本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法、裝置以及仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前國(guó)內(nèi)基于三維漫游的電力仿真培訓(xùn)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)初期的探索，現(xiàn)已有多套系統(tǒng)投入使用。但電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備類型眾多，裝置接線復(fù)雜，操作涉及一次設(shè)備和二次設(shè)備等眾多設(shè)備。

因此在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)中至少存在如下問(wèn)題：目前傳統(tǒng)已有的系統(tǒng)大多只能模擬電力系統(tǒng)局部的場(chǎng)景和設(shè)備，僅能夠提供設(shè)備巡視的實(shí)景漫游，無(wú)法實(shí)現(xiàn)一次和二次系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)操作虛擬場(chǎng)景的更新，因此不能實(shí)現(xiàn)真實(shí)的電站運(yùn)行環(huán)境和工況模擬，導(dǎo)致在變電站操作的培訓(xùn)過(guò)程中，操作者在虛擬場(chǎng)景中操作設(shè)備時(shí)，無(wú)法了解某項(xiàng)操作對(duì)哪些線路或設(shè)備造成影響，有什么樣的影響，以及相關(guān)線路瞬態(tài)過(guò)程如何等信息，影響實(shí)際的培訓(xùn)效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)真實(shí)的電站運(yùn)行環(huán)境和工況模擬，導(dǎo)致影響實(shí)際培訓(xùn)效果的問(wèn)題，提供一種變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法、裝置以及仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法，包括以下步驟：

在確認(rèn)虛擬變電站系統(tǒng)當(dāng)前出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程或暫態(tài)過(guò)程結(jié)束進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)，對(duì)虛擬變電站系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)仿真，生成仿真數(shù)據(jù)；仿真數(shù)據(jù)包括虛擬變電站系統(tǒng)中一次模擬系統(tǒng)與二次模擬系統(tǒng)的電力運(yùn)行參數(shù)；

根據(jù)仿真數(shù)據(jù)，變更一次模擬系統(tǒng)、二次模擬系統(tǒng)的設(shè)備模型參數(shù)；

根據(jù)預(yù)設(shè)的二次模擬系統(tǒng)保護(hù)條件，在確認(rèn)變更了設(shè)備模型參數(shù)后的一次模擬系統(tǒng)與二次模擬系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)動(dòng)操作時(shí)，控制一次模擬系統(tǒng)中相關(guān)的一次設(shè)備模型、二次模擬系統(tǒng)中相關(guān)的二次設(shè)備模型動(dòng)作；

基于動(dòng)作的結(jié)果，更新一次設(shè)備模型、二次設(shè)備模型的模型屬性數(shù)據(jù)；

根據(jù)更新的模型屬性數(shù)據(jù)，相應(yīng)更新培訓(xùn)終端中虛擬變電站系統(tǒng)的當(dāng)前虛擬場(chǎng)景。

一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種變電站操作虛擬場(chǎng)景更新裝置，包括：

暫態(tài)仿真單元，用于在確認(rèn)虛擬變電站系統(tǒng)當(dāng)前出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程或暫態(tài)過(guò)程結(jié)束進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)，對(duì)虛擬變電站系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)仿真，生成仿真數(shù)據(jù)；仿真數(shù)據(jù)包括虛擬變電站系統(tǒng)中一次模擬系統(tǒng)與二次模擬系統(tǒng)的電力運(yùn)行參數(shù)；

變更設(shè)備參數(shù)單元，用于根據(jù)仿真數(shù)據(jù)，變更一次模擬系統(tǒng)、二次模擬系統(tǒng)的設(shè)備模型參數(shù)；

控制動(dòng)作單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的二次模擬系統(tǒng)保護(hù)條件，在確認(rèn)變更了設(shè)備模型參數(shù)后的一次模擬系統(tǒng)與二次模擬系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)動(dòng)操作時(shí)，控制一次模擬系統(tǒng)中相關(guān)的一次設(shè)備模型、二次模擬系統(tǒng)中相關(guān)的二次設(shè)備模型動(dòng)作；

更新屬性數(shù)據(jù)單元，用于基于動(dòng)作的結(jié)果，更新一次設(shè)備模型、二次設(shè)備模型的模型屬性數(shù)據(jù)；

虛擬場(chǎng)景更新單元，用于根據(jù)更新的模型屬性數(shù)據(jù)，相應(yīng)更新培訓(xùn)終端中虛擬變電站系統(tǒng)的當(dāng)前虛擬場(chǎng)景。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)，包括依次連接的培訓(xùn)終端、仿真裝置以及模型存儲(chǔ)裝置；

培訓(xùn)終端向仿真裝置輸出仿真操作命令，由仿真裝置根據(jù)仿真操作命令引發(fā)模型存儲(chǔ)裝置中的虛擬變電站系統(tǒng)當(dāng)前出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程；仿真操作命令包括故障設(shè)置命令和仿真控制命令；

仿真裝置在確認(rèn)虛擬變電站系統(tǒng)當(dāng)前出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程或暫態(tài)過(guò)程結(jié)束進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)，對(duì)虛擬變電站系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)仿真，生成仿真數(shù)據(jù)；仿真數(shù)據(jù)包括虛擬變電站系統(tǒng)中一次模擬系統(tǒng)與二次模擬系統(tǒng)的電力運(yùn)行參數(shù)；并根據(jù)仿真數(shù)據(jù)，變更一次模擬系統(tǒng)、二次模擬系統(tǒng)的設(shè)備模型參數(shù)；以及根據(jù)預(yù)設(shè)的二次模擬系統(tǒng)保護(hù)條件，在確認(rèn)變更了設(shè)備模型參數(shù)后的一次模擬系統(tǒng)與二次模擬系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)動(dòng)操作時(shí)，控制一次模擬系統(tǒng)中相關(guān)的一次設(shè)備模型、二次模擬系統(tǒng)中相關(guān)的二次設(shè)備模型動(dòng)作；基于動(dòng)作的結(jié)果，更新一次設(shè)備模型、二次設(shè)備模型的模型屬性數(shù)據(jù)；根據(jù)模型屬性數(shù)據(jù)，相應(yīng)更新培訓(xùn)終端中虛擬變電站系統(tǒng)的當(dāng)前虛擬場(chǎng)景。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法、裝置以及仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)，可以將虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸式交互培訓(xùn)課件、根據(jù)實(shí)際變電站構(gòu)建的三維仿真模擬場(chǎng)景和變電站一、二次系統(tǒng)相結(jié)合，在設(shè)備模擬操作中根據(jù)需要模擬變電站運(yùn)行的動(dòng)態(tài)過(guò)程，實(shí)時(shí)展現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程造成的線路或設(shè)備影響，實(shí)現(xiàn)全方位一體化的培訓(xùn)。本發(fā)明能夠真實(shí)再現(xiàn)變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)一次和二次系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)操作虛擬場(chǎng)景的更新，而不僅僅是模擬一個(gè)或幾個(gè)場(chǎng)景，本發(fā)明可以使操作培訓(xùn)更加真實(shí)。通過(guò)一、二次系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)仿真，使培訓(xùn)更加貼近工作實(shí)際，可實(shí)現(xiàn)將培訓(xùn)場(chǎng)景直接套用在日常工作中，培訓(xùn)效果更加顯著。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法實(shí)施例1的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法實(shí)施例1中一次、二次系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)操作的仿真流程示意圖；

