【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变电站直流系统检修、运行管理领域，尤其涉及一种用于展示变电站直流系统电流的三维动态可视化方法。
技术介绍
1、直流电源系统的馈线网络分布于整个变电站，涉及到站内每一单元的电气设备，其空间分布与血管在人体中的分布类似，具有共同起点(即直流电源)、三维拓扑复杂、分布隐蔽的特点。
2、因此直流电缆开展运维检修工作离不开图纸的指导，然而传统二维图纸无法描述如此复杂的三维拓扑结构，无法展示隐蔽敷设的电缆走向。
3、为解决二维展示模式对三维信息描述困难的问题，已多种方法被提出：
4、申请公布日为2022.09.09，申请公布号为cn 115033637 a的专利技术专利申请，公开了“一种基于多系统融合的跨区直流电网三维可视化系统”，对于“端—线—端”的直流网络，其采用了三维模型表达起始端与末端的换流站，虽然其线路部分采用“直流输电状态潮流图”描述，采用色块、数字表达潮流状态，但是其技术方案的本质仍为二维表达模式。这一技术方案代表了一类三维模型描述“端”，二维图形描述“线”，辅以数字描述的三维可视化方法。
5、申请公布日为2023.03.21，申请公布号为cn 115830251 a的专利技术专利申请，公开了“一种地下电缆线路三维可视化方法及系统”，包括：采集地理位置数据；获取电缆的路径走向数据；获取接头数量和分布位置；获取状态数据；对数据进行解析处理，以获得预设格式要求的处理数据；将处理数据导入预设集成数据库，以进行匹配集成综合分析，获取综合分析结果将综合分析结果按照预设比例生成
6、此外，上述两类方法，相较于传统二维图纸描述电缆三维空间分布的办法均有提升，但对于指导变电站内直流系统的运维检修仍存在以下问题：
7、1、变电站内直流系统的检修不仅要知道直流电缆的分布、走向，还需要知道直流电缆的带电状态以及直流电缆的层级结构；
8、2、静态的电缆三维模型仅能描述电缆本体，却无法直观表达电缆内电流的流向、大小，而变电站直流电源系统的运维检修必须掌握带电状态信息；
9、3、采用数字、图标等形式适用于电缆数量较少的大系统，然而对变电站直流系统而言，数百条长短各异、分布复杂的直流电缆的二维展示方式，会导致信息界面杂乱、难以阅读，从而影响到运维检修效率。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种变电站直流系统电流的三维动态可视化方法。其采用三维动态可视化的方法，使得变电站内直流系统电流的流动由不可见变为可见，电流的流向由二维静态原理图的描述，变为三维空间的动态展示，极大的提高了系统运行状态的可视化程度，能够帮助提高直流系统运维检修效率，也能够提供一种新型的直流系统培训方法。
2、本专利技术的技术方案是：提供一种变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，包括建立变电站的三维模型，确定变电站内直流电缆的三维空间分布信息；其直流电缆的三维空间分布信息包括每一直流电缆两端的连接点坐标以及敷设路径，其特征是：
3、1)在变电站三维模型中，获取每一条直流线路的电缆途径点序列；
4、2)在相邻途径点间等距地设置中间点，形成中间点序列；
5、3)将每一个中间点序列与上级开关集合状态相关联；
6、4)用蓝白相间的图片作为粒子贴图，电流显示的视觉效果为蓝白相间的、三维空间中流动的高亮线段；
7、5)设置粒子流动速度，其速度为变量，变量值与实际电流大小呈正相关性；
8、6)开启或关闭粒子效果；
9、若开关集合中的每一个开关均为连通状态，则与该集合对应的中间点序列开始执行粒子发射程序，通过粒子效果表现直流电流效果；若集合中有任一开关为中断，则立即使所有当前显示的粒子湮灭，并不再发射新的粒子。
10、所述变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，采用三维动态可视化的方法，使变电站内直流系统中电流的流动由不可见变为可见，电流流向由二维静态原理图的描述，变为三维空间动态的展示，提高系统运行状态的可视化程度，帮助提高直流系统运维检修效率。
11、其中，所述的上级开关为直流断路器。
12、具体的，在步骤1)中，由变电站图纸提取或现场勘察，提取每一条直流线路的电缆途径点信息内容，获得变电站内每一直流电缆起点、终点的三维坐标以及敷设路线中每一个拐点的坐标；将每一直流电缆的起点、拐点、终点统称为途径点，按照从起点到终点的顺序排列，则得到途径点的序列；该序列由一个个点的三维坐标值组成，每一个三维坐标值之间，有前后位置/顺序关系。
13、进一步的，在第1)步生成的途径点有前后顺序之分；在一组线段中，排序在前的途径点认为是起点，排序在后的途径点认为是终点；所述起点、中间点、终点则组成一个“点序列”，该“点序列”中，靠近起点的中间点排序靠前；则一条直流线路由一个个“点序列”组成。
14、具体的，在步骤2)中，对于一条直流线路，其上任意两个相邻途径点连成一个线段，在该线段上以10cm的间距生成中间点，对于不足10cm的线段则不再生成中间点。
15、具体的，在步骤3)中，任一条直流电缆，由若干开关与若干“点序列”串联组成，将开关与“点序列”均视为属于该直流电缆的元件，则从电源到负载形成了一个“元件序列”；对于任何一个“点序列”，其前序元件中包含若干开关，任何一个“点序列”的前序开关组成一个开关集合；对开关集合，其中任何一个开关为断开状态，那么该集合记为断开状态；对开关集合，其中每一个开关均为连接状态，那么该集合记为连接状态；任何一个“点序列”对应一个开关集合状态，也就建立了“点序列”与上级开关集合状态的关联关系。
