摘要：由于电力系统的特殊性，不能直接操作实际运行中的电力设备来进行培训。此外，变电站设备故障发生具有不可预见性，传统的培训方式较难全面的展示整个故障处理过程，因此较快处理突发故障对运行维护人员技具有较大挑战。目前VR技术在游戏、军事等方面已得到应用，但是在电力行业应用较少，因此在变电站技能培训中研究出一套基于VR技术的培训模式具有重要的现实意义，有助于解决变电站设备维护人员培训不能直接操作真实设备和故障不可预见性导致的培训困难问题。
关键词：VR；电力行业；应用；意义
一、VR技术在变电站技能培训中的应用
（一）在电力巡视操作培训中的应用
运用三维虚拟与仿真技术模拟搭建一个与真实空间一致的操作环境，模拟出各个系统和设备的公司，从而让操作员熟悉工作环境，通晓电厂运行原理，提高业务熟练程度，加强其分析、判断和处理电厂事故的能力，解决员工培训问题。模拟高压电力设备真实带电运行状态，让学员开展在现实条件下无法进行的各种实操技能训练，体验到各种操作带来的真实后果而不用担心设备安全、人身安全问题，试错成本大大减低，加强技能培训效果。本模块根据拟定的220kV典型智能变电站总体结构、设备的布置和标准化作业指导书对变电站进行运行期间的巡视检查仿真。本模块需完成的功能包括：变电站巡视检查路线设置3种、各种气象条件模拟3种（晴天，下雨，下雪）、主要异常现象10种设备，每种设备制作一种异常状态、220KVGIS设备巡视检查仿真、110KV户外配电装置巡视检查仿真、10KV户内配电装置巡视检查仿真。
（二）在电力事故体验培训中的应用
电力事故的强大破坏力是无法估量的，也是真实实验无法模拟的，电力仿真中的工程仿真就是利用计算机技术调节各个设备和系统的原有数据，更改电力站运行的外部环境，从而模拟各种电力事故及可能会导致的后果，研究人员可据此分析事故各部分之间的关系，从而找出从中间环节切断事故恶化的方法。VR还可以模拟那些有危险的场景，让学员戴上头盔、耳麦，在室内也能感受到作业现场的情境，当学员因误操作而导致触电、坠落、倒塌等事故时，VR技术可以在虚拟的环境中进行危险模拟演练，让学员切身体验到视觉、心理冲击，帮助他们提高现实中解决危机的能力。模拟各种电力事故现场，让学员身临其境感受事故的伤害和破坏力，在模拟真实场景中看到各种各样的故障，分析事故原因，强化安全意识，学习安全知识与技能，在电力安全教育方面起到传统方法很难比拟的效果。模拟各种电力事故现场，让学员身临其境感受事故的伤害和破坏力，在模拟真实场景中看到各种各样的故障，分析事故原因，强化安全意识，学习安全知识与技能，在电力安全教育方面起到传统方法很难比拟的效果。
（三）在变电站检修培训中的应用
变电站检修危险性非常大，而这种操作培训往往是基于实物培训。对于人身安全没有太大的保障，并且无法记录操作是否规范。而利用VR技术可以将变电站的工作环境进行1：1模拟，并在虚拟场景中实现可实现运检作业引导，自动识别目标操作设备。可以让工作人员看到容易出问题的环节，并利用解说告知如何操作，并能智能监督操作人按规程、按步骤完成工作。能够很好的帮助到变电站检修人员，也能提高培训效果。在实际应用过程中，要求对全变电站进行三维深度建模，能从任意角度显示出变电站立体结构，场景与真实变电站一致，外观符合国家规程规范及国网公司典型工艺标准要求。
（四）在变电站三维仿真中的应用
变电站仿真就是运用虚拟仿真技术真实再现电力站及其各部分的操作环境，该环境具有高度的沉浸性，使进入环境的操作人员无论从感觉上、操作上还是从行动处理上的反馈都会表现的与真实电力站的反应高度一致，从而达到对环境及受训人员的分析、培训与考核。
在实际应用过程中，要求对全变电站进行三维深度建模，能从任意角度显示出变电站立体结构，场景与真实变电站一致，外观符合国家规程规范及国网公司典型工艺标准要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（五）在装表接电培训中的应用