圖3為本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例2的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例2中沉浸式變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例2中一體化聯(lián)動(dòng)仿真系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的首選實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法、裝置以及仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)一具體應(yīng)用場(chǎng)景說(shuō)明：

一次系統(tǒng)可以指直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過(guò)程的高壓電氣設(shè)備。它可以包括發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、自動(dòng)開關(guān)、接觸器、刀開關(guān)、母線、輸電線路、電力電纜、電抗器、電動(dòng)機(jī)等。由一次設(shè)備相互連接，構(gòu)成發(fā)電、輸電、配電或進(jìn)行其他生產(chǎn)過(guò)程的電氣回路稱為一次回路或一次接線系統(tǒng)。

二次系統(tǒng)可以指對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及為運(yùn)行、維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號(hào)所需的低壓電氣設(shè)備。如熔斷器、控制開關(guān)、繼電器、控制電纜等。由二次設(shè)備相互連接，構(gòu)成對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電氣回路稱為二次回路或二次接線系統(tǒng)。

電網(wǎng)運(yùn)行包括暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩種狀態(tài)，平時(shí)處在穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)為穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)時(shí)電壓、電流等參數(shù)以及各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定有序；若在穩(wěn)態(tài)條件下變電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或者運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變、如突然電壓升高、負(fù)載突然增加、設(shè)備突然故障等造成電網(wǎng)狀態(tài)改變，在發(fā)生改變的這個(gè)時(shí)刻電網(wǎng)就進(jìn)入了暫態(tài)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱等等情況，在變電站的實(shí)際運(yùn)行中，二次系統(tǒng)在監(jiān)控到這些情況后會(huì)啟動(dòng)保護(hù)措施切斷一次系統(tǒng)的故障線路以及相關(guān)的某段或某幾段線路；暫態(tài)過(guò)程只是暫時(shí)的，隨著時(shí)間推移逐漸趨向穩(wěn)態(tài)，因此經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后線路又達(dá)到了穩(wěn)定即暫態(tài)過(guò)程結(jié)束進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過(guò)程。

具體而言，一次系統(tǒng)的變化會(huì)引起線路上電壓、電流等參數(shù)的變化，二次系統(tǒng)采集到一次系統(tǒng)的參數(shù)變化后若達(dá)到保護(hù)條件則啟動(dòng)保護(hù)，控制一次系統(tǒng)的相關(guān)操作。

在實(shí)際變電站運(yùn)行中，某設(shè)備發(fā)生故障引起二次系統(tǒng)啟動(dòng)保護(hù)機(jī)制聯(lián)動(dòng)切斷一次系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)檢修人員可根據(jù)二次系統(tǒng)的動(dòng)作和記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行故障定位、分析原因和排除故障等，而傳統(tǒng)的電力仿真培訓(xùn)系統(tǒng)大多只能模擬電力系統(tǒng)局部的場(chǎng)景和設(shè)備，僅能夠提供設(shè)備巡視的實(shí)景漫游，無(wú)法實(shí)現(xiàn)一次和二次系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，因此不能實(shí)現(xiàn)真實(shí)的電站運(yùn)行環(huán)境和工況模擬。

本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法實(shí)施例1：

為了解決傳統(tǒng)技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)真實(shí)的電站運(yùn)行環(huán)境和工況模擬，導(dǎo)致影響實(shí)際培訓(xùn)效果的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法實(shí)施例1；圖1為本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法實(shí)施例1的流程示意圖；如圖1所示，可以包括以下步驟：

步驟s110：在確認(rèn)虛擬變電站系統(tǒng)當(dāng)前出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程或暫態(tài)過(guò)程結(jié)束進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)，對(duì)虛擬變電站系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)仿真，生成仿真數(shù)據(jù)；仿真數(shù)據(jù)包括虛擬變電站系統(tǒng)中一次模擬系統(tǒng)與二次模擬系統(tǒng)的電力運(yùn)行參數(shù)；

具體而言，虛擬變電站系統(tǒng)可以指利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的基于實(shí)際變電站的三維模型(即變電站三維模擬系統(tǒng))，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站線路和設(shè)備的三維仿真、漫游與操作；虛擬變電站系統(tǒng)包括一次模擬系統(tǒng)和二次模擬系統(tǒng)；暫態(tài)仿真可以指對(duì)暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)虛擬變電站系統(tǒng)出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程或未達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，觸發(fā)暫態(tài)仿真進(jìn)程，對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)仿真。

步驟s120：根據(jù)仿真數(shù)據(jù)，變更一次模擬系統(tǒng)、二次模擬系統(tǒng)的設(shè)備模型參數(shù)；

具體而言，在仿真的過(guò)程中，可以根據(jù)仿真結(jié)果與虛擬變電站系統(tǒng)的模型對(duì)象(即底層模型庫(kù)存儲(chǔ)的各模型數(shù)據(jù))進(jìn)行交互，修改設(shè)備模型對(duì)象參數(shù)，并在下一個(gè)仿真周期讀入和使用改變了的一、二次設(shè)備模型參數(shù)。

