基于虚拟现实技术的变电站可视化投运方法技术

本发明专利技术公开了一种基于虚拟现实技术的变电站可视化投运方法，包括：对变电站进行建模并生成变电站三维设备场景；加载所述电站三维设备场景，搜索充电拓扑节点电气连接，生成变电站充电拓扑模型；分析所述变电站充电拓扑模型，实时计算在充电过程绘制的正在充电拓扑节点集合；动态绘制所述正在充电拓扑节点集合的充电链路，展现充电过程。本发明专利技术准确、逼真地反映现场设备及环境的状态，形象直观地演示投运充电过程，方便用户全方面多角度地查看现场设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种变电站可视化投运方法，尤其涉及一种，属于电力系统仿真

技术介绍
变电站是电力系统中的重要环节，为了保证变电站的安全和稳定运行，必须保证变电站中的设备时刻处于正常状态。在电网建设过程中，往往会有新变电站替换老变电站，更多的新变电站慢慢加入电网投运。为了保证变电站投运工作的顺利开展，运行人员需要进行大量的投运前准备工作，往往需要运行人员到现场熟悉一二次设备并对运行人员进行现场培训。另外，为了确保变电站的顺利投运，各级管理人员在变电站投运前需要多次到现场检查指导并演习投运充电方案。为了满足上述变电站投运前和投运期间的各项工作要求，运行人员主要通过照片、视频、二维接线图、现场查看等人工方式熟悉现场设备、演示投运方案和投运过程。以上工作方式存在无法全方面、多角度地查看现场设备，或现场设备展示不够直观，无法形象地演示投运充电过程等问题。目前，三维虚拟现实技术已经广泛应用于电力系统的仿真培训、可视化展示、虚拟试验等应用中，能够更加准确、逼真地反映现场设备及环境的状态，大大提升了用户的视觉感受和人机交互体验。虽然这种三维虚拟现实技术已经逐渐应用到电网的各个环节中，但是将该技术应用于变电站的投运过程还存在很多技术问题需要解决。
技术实现思路
针对现有技术所存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种。该方法能够模拟变电站的现实状态，真实再现变电站的投运过程。为实现上述的专利技术目 的，本专利技术采用下述的技术方案:一种，包括如下步骤:对变电站进行建模并生成变电站三维设备场景；加载所述变电站三维设备场景，搜索充电拓扑节点电气连接，生成变电站充电拓扑模型；分析所述变电站充电拓扑模型，实时计算在充电过程绘制的正在充电拓扑节点集合；动态绘制所述正在充电拓扑节点集合的充电链路，展现充电过程。其中较优地，所述对变电站进行建模并生成变电站三维设备场景的步骤进一步包括:对变电站中各个设备及其部件创建三维模型并导出三维模型文件；加载三维模型文件生成与真实场景相符合的三维设备场景；绑定三维设备模型和设备状态实时数据记录。其中较优地，所述加载所述电站三维设备场景，搜索充电拓扑节点电气连接，生成变电站充电拓扑模型的步骤进一步包括:I)遍历变电站实际场景中的所有电力设备和电气接线，生成变电站充电拓扑节点集合;2)搜索充电拓扑节点相邻连通的充电拓扑节点，建立充电拓扑节点的连接关系；3)按步骤2)搜索所有充电拓扑节点电气连接，生成充电拓扑模型。其中较优地，所述搜索充电拓扑节点相邻连通的充电拓扑节点，建立充电拓扑节点的连接关系的步骤进一步包 括:(a)遍历充电拓扑节点设备模型的各顶点，计算出所有充电拓扑节点外包立方体的中心点坐标和长、宽、高；(b)判断当前充电拓扑节点的外包立方体是否与其他充电拓扑节点的外包立方体有相交，如果有相交，得到与该充电拓扑节点的外包立方体相交关系的充电拓扑节点子集合，如果没有相交，返回继续搜索下一个充电拓扑节点的外包立方体；(c)针对充电拓扑节点子集合，进一步精确判断该充电拓扑节点中电力设备模型和电气接线模型之间的电气连接关系；(d)按步骤(C)搜索充电拓扑节点子集合中所有充电拓扑节点相邻连通的充电拓扑节点，建立当前充电拓扑节点和与之相邻连通充电拓扑节点的连接关系。其中较优地，所述分析所述变电站充电拓扑模型，实时计算在充电过程绘制的正在充电拓扑节点集合的步骤进一步包括:采用递归访问的方法，找出变电站充电拓扑模型中所有正在充电的充电拓扑节点，并将其加入正在充电拓扑节点集合。其中较优地，所述采用递归访问的方法进一步包括:递归访问的起始充电拓扑节点为充电的起始电源点；如果当前充电拓扑节点已经访问过,对该充电拓扑节点不做处理；如果当前充电拓扑节点未访问过并且已经完成充电过程绘制，继续递归访问前充电拓扑节点的相邻充电拓扑节点；如果当前充电拓扑节点未访问过并且正在进行充电过程绘制，对前充电拓扑节点不做处理；如果当前充电拓扑节点未访问过并且不满足上述条件，那么设置充电过程标志，将前充电拓扑节点加入正在充电拓扑节点集合。其中较优地，所述动态绘制所述正在充电拓扑节点集合的充电链路，展现充电过程的步骤进一步包括:按照不同设备类型完成动态绘制正在充电拓扑节点集合的充电链路，具体包括，对于电力设备类充电拓扑节点动态绘制，将电力设备及其子部件的三维渲染模式切换为充电指示色的颜色渲染方式，对电力设备及其子部件进行动态绘制，设置充电过程完成标志；对于电气接线类充电拓扑节点动态绘制，判断该电气接线类充电拓扑节点是否已经动态绘制完毕，如果已经完成动态绘制，则设置充电过程完成标志，如果未完成动态绘制，则返回继续对该电气接线类充电拓扑节点进行充电过程绘制，直至充电过程绘制完毕。本专利技术所提供的变电站可视化投运方法，通过变电站的三维实景沙盘再现变电站投运的现场实景，可以准确、逼真地反映现场设备及环境的工作状态，形象直观地演示投运充电过程，方便用户全方面多角度地查看现场设备。附图说明图1是本专利技术中生成变电站充电拓扑模型的流程示意图；图2是绘制拓扑节点集合充电链路展现充电过程的流程示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提供一种，包括:按照变电站的实际场景对变电站进行三维建模并生成变电站三维设备场景；加载该变电站三维设备场景，搜索三维设备场景中的充电拓扑节点电气连接关系，生成变电站充电拓扑模型；分析该变电站充电拓扑模型，实时计算在充电过程绘制的正在充电拓扑节点集合；动态绘制充电拓扑节点集合中各充电拓扑节点的充电链路，展现充电过程。下面对该变电站可视化投运方法展开详细的说明。在对变电站建模并生成变电站三维设备场景的过程中，三维设备子部件模型是构建变电站三维设备场景的基本单位，多个三维设备子部件模型可构建成一个三维设备对象，多个三维设备对象构建成变电站三维设备场景。为了使基于虚拟现实技术构建的三维变电站同物理世界中的变电站保持电气状态一致，本专利技术中将与设备状态参数相关的设备子部件均创建三维模型，例如变压器设备对象的油温油位表子部件、开关刀闸设备的接地线子部件等。三维设备对象和实际场景中的设备对象一一对应，实际场景中的设备状态数据实时保存在电网的设备状态实时数据库中，三维设备对象可以通过网络从设备状态实时数据库中读取相关的设备状态数据。三维设备对象主要包括电力设备对象和电力设备之间的电气接线对象，电力设备对象和电力设备之间的电气接线对象相互连接构成三维虚拟变电站。在变电站三维设备场景中，每个`电力设备由多个设备子部件组成。设备子部件类型包括普通静态部件、状态指示部件和设备接线部件。其中普通静态部件是在应用中外观和位置不发生变化的部件，例如电力设备主体、绝缘瓷瓶等。状态指示部件是用于指示开关和刀闸分和状态的部件，例如开关分合指示器、刀闸臂、地刀臂等。当开关或刀闸的分合状态发生变化时，该类状态指示部件以动画的形式显示分合状态。设备接线部件主要为接线端子部件，用于电力设备和电气接线的连接。对变电站中的设备模型建模可以选用现有的成熟商用建模工具，例如三维建模软件3DSMax等。对变电站建模并生成三维变电站巡视场景的步骤具体包括:I)利用三维建模软件，根据实际场景中各电力设备的外观规格、从电力设备的各个角度现场拍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于虚拟现实技术的变电站可视化投运方法，其特征在于包括如下步骤：对变电站进行建模并生成变电站三维设备场景；加载所述变电站三维设备场景，搜索充电拓扑节点电气连接，生成变电站充电拓扑模型；分析所述变电站充电拓扑模型，实时计算在充电过程绘制的正在充电拓扑节点集合；动态绘制所述正在充电拓扑节点集合的充电链路，展现充电过程。

