总线、9-跟踪处理器、10-位置坐标寄存器、11-跟踪电源、12-跟踪数据接口、13-虚拟现实处理器、14-陀螺仪、15-眼球间距传感器、16-瞳孔中心传感器以及17-虚拟现实数据接口。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1所示：为了能有效模拟实现现实操作，提高对变电站设备的认识与理解，本技术包括中央处理器1，所述中央处理器1与用于对电气设备建模的电气设备模型模块2、用于确定电气设备网络拓扑信息以及潮流信息的变电站仿真模块3以及用于实现可视化效果的设备3D模型模块4连接，所述中央处理器1还与用于实现模拟操作的输入输出设备7、用于将模拟操作信息实现的3D虚拟现实模块6以及位于进行空间位置跟踪的空间位置跟踪模块5连接。具体地，中央处理器1可以采用本
常用的处理芯片或逻辑电路等，通过中央处理器1能实现所需的数据处理、图形处理等需要，述输入输出设备7、3D虚拟现实模块6以及空间位置跟踪模块5通过信息交互总线8与中央处理器1连接，信息交互总线8可以采用本
常用的数据传输形式，只要能满足空间位置跟踪模块5、3D虚拟现实模块6以及输入输出设备7与中央处理器1间的数据传输即可，具体不再赘述。本技术实施例中，通过电气设备模型模块2能够建立变电站一次、二次电气设备的工作模型，通过变电站仿真模块3能够实现对电气设备模型模块2建立电气设备工作模型间的电网拓扑信息以及潮流信息进行设定等，通过设备3D模型模块4能使得电网中所需电气设备的可视化效果，从而能够搭建所需的供电系统，电气设备模型模块2、变电站仿真模块3以及设备3D模型模块4均可以采用本
常用的设备形式，具体与中央处理器1的配合形式为本
人员所熟知，此处不再赘述。本技术实施例中，输入输出设备7包括头盔显示器、三维鼠标或数据手套。输入输出设备7的具体形式可以根据需要进行选择确定，具体为本
人员所熟知，此处不再赘述。经输入输出设备7产生的操作信息经过3D虚拟现实模块6和空间位置跟踪模块5处理后经信息交互总线8输入中央处理器1，中央处理器1根据空间位置跟踪模块5的数据来判定操作人员所处变电站位置以及操作的设备。当设备有操作后，将变动的数据通过电气设备模型模块2和变电站仿真模块4确定当前设备状态，设备3D模型模块4确定设备外观的变动，通过中央处理器1经信息交互总线8返回至输入输出设备7进行显示输出。如图2和图3所示，所述空间位置跟踪模块5包括跟踪处理器9、与所述跟踪处理器9连接的位置坐标寄存器10、跟踪数据接口12以及用于提供工作电源的跟踪电源11，所述跟踪处理器9通过跟踪数据接口12与中央处理器1连接。本技术实施例中，在中央处理器1内预设几个起始操作点，由操作人员选择所处的起始位置点。操作人员通过输入输出设备7产生操作信息，通过位置坐标寄存器10来记录操作人员对应的位置信息，并通过跟踪数据接口12传输至中央处理器1内。位置坐标寄存器10内包含X轴坐标寄存器、Y轴坐标寄存器以及Z轴坐标寄存器。跟踪处理器9可以采用本
常用的微处理芯片，具体类型为本
人员所熟知，此处不再赘述。如图4和图5所示，所述3D虚拟现实模块6包括虚拟现实处理器13，所述虚拟现实处理器13上连接有陀螺仪14、眼球间距传感器15、瞳孔中心传感器16以及虚拟现实数据接口17。本技术实施例中，通过陀螺仪14判定操作人员视野变动，通过眼球间距传感器15和瞳孔中心传感器传感器16确定操作者眼球所看方向，经过虚拟现实处理器13确定出左眼画面和右眼画面；虚拟现实处理器13可以采用本
常用的微处理芯片，具体芯片的类型可以根据需要进行选择，具体类型为本
人员所熟知，此处不再赘述。本技术中央处理器1与电气设备模型模块2、变电站仿真模块3以及设备3D模型模块4实现变电站供电培训系统的搭建，通过空间位置跟踪模块5、3D虚拟现实模块6以及输入输出设备7能够进行所需的模拟操作，以及输出对应的模拟现实操作，提高操作的真实性，便于安装携带，高对变电站设备的认识与理解，适应范围广，可扩展能力强，安全可靠。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站虚拟现实综合仿真培训系统，其特征是：包括中央处理器（1），所述中央处理器（1）与用于对电气设备建模的电气设备模型模块（2）、用于确定电气设备网络拓扑信息以及潮流信息的变电站仿真模块（3）以及用于实现可视化效果的设备3D模型模块（4）连接，所述中央处理器（1）还与用于实现模拟操作的输入输出设备（7）、用于将模拟操作信息实现的3D虚拟现实模块（6）以及位于进行空间位置跟踪的空间位置跟踪模块（5）连接。

【技术特征摘要】
1.一种变电站虚拟现实综合仿真培训系统，其特征是：包括中央处理器（1），所述中央处理器（1）与用于对电气设备建模的电气设备模型模块（2）、用于确定电气设备网络拓扑信息以及潮流信息的变电站仿真模块（3）以及用于实现可视化效果的设备3D模型模块（4）连接，所述中央处理器（1）还与用于实现模拟操作的输入输出设备（7）、用于将模拟操作信息实现的3D虚拟现实模块（6）以及位于进行空间位置跟踪的空间位置跟踪模块（5）连接。2.根据权利要求1所述的变电站虚拟现实综合仿真培训系统，其特征是：所述输入输出设备（7）、3D虚拟现实模块（6）以及空间位置跟踪模块（5）通过信息交互总线（8）与中央处理器（1）连接。3.根据权利要求1所述的变电站虚...

【专利技术属性】
技术研发人员：过羽丰，洪雅迪，邱奇，梅升阳，殷珺，沙宇晨，林钧海，苏磊，周静，王爱平，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司无锡供电公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32