步驟s130：根據(jù)預(yù)設(shè)的二次模擬系統(tǒng)保護(hù)條件，在確認(rèn)變更了設(shè)備模型參數(shù)后的一次模擬系統(tǒng)與二次模擬系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)動(dòng)操作時(shí)，控制一次模擬系統(tǒng)中相關(guān)的一次設(shè)備模型、二次模擬系統(tǒng)中相關(guān)的二次設(shè)備模型動(dòng)作；

具體而言，可以通過(guò)檢查二次系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)(優(yōu)選的，相關(guān)數(shù)據(jù)可以為二次系統(tǒng)中各傳感器的數(shù)據(jù))與二次系統(tǒng)的保護(hù)條件進(jìn)行對(duì)比，判定是否有相關(guān)一、二次聯(lián)動(dòng)操作情況發(fā)生，有則控制相關(guān)一、二次設(shè)備動(dòng)作并更新其狀態(tài)，否則保證當(dāng)前狀態(tài)不變。

步驟s140：基于動(dòng)作的結(jié)果，更新一次設(shè)備模型、二次設(shè)備模型的模型屬性數(shù)據(jù)；

具體而言，模型屬性數(shù)據(jù)可以包括設(shè)備模型的產(chǎn)品屬性數(shù)據(jù)、狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)、連接關(guān)系屬性數(shù)據(jù)以及故障屬性數(shù)據(jù)。由于本發(fā)明對(duì)虛擬變電站系統(tǒng)進(jìn)行仿真，構(gòu)建相應(yīng)虛擬場(chǎng)景同樣是基于底層模型庫(kù)(即存儲(chǔ)各模型數(shù)據(jù)的模型庫(kù))，因此當(dāng)更新虛擬變電站系統(tǒng)中各設(shè)備模型的模型屬性數(shù)據(jù)后，相應(yīng)的一、二次狀態(tài)也會(huì)反映到變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)所構(gòu)建的虛擬環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)了一、二次聯(lián)動(dòng)的一體化仿真。

步驟s150：根據(jù)更新的模型屬性數(shù)據(jù)，相應(yīng)更新培訓(xùn)終端中虛擬變電站系統(tǒng)的當(dāng)前虛擬場(chǎng)景。

具體而言，可以根據(jù)更新了屬性后的模型，實(shí)時(shí)更新構(gòu)建當(dāng)前的虛擬場(chǎng)景并推送至終端層。在虛擬場(chǎng)景中更新狀態(tài)有變化的各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)，從而將相應(yīng)的一、二次系統(tǒng)的狀態(tài)變化反映到沉浸式變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)所構(gòu)建的虛擬環(huán)境中并呈現(xiàn)給學(xué)員，從而實(shí)現(xiàn)一、二次系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的一體化仿真。

本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法，可以根據(jù)實(shí)際變電站構(gòu)建的三維仿真模擬場(chǎng)景和變電站一、二次系統(tǒng)相結(jié)合，在設(shè)備模擬操作中根據(jù)需要模擬變電站運(yùn)行的動(dòng)態(tài)過(guò)程，實(shí)時(shí)展現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程造成的線路或設(shè)備影響，實(shí)現(xiàn)全方位一體化的培訓(xùn)。

在一個(gè)具體的實(shí)施例中，電力運(yùn)行參數(shù)包括電壓、電流、相位和功率因數(shù)；

確認(rèn)虛擬變電站系統(tǒng)當(dāng)前出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程的步驟包括：

在虛擬變電站系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，對(duì)比識(shí)別虛擬變電站系統(tǒng)的當(dāng)前拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與前一次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比是否發(fā)生變化；

或

在虛擬變電站系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，對(duì)比識(shí)別虛擬變電站系統(tǒng)的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)與前一次運(yùn)行狀態(tài)相比是否發(fā)生變化；

在發(fā)生變化時(shí)，確認(rèn)虛擬變電站系統(tǒng)當(dāng)前出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程；

以及

確認(rèn)虛擬變電站系統(tǒng)當(dāng)前暫態(tài)過(guò)程結(jié)束進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的步驟包括：

在虛擬變電站系統(tǒng)處于暫態(tài)過(guò)程中時(shí)，對(duì)比分析當(dāng)前電力運(yùn)行參數(shù)與前一次電力運(yùn)行參數(shù)，得到參數(shù)變化數(shù)據(jù)；

獲取參數(shù)變化數(shù)據(jù)的收斂誤差，根據(jù)收斂誤差判斷虛擬變電站系統(tǒng)當(dāng)前暫態(tài)過(guò)程是否結(jié)束且可進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。

具體而言，本發(fā)明各實(shí)施例可以確認(rèn)一次模擬系統(tǒng)(優(yōu)先重點(diǎn)確認(rèn)一次系統(tǒng))以及二次系統(tǒng)(同時(shí)確認(rèn))是否處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，二次系統(tǒng)中如果傳感器出現(xiàn)故障，這時(shí)一次系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)，但二次系統(tǒng)是在瞬態(tài)，這個(gè)瞬態(tài)嚴(yán)重時(shí)也會(huì)造成一次系統(tǒng)的動(dòng)作。如電壓傳感器突然壞了，10kv的電壓突然測(cè)出20kv的結(jié)果，這時(shí)二次系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)入瞬態(tài)，如果二次系統(tǒng)的保護(hù)電壓值設(shè)在10～20kv之間，則二次系統(tǒng)就會(huì)控制一次線路保護(hù)跳閘，這是電站運(yùn)行的真實(shí)情景，而傳統(tǒng)的培訓(xùn)系統(tǒng)沒(méi)有考慮這些，無(wú)法實(shí)現(xiàn)一次和二次系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)操作虛擬場(chǎng)景的更新。

圖2為本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法實(shí)施例1中一次、二次系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)操作的仿真流程示意圖；如圖2所示，可以通過(guò)在系統(tǒng)處在穩(wěn)態(tài)時(shí)對(duì)比識(shí)別系統(tǒng)中一、二次系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或運(yùn)行狀態(tài)與上一個(gè)仿真時(shí)刻相比是否發(fā)生變化，以此判定系統(tǒng)是否出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程，或在系統(tǒng)已處在暫態(tài)過(guò)程時(shí)對(duì)比分析上兩個(gè)仿真時(shí)刻的結(jié)果(即電力運(yùn)行參數(shù))并根據(jù)收斂誤差判定是否達(dá)已到穩(wěn)態(tài)而需退出暫態(tài)過(guò)程；當(dāng)出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程或還未達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，觸發(fā)系統(tǒng)開展暫態(tài)仿真流程，對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)仿真。

