关键词：虚拟现实技术；智能变电站运维；培训系统分析
引言
伴随着社会的发展，电力能源的稳定供应要求越来越高，变电站作为一种高压危险性设备，变电站检修工作人员在检查维修过程中不可避免的需要直接接触，因此，每年在各处工作现场均会出现一些不幸的事故。变电站工作人员的维修技能对电力系统的安全稳定运行有着巨大的影响，工作人员在上岗之前，必须要进行有效的岗前培训。当前，基于虚拟现实技术的变电站仿真培训系统取得了良好的效果，但是仍需进行技术上的升级与改进，在真实性方面存在较大的缺陷，因此，需要对维修培训手段进一步革新。本文基于增强现实技术（AugmentedReality）的变电站维修仿真培训系统，引入虚拟显示技术，构建真实变电站三维虚拟场景，提高仿真培训界面的真实性，大大提高培训的效果。
1智能变电站运维系统的分析
智能变电站运维管控系统主要包括变电站建设、工程验收、施工周期、日常维护和设备检验等工程管理，其主要创新思想就是使用专业化、规范化的管理及控制，不仅能够实现过程控制，还能够安排工作。控制客观因素，基于管理规范、规章制度的完善，实现有据可依、有章可循。远程控制指的是管理人员通过计算机网络中的异地、双方拨号等方式和计算机相互连接，通过计算机对其的远程运维维护及管理行为。远程控制的主要原理就是启动运行程序，使其具备与客户端相同的权限。以此，只要使服务端程序开启，就能够利用客户端对服务器进行控制，其实客户端和超级用户相似。为了对智能变电站远程维护过程中的可靠性进行保证，就要对数据传输过程中的可靠性进行保证。在变电站维护系统运行过程中，要将维护操作作为基础保障，从而为其提供一定安全系数。
2虚拟现实技术的智能变电站运维培训系统优化
2.1设备维护
经实践证明，此培训仿真系统能实现变电站运维操作全过程的模拟，例如设备巡视、倒闸操作、异常处理、事故处理和带电检测等内容。倒闸操作某一典型模拟内容如下所述：模拟场景地点为虚拟总控室，学员接听调度电话，在模拟计算机上完成模拟操作并打印操作票，领取电脑钥匙，在远程控制计算机上关闭设备电闸。之后在二次设备上进行相关的压板操作后前往现场，在设备现场观察电闸开关指示，操作对应的端子箱，设置相关设备和机械操作装置的电源状态，执行操作票上规定的设备开合闸操作，完成后返回总控室。返回室内后，按照要求依次检查各个二次设备显示状态无误，并操作必要的压板，返还电脑钥匙，并执行全面检查，确认操作安全无误后，该项倒闸操作内容的运维培训任务才算真正完成。
2.2三维场景模拟技术
三维场景与真实化处理是虚拟变电站三维仿真最关键的两个构成部分，前者是系统创建并应用的必要前提，而后者则是受训人员获得真实感与沉浸感最重要的途径。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体来讲，三维建模是虚拟现实技术与变电站三维场景结合的精确体现，也是系统可操作性以及虚拟场景真实效果增强的关键所在。除此之外，在软件系统中相关人员还应注意，场景与逻辑颗粒度会显著影响系统软硬件运行性能，应结合实际情况进行内容颗粒度与沉浸感、真实性的平衡。与此同时，虚拟变电站场景还可能通过进一步拓展，利用分布式仿真导入更高级别模拟模块的结果，为虚拟现实技术研究奠定牢固的基础，进而形成虚拟变电站的虚拟场景。实践证明，真实化处理技术对于虚拟变电站三维场景来讲十分关键，其能够实现变电站运行状态真实、有效的反映，且以赋予模型材质、贴图以及设置灯光等操作为主要内容；增强细节表现力的有效措施之一就是贴图与材质设计，其能显示变电站三维模型设备的表面纹理及注入显示屏等关键仪表及参与；为在最大程度上拓展在多种气象条件下的运维操作场景，高级实时渲染技术是实现系统的核心技术之一。
2.3增强现实变电站的功能
Unity3D是最著名的虚拟现实工具之一，它是跨平台的游戏开发软件，现在除了MacOSX。Unity3D可以完全支持WindowsXP/Vista/7。Unity3D支持三种脚本语言:JavaScript、c#和Python。Unity3D游戏引擎与Unity3D开发环境紧密结合，提供了非常强大的可视化编辑器和语言层次的网络。在本研究中，我们使用Unity3D软件作为变电站维修仿真培训系统的开发平台。研究变电站中的电气参数数据以及设备原理对维修人员的培训功能。在变电站维修仿真虚拟现实系统中，利用二维地图作为三维场景中的变电站设备基本地图，表达地理实体的三维位置信息。使用3DsMax和其他软件在研究设备原理创建自然的三维模型。结合地理位置和属性信息生成一个完整的虚拟三维场景。Unity3D软件用于编辑和优化场景，使场景具有真实的环境，并通过最小化数据量来实现最佳的视觉显示。
2.4设备巡视
巡视工作作为智能变电站中的一个重要环节，是必须要严格执行的，具体工作应该从以下几个方面来进行加强：（1）维护管理人员在实际的运行过程中，需要多个设备相互配合才能够完成工作，不同部门的设备对运行环境的要求也有所不同，有些甚至有特殊要求，要想保证系统能够稳定地进行工作，就必须要保证任何一个环节都不能出现问题，所以，做好实时的管理巡视工作至关重要。在巡视的过程中，运维人员应该仔细检查各种设备的运行情况，仔细排查，对出现问题的部分进行检查，及时采取有效的措施，及时排除故障。（2）需要加强运检人员的联合巡视工作，由于智能变电站中的设备种类多、问题复杂，每个设备之间都存在差异，如果仅仅安排运维人员进行巡视很可能会因为专业技术水平上的差异而有所疏漏，留下安全隐患，是安全巡检的工作大打折扣，起不到应有的作用。（3）按照不同人的技术和专业技能进行人员分配，并且在工作过程中经常交换巡检区域，是提高巡检的准确性的有效方式。（4）与设备厂家的定期联系也是十分重要的。电力企业作为设备的使用方，及时地向厂家反馈在实际使用中出现的问题。
结语
在无人值班智能变电研究不断增加的过程中，变电站智能辅助系统设计及研究也越来越重要。本文对变电站辅助智能运维管控系统的设计进行了分析，基于传统变电站，使用通信信息技术实现新型变电站智能辅助系统的简单设计和使用，此系统能够使智能变电站继电保护及安全自动装置校验效率得到提高，还能够使作业人员误操作风险得到降低，减低工作人员在工作过程中的压力，使变电站智能化水平得到提高。另外，也希望能够对我国智能变电站辅助系统建设模式具有一定的参考。
参考文献
[1]廖志华.智能变电站运行维护工作中存在的问题及应对措施分析[J].山东工业技术,2017(09):155-156.
[2]王生强.智能变电站运行维护工作中存在的问题及应对措施[J].应用能源技术,2016(07):12-14.
论文作者:任志鹏
论文发表刊物:《中国电业》2019年 22期
论文发表时间:2020/4/15
标签：变电站论文; 设备论文; 智能论文; 虚拟现实论文; 操作论文; 系统论文; 场景论文; 《中国电业》2019年 22期论文;