一种微电网的虚拟现实系统技术方案

一种微电网的虚拟现实系统，其特征在于：采用三维建模软件3ds?Max建立微电网的虚拟现实系统三维模型，并采用OpenGL导入已建立的三维模型生成微电网的虚拟现实系统三维场景，所述微电网的虚拟现实系统包括分布式微型电源、储能装置、负载、运行控制装置、保护装置；其中：所述分布式微型电源由一台虚拟的微型燃气轮机、一个虚拟的太阳能光伏发电系统和一台虚拟的风力发电机构成；所述储能装置主要由虚拟的储能电池和超级电容构成，当微型电源发出的功率有多余时，多余的能量可以储存在储能装置中，当微电网处于孤岛运行状态时，储能装置对其起到一次调频作用，保证微电网正常运行；所述负载分为两类，一类为电能质量要求不高的照明、取暖设备，另一类为对电能质量有一定要求的离心式制冷压缩机；所述运行控制装置包括储能装置充放电控制、微电网离网运行控制、微电网并网运行控制、微电网离并网切换控制；所述保护装置，包括熔断器、断路器、多功能接线板与插头。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种微电网的虚拟现实系统，使用虚拟现实技术设计并实现一个微电网系统，在计算机中模拟出真实的微电网运行环境，其中包括分布式微电源、储能装置、负荷、控制单元和保护装置等。使用AutoCAD设计这些对象的三维模型，然后导入3DSMax建立微电网的三维虚拟环境，用户带上三维眼镜进行系统体验，就如同进入真实的微电网环境，不仅可以在系统中漫游，查看微电网中各种设备的参数设置，还可以通过鼠标和键盘等交互方式对这些设备进行操作，模拟真实环境中的各种操作。该系统还允许电力设计专业人员修改系统中设备的参数，甚至可以重新设计系统中的设备和控制方法，改善和优化微电网的运行状况。【专利说明】—种微电网的虚拟现实系统
本专利技术涉及微电网
，具体为一种微电网的虚拟现实系统。
技术介绍
随着国民经济的大力发展，电力需求也越来越大，电网规模也不断扩大，超大规模电网的弊端也日益凸现，成本高，运行维护难度大，安全性和可靠性降低，难以满足用户的多样化需求；尤其在近年来世界范围内接连发生的几次大面积停电事故后，大电网的脆弱性充分暴露出来了。此外，伴随着能力需求不断增加，化石能源日趋枯竭，能源危机的加重也使得我国这样一个以煤电为主要电力结构的发展中国家在环境治理上耗费了大量人力、财力和物力。近年来以光伏发电、风力发电和微型燃气轮机等为代表的分布式发电技术的发展已成为电力系统的有力补充和有效支撑，分布式发电日渐成为满足负荷增长需求、减少环境污染、提高能源综合利用效率和供电可靠性的一种有效途径。微电网就是在这样的基础上被建立起来的。利用微电网技术可整合多种分布式电源，并充分考虑当地配电网特点，在一个局部区域内直接将分布式电源、电网和本地用户有机地组合在一起。尽管微电网在规模上不及大电网，但麻雀虽小五脏俱全，微电网中同样包含了大电网所具有的发电、输电和配电环节。微电网的部署同样需要很多专业技术人力的参与，尤其像设备维护、部件更换以及现场调配等相关人员都需要快速及时地掌握专业技能。为了降低微电网部署的成本，减小因设计缺陷带来的经济损失，有必要在部署之前对微电网进行仿真分析，即建立一套微电网的虚拟仿真系统。一方面，可以提高微电网系统设计的准确性以及系统软硬件部署的一次成功率；另一方面，电网运行特点决定了不能通过实际设备直接操作进行人员培训，因为利用该虚拟仿真系统进行培训，提高操作人员的技术水平，保证微电网安全有效运行，具有很大的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种微电网的虚拟现实系统，实现整个微型电网设备的三维绘制和各种运行状态的模拟，以逼真的三维场景演示微电网系统的运行细节，并且允许用户在一定程度上与虚拟系统中的设备和环境进行交互。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为: 一种微电网的虚拟现实系统，其特征在于:采用三维建模软件3ds Max建立微电网的虚拟现实系统三维模型，并采用OpenGL导入已建立的三维模型生成微电网的虚拟现实系统三维场景，所述微电网的虚拟现实系统包括分布式微型电源、储能装置、负载、运行控制装置、保护装置；其中: 所述分布式微型电源由一台虚拟的微型燃气轮机、一个虚拟的太阳能光伏发电系统和一台虚拟的风力发电机构成；所述储能装置主要由虚拟的储能电池和超级电容构成，当微型电源发出的功率有多余时，多余的能量可以储存在储能装置中，当微电网处于孤岛运行状态时，储能装置对其起到一次调频作用，保证微电网正常运行； 所述负载分为两类，一类为电能质量要求不高的照明、取暖设备，另一类为对电能质量有一定要求的离心式制冷压缩机； 所述运行控制装置包括储能装置充放电控制、微电网离网运行控制、微电网并网运行控制、微电网离并网切换控制； 所述保护装置，包括熔断器、断路器、多功能接线板与插头。