在一個(gè)具體的實(shí)施例中，在確認(rèn)虛擬變電站系統(tǒng)當(dāng)前出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程或暫態(tài)過(guò)程結(jié)束進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)，對(duì)虛擬變電站系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)仿真的步驟之前還包括步驟：

根據(jù)培訓(xùn)終端輸出的仿真操作命令變更模型屬性數(shù)據(jù)；

根據(jù)變更的模型屬性數(shù)據(jù)，改變虛擬變電站系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或運(yùn)行狀態(tài)，引發(fā)虛擬變電站系統(tǒng)出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程；仿真操作命令包括故障設(shè)置命令和仿真控制命令。

具體而言，培訓(xùn)終端可以通過(guò)c/s或b/s模式與虛擬變電站系統(tǒng)進(jìn)行交互，通過(guò)點(diǎn)選一次模擬系統(tǒng)或二次模擬系統(tǒng)的任意設(shè)備對(duì)象，通過(guò)改變?cè)撛O(shè)備對(duì)象的本質(zhì)屬性、狀態(tài)屬性、連接關(guān)系屬性等動(dòng)態(tài)改變線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或運(yùn)行狀態(tài)，人為引起暫態(tài)過(guò)程，造成一、二次系統(tǒng)動(dòng)作，或者通過(guò)改變故障屬性引起設(shè)備故障，造成一、二次系統(tǒng)動(dòng)作來(lái)給予學(xué)員出考題。

在一個(gè)具體的實(shí)施例中，設(shè)備模型參數(shù)包括一次設(shè)備模型中輸電線路模型的電流電壓參數(shù)、變壓器的功率參數(shù)、開關(guān)和連接點(diǎn)的溫升參數(shù)，以及二次設(shè)備模型中相應(yīng)電流傳感器、電壓傳感器和溫度傳感器的測(cè)量參數(shù)。

在一個(gè)具體的實(shí)施例中，根據(jù)預(yù)設(shè)的二次模擬系統(tǒng)保護(hù)條件，確認(rèn)變更了設(shè)備模型參數(shù)后的一次模擬系統(tǒng)與二次模擬系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)動(dòng)操作的步驟包括：

獲取二次設(shè)備模型中各傳感器的數(shù)據(jù)；

檢查各傳感器的數(shù)據(jù)是否符合預(yù)設(shè)的二次模擬系統(tǒng)保護(hù)條件，并根據(jù)檢查的結(jié)果確認(rèn)是否發(fā)生聯(lián)動(dòng)操作。

具體而言，可以通過(guò)檢查二次系統(tǒng)中各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)與二次系統(tǒng)的保護(hù)條件進(jìn)行對(duì)比判定是否有相關(guān)一、二次聯(lián)動(dòng)操作情況發(fā)生，有則控制相關(guān)一、二次設(shè)備動(dòng)作并更新其狀態(tài)，如開關(guān)的開合、電機(jī)的啟停等等，否則保證當(dāng)前狀態(tài)不變。其中，優(yōu)選的，預(yù)設(shè)的二次模擬系統(tǒng)保護(hù)條件可以是根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中二次系統(tǒng)實(shí)際啟用的相關(guān)保護(hù)機(jī)制設(shè)置的。

在一個(gè)具體的實(shí)施例中，模型屬性數(shù)據(jù)包括設(shè)備模型的產(chǎn)品屬性數(shù)據(jù)、狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)、連接關(guān)系屬性數(shù)據(jù)以及故障屬性數(shù)據(jù)；

產(chǎn)品屬性數(shù)據(jù)包括以下數(shù)據(jù)中的任意一項(xiàng)或任意組合：額定電壓、額定電流、額定功率、耐壓水平以及最大通流容量；狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)包括以下數(shù)據(jù)中的任意一項(xiàng)或任意組合：開關(guān)的閉合狀態(tài)、電機(jī)的啟停狀態(tài)、燈的亮滅狀態(tài)；連接關(guān)系屬性數(shù)據(jù)包含虛擬變電站系統(tǒng)中各設(shè)備模型之間的連接關(guān)系；故障屬性數(shù)據(jù)包含在培訓(xùn)終端操作虛擬變電站系統(tǒng)時(shí)可選取的故障數(shù)據(jù)。

具體而言，本發(fā)明各實(shí)施例中的變電站三維模擬系統(tǒng)中每個(gè)模型對(duì)象都必須至少具備產(chǎn)品本質(zhì)屬性，狀態(tài)屬性、連接關(guān)系屬性、故障屬性四個(gè)屬性。本質(zhì)屬性用于產(chǎn)品性能的判定和參考，如額定電壓、額定電流、額定功率、耐壓水平、最大通流容量等等作為產(chǎn)品由廠家直接提供的描述其性能的屬性，可從相關(guān)產(chǎn)品的銘牌上獲得；狀態(tài)屬性用于各個(gè)系統(tǒng)之間交互和聯(lián)動(dòng)的狀態(tài)傳遞，如開關(guān)的閉合狀態(tài)、電機(jī)的啟停狀態(tài)、燈的亮滅狀態(tài)等屬性；連接關(guān)系屬性用于構(gòu)建大系統(tǒng)時(shí)單個(gè)模型對(duì)象的連接關(guān)系；故障屬性用于培訓(xùn)出題時(shí)選取故障，也給予學(xué)員以歸納方式理解產(chǎn)品可能的故障。

本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法，能夠真實(shí)再現(xiàn)變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，而不是模擬一個(gè)或幾個(gè)場(chǎng)景，使操作培訓(xùn)更加真實(shí)。同時(shí)實(shí)現(xiàn)一、二次系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)仿真，使培訓(xùn)更加貼近工作實(shí)際，可實(shí)現(xiàn)將培訓(xùn)場(chǎng)景直接套用在日常工作中，培訓(xùn)效果更加顯著。

