一种基于VR的变电站三维全景状态监测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于VR的变电站三维全景状态监测方法及系统，属于高压开关设备的在线监测技术领域，首先根据变电站的相应电力设备及厂站组件的三维模型建立变电站工作环境的场景，再利用VR技术在建立的场景中建立变电站三维模型，最后在该变电站三维模型中加载并同步显示变电站内电气设备的相关数据信息，实现变电站三维可视化的全景状态监测，能够真实反映变电站的实际情况。本发明专利技术的状态监测方法能够提高变电站的质量管理和工作效率，实现变电站的可视化智能管理，使电力系统安全有效的运行，有效保障作业人员的人身安全。

【技术实现步骤摘要】
一种基于VR的变电站三维全景状态监测方法及系统
本专利技术属于高压开关设备的在线监测
，具体涉及一种基于VR的变电站三维全景状态监测方法及系统。
技术介绍
变电站是重要的电力设施，主要担负着电力系统中变换电压、接受、分配电能，控制电力的流向和调整电压的职责。随着电网规模的增大以及结构的复杂，无人值班的变电站对信息系统的依赖程度也逐渐增强，但是各种信息系统缺乏必要的联系。在变电站的实际运行过程中会出现不同的故障，因此直观便捷的三维可视化为提高变电站的质量管理和工作效率做出很大贡献，也成为一种不可阻挡的趋势。传统的三维建模方式通过图像以及测量的方式进行立体测量，然后进行建模，模型的真实性较差，缺乏直观有效的手段对变电站的运行参数以及状态参数信息进行有效的展示，进而无法对变电站进行真实可靠地监测，导致变电站的质量管理和工作效率不高，无法保证电力系统的安全运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于VR的变电站三维全景状态监测方法及系统，用于解决无法对变电站进行真实可靠地监测导致变电站的质量管理和工作效率不高的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种基于VR的变电站三维全景状态监测方法，包括以下步骤：(1)调用变电站的相应电力设备及厂站组件的三维模型，搭建变电站工作环境的场景；(2)采用VR技术在所述场景中建立变电站三维模型；(3)获取变电站内电气设备的相关数据信息；(4)将变电站内电气设备的相关数据信息加载到所述变电站三维模型中并同步显示。本专利技术的状态监测方法首先根据变电站的相应电力设备及厂站组件的三维模型建立变电站工作环境的场景，再利用VR技术在建立的场景中建立变电站三维模型，最后在该变电站三维模型中加载并同步显示变电站内电气设备的相关数据信息，实现变电站三维可视化的全景状态监测，能够真实反映变电站的实际情况。本专利技术的状态监测方法能够提高变电站的质量管理和工作效率，实现变电站的可视化智能管理，使电力系统安全有效的运行，有效保障作业人员的人身安全。进一步，步骤(2)中，采用VR技术在所述场景中根据变电站的相应电力设备及厂站组件的三维模型以及摆放位置配置文件建立变电站三维模型。该摆放位置配置文件存储有变电站中各电力设备及厂站组件的摆放位置数据，根据上述摆放位置配置文件能够获取各电力设备及厂站组件的摆放位置，再结合相应电力设备及厂站组件的三维模型，能够在场景中建立变电站三维模型。变电站的相应电力设备及厂站组件的三维模型的获取过程为：先通过三维激光扫描仪获取相应电力设备及厂站组件的点云数据，根据所述点云数据建立所述相应电力设备及厂站组件的三维模型。进一步，还包括如下步骤，以实现巡检线路的线路巡检：在变电站三维模型中按顺序设置节点，并标注对应节点所需执行的动作，模拟巡检线路，然后根据模拟得到的巡检线路进行线路巡检。进一步，实现在变电站三维模型中显示变电站内电气设备的相关数据信息的过程包括：识别用户对所述变电站三维模型中电气设备的选取动作，在相应的数据区内显示被选取的电气设备的相关数据信息，且各数据区内显示的相关数据信息的数据类型不同。为解决上述技术问题，本专利技术还提出一种基于VR的变电站三维全景状态监测系统，包括信息处理模块、数据采集模块和同步显示模块，其中，数据采集模块用于获取变电站内电气设备的相关数据信息；信息处理模块用于调用变电站的相应电力设备及厂站组件的三维模型，搭建变电站工作环境的场景，采用VR技术在所述场景中建立变电站三维模型，将变电站内电气设备的相关数据信息加载到所述变电站三维模型中；同步显示模块用于同步显示所述变电站三维模型。本专利技术的状态监测系统根据变电站的相应电力设备及厂站组件的三维模型建立变电站工作环境的场景，再利用VR技术在建立的场景中建立变电站三维模型，最后在该变电站三维模型中加载并同步显示变电站内电气设备的相关数据信息，实现变电站三维可视化的全景状态监测，能够真实反映变电站的实际情况。本专利技术的状态监测系统能够提高变电站的质量管理和工作效率，实现变电站的可视化智能管理，使电力系统安全有效的运行，有效保障作业人员的人身安全。该状态监测系统不仅能减少运维检修人员的工作量，还有利于二次设备的安全提升，能产生很大的经济效益。进一步，上述信息处理模块用于采用VR技术在所述场景中，根据变电站的相应电力设备及厂站组件的三维模型以及摆放位置配置文件建立所述变电站三维模型。该摆放位置配置文件存储有变电站中各电力设备及厂站组件的摆放位置数据，根据上述摆放位置配置文件能够获取各电力设备及厂站组件的摆放位置，再结合相应电力设备及厂站组件的三维模型，能够在场景中建立变电站三维模型。为实现相应电力设备及厂站组件的三维模型的建立，上述状态监测系统还包括三维激光扫描仪，三维激光扫描仪用于获取相应电力设备及厂站组件的点云数据，根据点云数据建立所述相应电力设备及厂站组件的三维模型。进一步，为实现巡检线路的线路巡检，所述信息处理模块还用于在变电站三维模型中按顺序设置节点，并标注对应节点所需执行的动作，模拟巡检线路，然后根据模拟得到的巡检线路进行线路巡检。进一步，所述同步显示模块还用于识别用户对所述变电站三维模型中电气设备的选取动作，在相应的数据区内显示被选取的电气设备的相关数据信息，且各数据区内显示的相关数据信息的数据类型不同。附图说明图1是本专利技术的变电站三维模型的建立流程图；图2是本专利技术的变电站三维全景状态监测系统的功能示意图；图3是本专利技术的变电站三维全景状态监测系统中数据采集模块示意图；图4是本专利技术的变电站三维全景状态监测系统中高压开关设备的分合闸位置的确认流程图；图5是本专利技术的粒子群优化神经网络算法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。状态监测系统实施例：本实施例提出一种基于VR的变电站三维全景状态监测系统，包括三维激光扫描仪，场景数据库，数据采集模块，信息处理模块，以及同步显示模块。其中，三维激光扫描仪用于获取相应电力设备及厂站组件的点云数据，根据上述点云数据建立相应电力设备及厂站组件的三维模型。场景数据库用于存储变电站的相应电力设备及厂站组件的三维模型，该场景数据库使用静态模型，并载入运行数据，使用动态建模的方法将数据实时的、直观的、动态的展现出来。数据采集模块用于获取变电站内电气设备的相关数据信息。如图3所示的数据采集模块，包括测量IED(测量智能电子设备)、红外热像仪、局放传感器(即局部放电传感器)、声波传感器、状态监测数据库、环境监测装置、传感器(包括霍尔传感器、旋转编码器、压力传感器、姿态传感器)和视频模块。其中，测量IED、红外热像仪、局放传感器、声波传感器采集的数据用于进行开关运行状态监测，状态监测数据库和环境监测装置采集的数据用于进行设备运行情况的评估，传感器和视频模块采集的数据用于进行开关分合闸位置确认。采集的变电站内电气设备的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于VR的变电站三维全景状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)调用变电站的相应电力设备及厂站组件的三维模型，搭建变电站工作环境的场景；/n(2)采用VR技术在所述场景中建立变电站三维模型；/n(3)获取变电站内电气设备的相关数据信息；/n(4)将变电站内电气设备的相关数据信息加载到所述变电站三维模型中并同步显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于VR的变电站三维全景状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)调用变电站的相应电力设备及厂站组件的三维模型，搭建变电站工作环境的场景；
(2)采用VR技术在所述场景中建立变电站三维模型；
(3)获取变电站内电气设备的相关数据信息；
(4)将变电站内电气设备的相关数据信息加载到所述变电站三维模型中并同步显示。