16、进一步的，在步骤4)中，三维空间中电流流动的模拟以粒子效果的形式展示；
17、其中，粒子的发射逻辑如下：
18、对于任一“点序列”，当其要显示电流流动效果时，则从该序列中的每一个点同时生成一个粒子，该粒子延序列点延直线逐个流动，到达该“点序列”中的终点为止；到达终点，粒子消失；同时，从该粒子的出发点再发射一个粒子，重复上述循环。
19、具体的，在步骤5)中，粒子流动速度与直流电流值呈正相关性。
20、进一步的，当速度单位取“米/秒”、电流单位取“安培”时，其粒子流动速度与直流电流值的相关关系通过下列函数定义：
21、设粒子流动速度数值为y，电流大小数值为x，则：
22、y＝0.8-1/(0.2x+1.25)
23、通过该公式可知，当电流为0时，粒子速度也为0；当电流增大时，粒子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，包括建立变电站的三维模型，确定变电站内直流电缆的三维空间分布信息；其直流电缆的三维空间分布信息包括每一直流电缆两端的连接点坐标以及敷设路径，其特征是：
2.按照权利要求1所述的变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，其特征是所述的上级开关为直流断路器。
3.按照权利要求1所述的变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，其特征是在步骤1)中，由变电站图纸提取或现场勘察，提取每一条直流线路的电缆途径点信息内容，获得变电站内每一直流电缆起点、终点的三维坐标以及敷设路线中每一个拐点的坐标；
4.按照权利要求1所述的变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，其特征是在第1)步生成的途径点有前后顺序之分；在一组线段中，排序在前的途径点认为是起点，排序在后的途径点认为是终点；所述起点、中间点、终点则组成一个“点序列”，该“点序列”中，靠近起点的中间点排序靠前；则一条直流线路由一个个“点序列”组成。
5.按照权利要求1所述的变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，其特征是在步骤2)中，对于一条直流线路，其
6.按照权利要求1所述的变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，其特征是在步骤3)中，任一条直流电缆，由若干开关与若干“点序列”串联组成，将开关与“点序列”均视为属于该直流电缆的元件，则从电源到负载形成了一个“元件序列”；
7.按照权利要求1所述的变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，其特征是在步骤4)中，三维空间中电流流动的模拟以粒子效果的形式展示；
8.按照权利要求1所述的变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，其特征是在步骤5)中，粒子流动速度与直流电流值呈正相关性。
9.按照权利要求8所述的变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，其特征是当速度单位取“米/秒”、电流单位取“安培”时，其粒子流动速度与直流电流值的相关关系通过下列函数定义：
10.按照权利要求1所述的变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，其特征是在步骤6)中，粒子效果开启与关闭由开关集合的状态决定；
...【技术特征摘要】
1.一种变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，包括建立变电站的三维模型，确定变电站内直流电缆的三维空间分布信息；其直流电缆的三维空间分布信息包括每一直流电缆两端的连接点坐标以及敷设路径，其特征是：
2.按照权利要求1所述的变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，其特征是所述的上级开关为直流断路器。
3.按照权利要求1所述的变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，其特征是在步骤1)中，由变电站图纸提取或现场勘察，提取每一条直流线路的电缆途径点信息内容，获得变电站内每一直流电缆起点、终点的三维坐标以及敷设路线中每一个拐点的坐标；
4.按照权利要求1所述的变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，其特征是在第1)步生成的途径点有前后顺序之分；在一组线段中，排序在前的途径点认为是起点，排序在后的途径点认为是终点；所述起点、中间点、终点则组成一个“点序列”，该“点序列”中，靠近起点的中间点排序靠前；则一条直流线路由一个个“点序列”组成。
5.按照权利要求1所述的变电站直流系统电流的三维动态可视化方法，其特征是在步骤2)中，对...
【专利技术属性】
技术研发人员：郁志良，赵锴，陈冠，沙杰，袁辉，张斌，薄东兴，沈小军，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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