本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新裝置實(shí)施例1：

基于以上變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法各實(shí)施例的技術(shù)方案，同時(shí)為了解決傳統(tǒng)技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)真實(shí)的電站運(yùn)行環(huán)境和工況模擬，導(dǎo)致影響實(shí)際培訓(xùn)效果的問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種變電站操作虛擬場(chǎng)景更新裝置實(shí)施例1，圖3為本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖3所示，可以包括：

暫態(tài)仿真單元310，用于在確認(rèn)虛擬變電站系統(tǒng)當(dāng)前出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程或暫態(tài)過(guò)程結(jié)束進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)，對(duì)虛擬變電站系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)仿真，生成仿真數(shù)據(jù)；仿真數(shù)據(jù)包括虛擬變電站系統(tǒng)中一次模擬系統(tǒng)與二次模擬系統(tǒng)的電力運(yùn)行參數(shù)；

變更設(shè)備參數(shù)單元320，用于根據(jù)仿真數(shù)據(jù)，變更一次模擬系統(tǒng)、二次模擬系統(tǒng)的設(shè)備模型參數(shù)；

控制動(dòng)作單元330，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的二次模擬系統(tǒng)保護(hù)條件，在確認(rèn)變更了設(shè)備模型參數(shù)后的一次模擬系統(tǒng)與二次模擬系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)動(dòng)操作時(shí)，控制一次模擬系統(tǒng)中相關(guān)的一次設(shè)備模型、二次模擬系統(tǒng)中相關(guān)的二次設(shè)備模型動(dòng)作；

更新屬性數(shù)據(jù)單元340，用于基于動(dòng)作的結(jié)果，更新一次設(shè)備模型、二次設(shè)備模型的模型屬性數(shù)據(jù)；

虛擬場(chǎng)景更新單元350，用于根據(jù)更新的模型屬性數(shù)據(jù)，相應(yīng)更新培訓(xùn)終端中虛擬變電站系統(tǒng)的當(dāng)前虛擬場(chǎng)景。

在一個(gè)具體的實(shí)施例中，更新屬性數(shù)據(jù)單元340，用于根據(jù)培訓(xùn)終端輸出的仿真操作命令變更模型屬性數(shù)據(jù)；并根據(jù)變更的模型屬性數(shù)據(jù)，改變虛擬變電站系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或運(yùn)行狀態(tài)，引發(fā)虛擬變電站系統(tǒng)出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程；仿真操作命令包括故障設(shè)置命令和仿真控制命令。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新裝置實(shí)施例1中的各單元模塊，能夠?qū)?yīng)實(shí)現(xiàn)以上變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法各實(shí)施例的方法步驟，此處不再贅述。

本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新裝置，可以將虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸式交互培訓(xùn)課件、根據(jù)實(shí)際變電站構(gòu)建的三維仿真模擬場(chǎng)景和變電站一、二次系統(tǒng)相結(jié)合，在設(shè)備模擬操作中根據(jù)需要模擬變電站運(yùn)行的動(dòng)態(tài)過(guò)程，實(shí)時(shí)展現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程造成的線路或設(shè)備影響，實(shí)現(xiàn)全方位一體化的培訓(xùn)。本發(fā)明能夠真實(shí)再現(xiàn)變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)一次和二次系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)操作虛擬場(chǎng)景的更新，可以使操作培訓(xùn)更加真實(shí)。同時(shí)實(shí)現(xiàn)一、二次系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)仿真，使培訓(xùn)更加貼近工作實(shí)際，可實(shí)現(xiàn)將培訓(xùn)場(chǎng)景直接套用在日常工作中，培訓(xùn)效果更加顯著。

本發(fā)明變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例1：

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，同時(shí)解決傳統(tǒng)技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)真實(shí)的電站運(yùn)行環(huán)境和工況模擬，導(dǎo)致影響實(shí)際培訓(xùn)效果的問(wèn)題，特以能夠?qū)嶋H執(zhí)行本發(fā)明變電站操作虛擬場(chǎng)景更新方法各實(shí)施例的變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)為例，闡述本發(fā)明技術(shù)方案的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。為此，本發(fā)明還提供了一種變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例1；圖4為本發(fā)明變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖4所示，可以包括依次連接的培訓(xùn)終端410、仿真裝置420以及模型存儲(chǔ)裝置430；

培訓(xùn)終端410向仿真裝置420輸出仿真操作命令，由仿真裝置420根據(jù)仿真操作命令引發(fā)模型存儲(chǔ)裝置430中的虛擬變電站系統(tǒng)當(dāng)前出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程；

仿真裝置420在確認(rèn)虛擬變電站系統(tǒng)當(dāng)前出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程或暫態(tài)過(guò)程結(jié)束進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)，對(duì)虛擬變電站系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)仿真，生成仿真數(shù)據(jù)；仿真數(shù)據(jù)包括虛擬變電站系統(tǒng)中一次模擬系統(tǒng)與二次模擬系統(tǒng)的電力運(yùn)行參數(shù)；并根據(jù)仿真數(shù)據(jù)，變更一次模擬系統(tǒng)、二次模擬系統(tǒng)的設(shè)備模型參數(shù)；以及根據(jù)預(yù)設(shè)的二次模擬系統(tǒng)保護(hù)條件，在確認(rèn)變更了設(shè)備模型參數(shù)后的一次模擬系統(tǒng)與二次模擬系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)動(dòng)操作時(shí)，控制一次模擬系統(tǒng)中相關(guān)的一次設(shè)備模型、二次模擬系統(tǒng)中相關(guān)的二次設(shè)備模型動(dòng)作；基于動(dòng)作的結(jié)果，更新一次設(shè)備模型、二次設(shè)備模型的模型屬性數(shù)據(jù)；根據(jù)模型屬性數(shù)據(jù)，相應(yīng)更新培訓(xùn)終端中虛擬變電站系統(tǒng)的當(dāng)前虛擬場(chǎng)景。