2.根据权利要求1所述的基于VR的变电站三维全景状态监测方法，其特征在于，步骤(2)中，采用VR技术在所述场景中根据变电站的相应电力设备及厂站组件的三维模型以及摆放位置配置文件建立所述变电站三维模型。


3.根据权利要求1所述的基于VR的变电站三维全景状态监测方法，其特征在于，变电站的相应电力设备及厂站组件的三维模型的获取过程为：通过三维激光扫描仪获取相应电力设备及厂站组件的点云数据，根据所述点云数据建立所述相应电力设备及厂站组件的三维模型。


4.根据权利要求1所述的基于VR的变电站三维全景状态监测方法，其特征在于，所述基于VR的变电站三维全景状态监测方法还包括如下模拟线路巡检步骤：在变电站三维模型中按顺序设置节点，并标注对应节点所需执行的动作，模拟巡检线路，然后根据模拟得到的巡检线路进行线路巡检。


5.根据权利要求1所述的基于VR的变电站三维全景状态监测方法，其特征在于，实现在变电站三维模型中显示变电站内电气设备的相关数据信息的过程包括：识别用户对所述变电站三维模型中电气设备的选取动作，在相应的数据区内显示被选取的电气设备的相关数据信息，且各数据区内显示的相关...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丹丹，张旭，尹军华，寇新民，陈富国，彭跃辉，王岩妹，魏傢鹏，宋选峰，
申请(专利权)人：河南平高电气股份有限公司，平高集团有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41