所述的一种微电网的虚拟现实系统，其特征在于:所述微电网的虚拟现实系统三维场景采用如下步骤实现: (1)、在OpenGL中建立数据结构来存储模型本身的数据信息、设备本身的数据以及光源数据结构； (2)、读取模型数据到OpenGL中，将3dsMax模型转换成ASE文件，以方便读入OpenGL中，一方面要读取模型的数据存入到模型数据结构中，另一方面将模型中点和面法向量数据存入各个设备的物体法向量结构中； (3)、建立绘制模型的OpenGL显示列表以便于实现三维模型的重现，首先由OpenGL的glNewListO和glEndListO两个函数建立显示列表，它们之间的程序段是显示列表的内容，然后调用glCallListO来执行所创建的显示列表，最后在程序执行完使用DeleteListO删除建立的显示列表，释放所占用的内存空间。所述的一种微电网的虚拟现实系统，其特征在于:采用Virtools实现微电网虚拟现实系统的三维漫游与人机交互功能，其中三维漫游可以实现水平面上360度环视，配合键盘操作，视角方向可前进和后退，并具备碰撞检测功能；人机交互功能是指工作人员可以通过鼠标、键盘来控制虚拟微电网环境中的实体和改变视点。所述的一种微电网的虚拟现实系统，其特征在于:所述三维漫游采用包围盒算法实现碰撞检测，避免物体之间的相互穿透和彼此重叠等不真实现象的发生。所述的一种微电网的虚拟现实系统，其特征在于:用鼠标点击设备的某个组成部分可以弹出该部分的名称，按下鼠标左键不放可以实现设备的平移、旋转、提拉、开/合闸等操作，漫游时利用键盘可以控制前进和后退，配合鼠标可以实现视点的改变。本专利技术与现有的技术相比，具有如下优点: (1)，通过三维建模、虚拟场景、人机交互等一系列专业设计和开发技术，提高微电网系统设计与调试的一次成功率，解决微电网系统实际安装、维护过程中的安全问题。(2)，借助虚拟现实技术，改善电力工作人员的培训方式，让培训环境生动化、可控化，激发员工的受训热情。同时，相比传统的理论化、轻实践教学模式，虚拟现实技术的应用大大缩短了企业的培训周期，有效节约培训成本。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术微电网虚拟现实系统整体结构框图。【具体实施方式】一种微电网的虚拟现实系统，采用三维建模软件3ds Max建立微电网的虚拟现实系统三维模型，并采用OpenGL导入已建立的三维模型生成微电网的虚拟现实系统三维场景，微电网的虚拟现实系统包括分布式微型电源、储能装置、负载、运行控制装置、保护装置；其中: 分布式微型电源由一台虚拟的微型燃气轮机、一个虚拟的太阳能光伏发电系统和一台虚拟的风力发电机构成； 储能装置主要由虚拟的储能电池和超级电容构成，当微型电源发出的功率有多余时，多余的能量可以储存在储能装置中，当微电网处于孤岛运行状态时，储能装置对其起到一次调频作用，保证微电网正常运行； 负载分为两类，一类为电能质量要求不高的照明、取暖设备，另一类为对电能质量有一定要求的离心式制冷压缩机； 运行控制装置包括储能装置充放电控制、微电网离网运行控制、微电网并网运行控制、微电网离并网切换控制； 保护装置，包括熔断器、断路器、多功能接线板与插头。微电网的虚拟现实系统三维场景采用如下步骤实现: (I )、在OpenGL中建立数据结构来存储模型本身的数据信息、设备本身的数据以及光源数据结构； (2)、读取模型数据到OpenGL中，将3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电网的虚拟现实系统，其特征在于：采用三维建模软件3ds?Max建立微电网的虚拟现实系统三维模型，并采用OpenGL导入已建立的三维模型生成微电网的虚拟现实系统三维场景，所述微电网的虚拟现实系统包括分布式微型电源、储能装置、负载、运行控制装置、保护装置；其中：所述分布式微型电源由一台虚拟的微型燃气轮机、一个虚拟的太阳能光伏发电系统和一台虚拟的风力发电机构成；所述储能装置主要由虚拟的储能电池和超级电容构成，当微型电源发出的功率有多余时，多余的能量可以储存在储能装置中，当微电网处于孤岛运行状态时，储能装置对其起到一次调频作用，保证微电网正常运行；所述负载分为两类，一类为电能质量要求不高的照明、取暖设备，另一类为对电能质量有一定要求的离心式制冷压缩机；所述运行控制装置包括储能装置充放电控制、微电网离网运行控制、微电网并网运行控制、微电网离并网切换控制；所述保护装置，包括熔断器、断路器、多功能接线板与插头。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄少伟，陈颖，葛愿，余诺，汪石农，方航，殷凤媛，
申请(专利权)人：芜湖大学科技园发展有限公司，
类型：发明
国别省市：