具體而言，本發(fā)明提供了一種基于沉浸式虛擬仿真的變電站一、二次系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)操作培訓(xùn)系統(tǒng)。可以將虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸式交互培訓(xùn)課件和變電站一、二次系統(tǒng)相結(jié)合的全方位一體化培訓(xùn)方式。該方式能夠真實(shí)再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界真實(shí)變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，而不是模擬一個(gè)或幾個(gè)場(chǎng)景，使培訓(xùn)更加真實(shí)。同時(shí)通過(guò)實(shí)現(xiàn)一、二次系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，使學(xué)員的培訓(xùn)更加貼近日常工作實(shí)際，甚至可實(shí)現(xiàn)將培訓(xùn)場(chǎng)景直接套用于日常工作中，培訓(xùn)效果更加顯著。

在一個(gè)具體的實(shí)施例中，模型存儲(chǔ)裝置用于存儲(chǔ)變電站實(shí)際運(yùn)行中的暫態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)和通過(guò)仿真獲得的暫態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)。

具體而言，本發(fā)明的暫態(tài)過(guò)程庫(kù)中的數(shù)據(jù)可以包括兩部分：一部分由仿真所得，另一部分由實(shí)際運(yùn)行所測(cè)。本發(fā)明各實(shí)施例的變電站系統(tǒng)是基于真實(shí)變電站構(gòu)建，該變電站日常運(yùn)行中，出現(xiàn)的暫態(tài)過(guò)程和線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)皆會(huì)由總控中心記錄，可將該部分?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)入仿真系統(tǒng)中，構(gòu)建暫態(tài)過(guò)程庫(kù)中的實(shí)際運(yùn)行測(cè)試部分。另一部分通過(guò)相關(guān)仿真軟件構(gòu)建仿真模型，通過(guò)仿真獲取數(shù)據(jù)，以供培訓(xùn)過(guò)程參考。

本發(fā)明變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例2：

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，同時(shí)解決傳統(tǒng)技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)真實(shí)的電站運(yùn)行環(huán)境和工況模擬，導(dǎo)致影響實(shí)際培訓(xùn)效果的問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例2；變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例2與變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例1相比，進(jìn)一步擴(kuò)展了變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)的架構(gòu)，并細(xì)化了培訓(xùn)終端、仿真裝置以及模型存儲(chǔ)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)部署，從變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。圖5為本發(fā)明變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例2的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；

如圖5所示，本發(fā)明變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例2在架構(gòu)上可以包括三層：終端層、仿真計(jì)算層和模型層。

一、終端層可以包括學(xué)員終端和教員終端；

其中，學(xué)員終端用于學(xué)員和系統(tǒng)的交互，可以將學(xué)員沉浸于虛擬的場(chǎng)景中，通過(guò)對(duì)學(xué)員肢體運(yùn)動(dòng)的感知實(shí)現(xiàn)學(xué)員與系統(tǒng)的交互；具體的，本發(fā)明各實(shí)施的學(xué)員終端可以通過(guò)vr(virtualreality：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù))眼鏡與沉浸式變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行交互實(shí)現(xiàn)模擬環(huán)境，可以在學(xué)員視野中展現(xiàn)模擬的三維實(shí)體場(chǎng)景；通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)獲取學(xué)員的頭、手、眼以及其他人體行為動(dòng)作數(shù)據(jù)，并通過(guò)獲取和感知的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)中的虛擬場(chǎng)景進(jìn)行互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)員與虛擬設(shè)備及場(chǎng)景的體感交互，以及提取系統(tǒng)一次原理圖、二次原理圖、設(shè)備信息等檔案，供培訓(xùn)操作參考。

優(yōu)選的，學(xué)員終端可以實(shí)現(xiàn)包括模擬環(huán)境、自然技能和語(yǔ)音通訊等功能；上述功能配合實(shí)現(xiàn)學(xué)員沉浸式虛擬仿真體驗(yàn)，并通過(guò)感知學(xué)員肢體運(yùn)動(dòng)進(jìn)而與仿真系統(tǒng)進(jìn)行交互，其中自然技能可以包括人的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，眼睛、手勢(shì)等人體行為動(dòng)作。模擬環(huán)境是動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)三維立體逼真圖像，模擬學(xué)員所處環(huán)境；自然技能是學(xué)員的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，眼睛、手勢(shì)、或其他人體行為動(dòng)作的感知能力，并通過(guò)感知的結(jié)果與系統(tǒng)進(jìn)行交互；語(yǔ)音通訊為模擬現(xiàn)實(shí)變電站中現(xiàn)場(chǎng)與控制中心的無(wú)線通訊。

進(jìn)一步的，教員終端可以實(shí)現(xiàn)包括系統(tǒng)展示、考核評(píng)估和語(yǔ)音通訊等功能。具體的，系統(tǒng)展示可以同時(shí)展示一次系統(tǒng)、二次系統(tǒng)和學(xué)員當(dāng)前視窗?？己嗽u(píng)估用于系統(tǒng)管理控制、故障場(chǎng)景設(shè)置、結(jié)果評(píng)價(jià)等；語(yǔ)音通訊用于教員與學(xué)員之間的交互。同時(shí)，教員終端可以用于教員對(duì)仿真系統(tǒng)的運(yùn)行的監(jiān)視控制，發(fā)送全局的仿真控制命令(如訓(xùn)練開始、暫停、恢復(fù)、結(jié)束、重放)、教員操作命令、故障設(shè)置命令以及進(jìn)行培訓(xùn)評(píng)估。

優(yōu)選的，本發(fā)明各實(shí)施例的教員終端可以通過(guò)c/s或b/s模式與沉浸式變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行交互，并通過(guò)學(xué)員當(dāng)前視窗景象定位識(shí)別出當(dāng)前虛擬場(chǎng)景的位置，并實(shí)時(shí)顯示該場(chǎng)景對(duì)應(yīng)相關(guān)一次模擬系統(tǒng)和二次模擬系統(tǒng)以及當(dāng)前學(xué)員視窗景象。教員通過(guò)點(diǎn)選一次模擬系統(tǒng)或二次模擬系統(tǒng)的任意設(shè)備對(duì)象，通過(guò)改變?cè)撛O(shè)備對(duì)象的本質(zhì)屬性、狀態(tài)屬性、連接關(guān)系屬性等動(dòng)態(tài)改變線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，人為引起暫態(tài)過(guò)程，造成一、二次系統(tǒng)動(dòng)作，或者通過(guò)改變故障屬性引起設(shè)備故障，造成一、二次系統(tǒng)動(dòng)作來(lái)給予學(xué)員出考題。

