（国网山西省电力公司电力科学研究院 山西省太原市 030001）
摘要：随着电力工业的高速发展，未来电网将越来越智能化，运用三维可视化技术真实、直观的再现变电站的设备及其相关信息，让工作人员更快速、准确的了解变电站设备情况。
关键词：电力系统；变电站；三维可视化
1.引言
随着计算机软、硬件突飞猛进的发展，人们已经不满足于二维平面图像，可视化的三维图像更加直观和方便。社会的各行各业对三维可视化技术的需求已经越来越突出。在电力系统中，如何能更高效、直观的表现变电站工作现场，能够让工作人员快速、准确的确定故障位置以及故障现象，实现变电站的智能监控，一直以来都是相关领域的研究热点。
2.三维可视化技术
三维可视化技术的核心包括用于三维模型构建的图形变换技术以及对三维图形进行渲染的真实感图形技术等。图形变换一般指对图形的几何信息经过几何变换后产生新的图形。其主要内容包括图形的几何变换以及三维形体的投影变换。几何变换主要是指在与三维物体的交互过程中涉及到的坐标变换，主要有坐标平移、变比、旋转等，其实质是矩阵变换。
①坐标平移
将空间一点错误！未找到引用源。平移到一个新点 的变换公式为：
当物体依次绕坐标轴旋转时，分别用上述矩阵相乘。
投影变换即三维形体转变为二维图形的过程，根据投影中心与投影平面之间的距离的不同，分为平行投影和透视投影两种。
三维数据生成技术
三维信息获取的主要内容是空间地物的三维坐标数据和空间地物的表面纹理数据，主要可以通过移动式测绘系统以及数字摄影测量技术获得。移动式测绘系统 MMS(Mobile Mapping System)的主要目的是获得所要测得的点在地理坐标系中的三维坐标。数字摄影测量技术除了获得传统的各种比例尺的线划地形图外，还可以获得物体的三维重建模型、数字高程模型和数字正射影像。
三维建模技术
三维建模的方法主要有：
采用造型软件建模，如3D MAX，AutoCAD等；
三维影像方式建模，将DEM与航空影像叠加，生成三维影像；
利用GIS属性建模，即利用现有GIS中x，y坐标和作为属性的z坐标值，直接生成三维模型；
光扫描方式建模，即利用数码相机和激光扫描仪获取的三维数据建模；
应用效果
系统把所有设施、设备、线路当作对象来处理，进行三维建模，关联其属性。 在三维场景中，点击任意一个设备，该设备会变色，并显示出这个设备的相关信息数据，帮助工作人员更透彻、直观的了解整个变电站情况。图1给出了变电站三维立体图像。
图1 变电站三维立体图
总结
电力系统采用三维可视化技术对电力设备进行监控，实践证明是非常有效的，也是十分必要的。三维可视化技术显示的图像清晰、直观，为变电站的管理、扩建，设备的巡检、维修等提供最新的相关信息，可以获得良好的应用效果。随着电网建设智能化程度的不断提高，相信三维可视化技术未来也将在电网建设中进一步深化应用。
参考文献：
[1]陈佳，孙宏斌，汤磊等. 电力系统控制中心三维可视化技术及其实时应用[J]. 电力系统自动化，2008，32(6):20-24.
[2]Yuan Rongxiang, Xiang Yang. The Research on 3D GIS for Power Transmission Grid Based on VR Technology. Power System Technology, 2006. PowerCon 2006. International Conference on 22-26 Oct. 2006 Page(s):1-4.
[3]邱家驹，钱源平，刘艳. 基于地理信息系统的电力系统静态安全分析可视化方法[J]. 电机工程学报，1999，19(5):62-66.
[4]李清泉等. 三维空间数据的实时获取、建模与可视化[M]. 武汉大学出版社，2003.
[5]王育坚，鲍泓. 图像处理与三维可视化[M]. 北京邮电大学出版社，2011
论文作者:李杰 刘焕明 王天正 姜敏
论文发表刊物:《电力设备》2016年第13期
论文发表时间:2016/9/30
标签：变电站论文; 建模论文; 技术论文; 图形论文; 坐标论文; 电力系统论文; 直观论文; 《电力设备》2016年第13期论文;