首先，培训人员通过VR手柄与系统指示完成劳保用品的穿戴，穿戴完毕后进入作业场景，正式开始VR培训。根据系统提示进行验电、目测电表安装位置、拆卸表盖、电表位置固定、接线等操作，完成接线作业培训；根据系统提示进行验电、电表信息核对、检测开关是否带电、放置绝缘布、剥电线、更换电表、拆除绝缘帽并依次安装回电线、拆除绝缘布、再次检测带电情况等操作，完成带电换表作业培训；根据系统提示打开电柜，每个电柜设置不同故障，通过故障提示与相应故障的解决办法完成排故调试作业培训。
二、VR技术在电力行业其他方面的应用
（一）在辅助输变电工程设计中的应用
利用互联网+VR交互技术，帮助设计人员提高设计经验，不一定亲临现场，可能通过数据的对比，通过虚拟化的视觉构建去体验真实的情况，帮助更好的设计。通过互联网+VR交互技术可与三维辅助选线设计进行融合应用，实现沉浸式体验。可将现场的三维现场勘测结果、设计影响因子、输电典型设备组件三维模型库呈现在设计人员眼前，并为设计人员提供一种身临其境的场景环境，协同开展输电线路设计。
（二）在高压试验全景培训平台中的应用
针对现有系统在沉浸感和交互体验感欠缺的问题，本模块在桌面式高压试验仿真培训系统基础上，采用基于沉浸式虚拟现实的高压实验仿真培训系统架构，突破沉浸式虚拟现实的建模优化、快速渲染、立体显示、自然交互和硬件接口等支撑技术，在已有高压实验三维场景基础上开发沉浸式虚拟现实系统。系统采用虚拟现实头盔、动作捕捉等交互设备把视觉、听觉封闭起来，使培训人员完全沉浸于高压实验虚拟场景并以自然方式进行交互，大大提升培训人员的视觉和交互体验，从而提高系统的培训效果。
三、VR技术在电力系统进行应用的价值和意义
1.可以加速推进电力行业转型，让电力触手可及。虚拟现实技术在推动高端制造业完成科学决策、优化电力性能、提高电力质量、降低生产成本等方面都具有非常重要的应用价值。
2.增加客户购买欲望。利用虚拟现实技术，可以让客户360度的观看电力内外部构造、电力周围坏境、样板间等信息，大大的增加了客户的购买欲望。
3.便于携带，有效宣传。对电力行业而言，携带大型模型去参加展示，不仅浪费人力物力，还能对难以表达电力的真是信息、设计信息等。那么应用VR技术之后，就可以以影片、视频、动画等方式展示给客户，大大的缩短了时间和空间。
4.有利于命中项目招投标。VR的出现，已经打破了无法拍摄电力内部结构、单靠文字和CAD图纸说明的瓶颈，可以更加生动具体的为客户解释电力特点和优势，让客户在短时间内了解电力方案及其优势，从而增加中标的几率。
5.降低风险，提高工程施工安全。利用虚拟现实技术可以将机械形状和功能等逼真地展示出来，还能将一些危险系数较大的工程以三维动画的形式展示出来，降低施工事故发生率。
四、结语
总而言之，目前传统的变电站技能培训主要以二维画面表现的软件仿真和以专用设备搭建的物理仿真。现有变电站仿真培训系统难以使得维护人员快速掌握技能，因此需要在现有仿真培训系统的基础上，通过VR技术实现变电站场景设备的操作交互功能，改善培训效果，从而有利于较快提升变电站设备维护人员技能。
参考文献
[1]路亚.基于VR技术的变电检修培训及其应用研究[J].企业改革与管理,2019,(22):223-224.
[2]刘蕴樟,陈丽丹,陈荣彬,温晓东,张哲.虚拟现实技术在电力实训系统的应用探索[J].电气电子教学学报,2018,40(06):134-138.
[3]丁晓.基于虚拟现实技术的电力技能实训体系研究[J].供用电,2016,33(11):80-83.
论文作者:闫胜男1,韩迪2,卢晓宇2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/30