二、仿真計(jì)算層是整個(gè)系統(tǒng)的核心，可以包括沉浸式變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)和一體化聯(lián)動(dòng)仿真系統(tǒng)。

1、沉浸式變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)用于對(duì)學(xué)員終端和教員終端的管理和交互，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的三維仿真、漫游和操作，故障設(shè)置和模擬等功能；同時(shí)通過(guò)檢查二次系統(tǒng)中各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)視一次系統(tǒng)的狀態(tài)，并根據(jù)二次系統(tǒng)的保護(hù)條件判定是否有相關(guān)一二次聯(lián)動(dòng)操作情況發(fā)生，有則控制相關(guān)一二次設(shè)備動(dòng)作，否則保證當(dāng)前狀態(tài)不變；圖6為本發(fā)明變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例2中沉浸式變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；如圖6所示：

優(yōu)選的，沉浸式變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可以包括虛擬場(chǎng)景仿真模塊、調(diào)度模塊和交互模塊。

其中，虛擬場(chǎng)景仿真模塊可以通過(guò)調(diào)用模型層的變電站三維模擬系統(tǒng)利用vr技術(shù)，構(gòu)建變電站的虛擬三維模型，實(shí)現(xiàn)變電站線路和設(shè)備的三維仿真、漫游與操作；仿真過(guò)程中根據(jù)需要更新虛擬場(chǎng)景的設(shè)備狀態(tài)并將更新后的虛擬場(chǎng)景推送至終端，即同時(shí)向?qū)W員終端和教員終端推送虛擬場(chǎng)景。

調(diào)度模塊，用于建立變電站的電網(wǎng)模型，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)潮流計(jì)算，模擬故障情況，同時(shí)接收教員終端的考核評(píng)價(jià)和出題指令、生成考核任務(wù)，根據(jù)考核任務(wù)通過(guò)交互模塊修改模型的屬性并通過(guò)虛擬場(chǎng)景仿真模塊根據(jù)修改屬性后的模型生成任務(wù)場(chǎng)景推送至學(xué)員終端；

交互模塊，用于將終端與虛擬場(chǎng)景的交互轉(zhuǎn)化成對(duì)模型屬性的修改，通過(guò)對(duì)模型屬性的檢視和對(duì)比更新虛擬場(chǎng)景中相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)并將更新后的虛擬場(chǎng)景通過(guò)虛擬場(chǎng)景仿真模塊推送至終端層實(shí)現(xiàn)虛擬交互。

具體的，交互模塊可以通過(guò)接收終端層的交互命令對(duì)選擇設(shè)備在模型層中的對(duì)應(yīng)模型對(duì)象進(jìn)行交互，修改模型對(duì)象的參數(shù)或狀態(tài)等相關(guān)屬性，然后將模型層中的所有模型屬性數(shù)據(jù)讀出，并與當(dāng)前虛擬場(chǎng)景中模型屬性進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)有狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)更新虛擬場(chǎng)景中模型的狀態(tài)；同時(shí)檢查二次系統(tǒng)中各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)與二次系統(tǒng)的保護(hù)條件進(jìn)行對(duì)比判定是否有相關(guān)一、二次聯(lián)動(dòng)操作情況發(fā)生，有則控制相關(guān)一、二次設(shè)備動(dòng)作并更新其在虛擬場(chǎng)景中模型的狀態(tài)；最后將更新了屬性后的模型交由虛擬場(chǎng)景仿真模塊更新當(dāng)前虛擬場(chǎng)景并推送至終端層。通過(guò)虛擬場(chǎng)景仿真模塊、調(diào)度模塊和交互模塊三者的有機(jī)統(tǒng)一相互配合實(shí)現(xiàn)沉浸式交互模擬仿真。

2、一體化聯(lián)動(dòng)仿真系統(tǒng)用于識(shí)別系統(tǒng)模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否發(fā)生變化，若發(fā)生變化則控制系統(tǒng)進(jìn)入暫態(tài)過(guò)程，觸發(fā)暫態(tài)過(guò)程仿真，根據(jù)仿真結(jié)果修改一、二次設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，這里系統(tǒng)模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化包括線路投切、負(fù)載投切、設(shè)備工作或停止的狀態(tài)變化、設(shè)備發(fā)生故障與否等等會(huì)引起系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程的情況，是廣義的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖7為本發(fā)明變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例2中一體化聯(lián)動(dòng)仿真系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；如圖7所示：

優(yōu)選的，一體化聯(lián)動(dòng)仿真系統(tǒng)可以包括系統(tǒng)拓?fù)錉顟B(tài)識(shí)別模塊、系統(tǒng)暫態(tài)仿真模塊和模型狀態(tài)交互模塊。

其中，系統(tǒng)拓?fù)錉顟B(tài)識(shí)別模塊在系統(tǒng)處在穩(wěn)態(tài)時(shí)對(duì)比識(shí)別系統(tǒng)中一、二次系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與上一個(gè)仿真時(shí)刻相比是否發(fā)生變化，以此判定系統(tǒng)是否出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程，或在系統(tǒng)已處在暫態(tài)過(guò)程時(shí)對(duì)比分析上兩個(gè)仿真時(shí)刻的結(jié)果并根據(jù)收斂誤差判定是否達(dá)已到穩(wěn)態(tài)而需退出暫態(tài)過(guò)程；

優(yōu)選的，系統(tǒng)拓?fù)錉顟B(tài)識(shí)別模塊可以判別操作者的操作引起的系統(tǒng)拓?fù)錉顟B(tài)的變化和線路參數(shù)的狀態(tài)變化，并保存變化前的狀態(tài)參數(shù)并作為初始條件觸發(fā)暫態(tài)仿真模塊進(jìn)行暫態(tài)仿真過(guò)程的計(jì)算，獲取線路的暫態(tài)電壓電流等參數(shù)。

在系統(tǒng)出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程或還未達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，觸發(fā)系統(tǒng)暫態(tài)仿真模塊工作，對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)仿真，在仿真的過(guò)程中，根據(jù)仿真結(jié)果與模型層中的模型對(duì)象進(jìn)行交互，修改設(shè)備模型對(duì)象參數(shù)，如輸電線纜模型的電流電壓參數(shù)、變壓器的有功功率、無(wú)功功率、功率因素等參數(shù)、開關(guān)和連接點(diǎn)的溫升參數(shù)等一次設(shè)備模型以及相應(yīng)電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器的測(cè)量參數(shù)等二次設(shè)備模型；

