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摘要：在变电站巡检的智能化理论中，应用虚拟现实技术（VR）将变电站与计算机网络实时连接从而使变电站的情况以三维形式展现，这种以VR技术为基础的智能化变电站巡检是现今研究的方向。本文主要根据变电站的特点提出如何应用VR技术进行变电站的虚拟复原，并根据VR技术的原理提出如何对变电站智能巡检进行设计，从理论角度探究了如何实现变电站智能巡检的设计。
关键词：虚拟现实；变电站；智能化；巡检
目前我国电网的结构不断的进行扩大及调整，同时变电站的数量也随之增多，这些变电站通常是应用信息技术进行监控操作。变电站原有的信息系统主要按照工作及任务进行建设，各个信息系统之间没有联系，这种监测系统无法为工作人员提供变电站在运行中产生的较为复杂的信息。而VR技术的应用提供了传统监测系统中没有的三维可视性数据展示，并弥补了其只能显示变电站总体状态的情况，VR技术通过精细化三维建模使变电站各个部分都可以清晰的展现出来。
一、VR技术在变电站智能巡检的使用特点
根据VR技术的特点，其包括多媒体技术、图像处理、传感技术、计算机技术等技术的结合使用，使人沉浸于VR技术所创造的三维环境中。对于变电站智能巡检中VR技术的使用还需结合仿真机器人、监测技术等应用，从而实现VR技术虚实结合的特点。
根据变电站的特点需要建立精细的变电站三维模型，利用VR技术实现情景模拟，使工作人员可以在虚拟现实技术下依照变电站巡检工作的要求对虚拟场景中的变电站设备进行检查。VR技术的使用不仅可以使巡检人员检查工作变得更加细致，还可以将设备运行中产生的数据进行集中反映，将其实时产生的动态基础数据体现出来，起到良好的变电站监测效果，为之后变电站故障部分的定位及抢修提供支持与帮助。
二、智能巡检场景的研究与设计
1、场景总体设计
变电站智能巡检场景主要分为两部分，包括虚实结合的智能操控和信息融合的智能展示。变电站智能巡检场景则是通过可视化载体，将智能操控和智能展示两部分综合起来，实现虚实结合、人机互动的可视化场景）。
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2、智能操控设计
虚实结合的智能操控是研究变电站机器人智能巡检与仿真技术的融合协同，即在现实变电站中引入巡视机器人，并在高精度的变电站三维仿真场景中置入模拟机器人，实现机器人仿真环境与现场环境的完全协同。通过三维控制器发出同一套通讯指令同时控制模拟机器人与巡检机器人，双方通过信息通信传输定位信息，时刻保持位置一致，为虚拟场景的集成信息与现场环境的采集信息融合展示、叠加分析等应用提供了基础。
3、智能展示设计信息
集成的智能展示是在双屏显示模式下，将模拟机器人在仿真环境中巡检时集成的设备实时运行数据、状态监测、事件信息、环境信息、台帐信息等数据进行展示，同时也展示巡视机器人捕捉到的真实视频，现场采集到的设备热缺陷告警、设备异物识别告警、设备异常声音告警等视听觉类监测信息。通过两种信息的叠加处理与分析，使业务人员能够更加精准、实时、真实、沉浸式的监测变电站状态，达到协同工作的目的。
三、实现智能巡检场景所需的关键技术
在完成变电站智能巡检场景的设计后，还需要依照变电站巡检工作的需要及VR技术的内容对以下几点技术进行仔细研究，从而保证在VR技术的辅助下变电站巡检工作可以高效展开。
1、真虚实时交互及运动控制技术的研究
变电站机器人智能巡检与仿真技术的交互需要进行多级处理，通过建立信息交互模型，能有效地将信息采集、整理、评估、分发各个环节的信息通信打通。此外，还需要研究并验证运算速度和精度、前续预处理系统和后续信息识别系统的接口性能、不同技术和方法的协调能力、以及对信息样本的智能识别等技术点。同时为了提高虚拟场景的“沉浸”特征和“交互”特征，需要对VR技术在使用过程中产生的图像进行处理，对图像传播中的帧数进行设置，保证其处于一个适合系统应用的恒定值，从而使图像在传输显示中具有一定的稳定性，以此来控制预测图象的生成来表现对设备的运动控制。
2、多种信息实时同步和融合的研究
数据处理的主要功能是实现信号的变换、综合，提取能够反应生产过程状态的性能指标。同时，通过采用业界最先进的同步技术，制定数据采集与实时同步方案，采取数据错误检查处理机制，支持多种中心数据库的集成，并定期的与其他业务系统的数据库进行数据交互，使变电站中的数据信息可以及时的进行虚拟复原，从而达到同步监测的效果，提高空间实时分析的能力，确保工作人员对设备全方位无视差的监测。
3、可视化展示技术研究
VR技术中可视化有一项重要的特点，就是对虚拟场景进行同步展示及复原，根据目前对变电站中VR技术使用的研究，其主要集中于对变电站的数据显示及设备运行状态的同步反映。VR技术的可视化改变了原有的变电站信息监测系统只具备的数据展示，利用场景的复原使变电站设备可以更为直观、具体的展现出来，同时也使巡检工作方式变得更为灵活。变电站智能巡检场景的设计采用双屏互动的实现技术，在硬件上采用雾化玻璃全息衍射与纳米触控膜技术相结合的实现方式，能够给生产运行提供更智能化的实时监测模拟预演以及空间实时分析的能力
4、辅助决策的智能分析技术研究
智能分析技术主要是对VR技术在使用的过程中通过传感产生的数据反馈进行收集，通过智能分析系统将变电站所产生的监测数据进行处理分析，根据变电站设备运行的特点及原有的数据，将变电站最真实的运行状态进行准确的反映，从而为决策工作提供真实的数据作为基础，使决策具有科学性及精密性。
综上所述，VR技术在变电站巡检中的应用可以弥补原有的变电站巡检中的不足，并且这种技术的使用可以适应我国国家电网的发展，工作人员可以实时的对变电站进行巡检工作，通过三维模拟、通讯技术的使用，使变电站运行的情况可以具体化的反映出来。应用VR技术可以实现巡检人员对变电站的全方位的监测工作，实现变电站的高效管理，使巡检工作走向智能化、数字化，从而保证变电站安全稳定的运行。
参考文献
[1]许郁煌.变电站智能巡检系统的设计与开发[J].中国电力教育, 2012(27):141-142.
[2]孙伟红.变电站智能巡检系统研究与应用[J].电气技术,2012(2):60-62.
论文作者:王超1,马辉2
论文发表刊物:《电力设备》2016年第23期
论文发表时间:2017/1/17
标签：变电站论文; 技术论文; 智能论文; 信息论文; 数据论文; 场景论文; 实时论文; 《电力设备》2016年第23期论文;