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实技术的变电站可视化投运方法，其特征在于包括如下步骤: 对变电站进行建模并生成变电站三维设备场景； 加载所述变电站三维设备场景，搜索充电拓扑节点电气连接，生成变电站充电拓扑模型； 分析所述变电站充电拓扑模型，实时计算在充电过程绘制的正在充电拓扑节点集合； 动态绘制所述正在充电拓扑节点集合的充电链路，展现充电过程。2.如权利要求1所述的变电站可视化投运方法，其特征在于所述对变电站进行建模并生成变电站三维设备场景的步骤进一步包括: 对变电站中各个设备及其部件创建三维模型并导出三维模型文件； 加载所述三维模型文件，生成与真实场景相符合的三维设备场景； 绑定三维设备模型和设备状态实时数据记录。3.如权利要求1所述的变电站可视化投运方法，其特征在于加载所述变电站三维设备场景，搜索充电拓扑节点电气连接，生成变电站充电拓扑模型的步骤进一步包括: 1)遍历变电站实际场景中的所有电力设备和电气接线，生成变电站充电拓扑节点集合； 2)搜索充电拓扑节点相邻连通的充电拓扑节点，建立充电拓扑节点的连接关系； 3)按步骤2)搜索所有充电拓扑节点电气连接，生成充电拓扑模型。4.如权利要求3所述的变电站可视化投运方法，其特征在于，所述搜索充电拓扑节点相邻连通的充电拓扑节点，建立充电拓扑节点的连接关系的步骤进一步包括: (a)遍历充电拓扑节点设备模型的各顶点，计算出所有充电拓扑节点外包立方体的中心点坐标和长、宽、高； (b)判断当前充电拓扑节点的外包立方体是否与其他充电拓扑节点的外包立方体有相交，如果有相交，得到与该充电拓扑节点的外包立方体相交关系的充电拓扑节点子集合，如果没有相交，返回继续搜索下一个充电拓扑节点的外包立方体； (c)针对充电拓扑节点子集合，进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兰香，赵自刚，杨立波，习新魁，王国平，赵春雷，潘正魁，吴海宏，王炎军，王拓，
申请(专利权)人：北京科东电力控制系统有限责任公司，河北省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：