進(jìn)一步的，系統(tǒng)暫態(tài)仿真模塊可以接受系統(tǒng)拓?fù)錉顟B(tài)識(shí)別模塊的觸發(fā)命令和初始條件，并控制系統(tǒng)進(jìn)入暫態(tài)，并在暫態(tài)過(guò)程結(jié)束時(shí)控制退出暫態(tài)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)；在暫態(tài)仿真過(guò)程中可實(shí)時(shí)將仿真數(shù)據(jù)傳遞給模型狀態(tài)交互模塊。而模型狀態(tài)交互模塊可以接收系統(tǒng)暫態(tài)仿真模塊的仿真數(shù)據(jù)，并根據(jù)仿真數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新模型屬性。

改變了的一、二次設(shè)備模型參數(shù)在下一個(gè)仿真周期中由沉浸式變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)讀入，通過(guò)檢查二次系統(tǒng)中各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)與二次系統(tǒng)的保護(hù)條件進(jìn)行對(duì)比判定是否有相關(guān)一、二次聯(lián)動(dòng)操作情況發(fā)生，有則控制相關(guān)一、二次設(shè)備動(dòng)作并更新其狀態(tài)，如開關(guān)的開合、電機(jī)的啟停等等，否則保證當(dāng)前狀態(tài)不變；最后由沉浸式變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)更新虛擬場(chǎng)景中各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)，從而將相應(yīng)的一、二次系統(tǒng)的狀態(tài)反映到沉浸式變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)所構(gòu)建的虛擬環(huán)境中并呈現(xiàn)給學(xué)員，實(shí)現(xiàn)了一、二次系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的一體化仿真。上述過(guò)程所采用的算法流程可以如圖2所示。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明各實(shí)施例中的變電站三維模擬系統(tǒng)中每個(gè)模型對(duì)象至少具備產(chǎn)品本質(zhì)屬性，狀態(tài)屬性、連接關(guān)系屬性、故障屬性四個(gè)屬性。本質(zhì)屬性用于產(chǎn)品性能的判定和參考，如額定電壓、額定電流、額定功率、耐壓水平、最大通流容量等等作為產(chǎn)品由廠家直接提供的描述其性能的屬性，可從相關(guān)產(chǎn)品的銘牌上獲得；狀態(tài)屬性用于各個(gè)系統(tǒng)之間交互和聯(lián)動(dòng)的狀態(tài)傳遞，如開關(guān)的閉合狀態(tài)、電機(jī)的啟停狀態(tài)、燈的亮滅狀態(tài)等屬性；連接關(guān)系屬性用于構(gòu)建大系統(tǒng)時(shí)單個(gè)模型對(duì)象的連接關(guān)系；故障屬性用于培訓(xùn)出題時(shí)選取故障，也給予學(xué)員以歸納方式理解產(chǎn)品可能的故障。整個(gè)模型的場(chǎng)景仿真可以采用untiy3d三維引擎開發(fā)。

三、模型層是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)層，供模擬仿真層調(diào)用，可以包括變電站三維模擬系統(tǒng)、一次模擬系統(tǒng)、二次模擬系統(tǒng)以及暫態(tài)庫(kù)。

其中，變電站三維模擬系統(tǒng)為真實(shí)變電站的三維實(shí)體模型；一次模擬系統(tǒng)為變電站的一次系統(tǒng)原理模型；二次模擬系統(tǒng)為變電站的二次系統(tǒng)原理模型。

進(jìn)一步的，暫態(tài)過(guò)程庫(kù)用于存放操作中的暫態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)，以供學(xué)員在陪訓(xùn)過(guò)程中，操作某設(shè)備前，通過(guò)調(diào)用暫態(tài)過(guò)程庫(kù)中的數(shù)據(jù)了解該操作所會(huì)引起的暫態(tài)過(guò)程，評(píng)估判定該操作是否合適，預(yù)估操作后果。

優(yōu)選的，暫態(tài)過(guò)程庫(kù)可以包括現(xiàn)實(shí)變電站中控系統(tǒng)活動(dòng)的暫態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)和仿真獲得的暫態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)?？晒W(xué)員培訓(xùn)中進(jìn)行某項(xiàng)操作時(shí)調(diào)用相應(yīng)數(shù)據(jù)了解其操作的后果。具體而言，本發(fā)明各實(shí)施例中的暫態(tài)過(guò)程庫(kù)可以包括兩部分：一部分由仿真所得，另一部分由實(shí)際運(yùn)行所測(cè)。本發(fā)明的變電站系統(tǒng)基于真實(shí)變電站構(gòu)建，該變電站日常運(yùn)行中，出現(xiàn)的暫態(tài)過(guò)程和線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)皆會(huì)由總控中心記錄，可將該部分?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)入仿真系統(tǒng)中，構(gòu)建暫態(tài)過(guò)程庫(kù)中的實(shí)際運(yùn)行測(cè)試部分。另一部分通過(guò)相關(guān)仿真軟件構(gòu)建仿真模型，通過(guò)仿真獲取數(shù)據(jù)，以供培訓(xùn)過(guò)程參考。

本發(fā)明變電站仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)施例2，通過(guò)建設(shè)整合底層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)搭建全方位一體化的聯(lián)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)，以一種可以將虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸式交互培訓(xùn)課件和變電站一、二次系統(tǒng)相結(jié)合的全方位一體化培訓(xùn)方式，真實(shí)再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界真實(shí)變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，同時(shí)通過(guò)一、二次系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)變電站三維模擬操作系統(tǒng)、變電站一次系統(tǒng)、變電站二次系統(tǒng)三者的狀態(tài)統(tǒng)一，使學(xué)員的培訓(xùn)更加貼近日常工作實(shí)際，甚至可實(shí)現(xiàn)將培訓(xùn)場(chǎng)景直接原原本本套用在日常工作中，顯著調(diào)高培訓(xùn)效果。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，包括以上方法所述的步驟，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，如：rom/ram、磁碟、光盤等。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。