《论电力系统仿真虚拟培训》-毕业论文.docVIP

w 论电力系统仿真虚拟培训 （成都电业局培训中心，四川成都610101） 摘要：电力系统每个环节都可能存在安全隐患，培训操作不能随意进行。可视化技术使仿真虚拟培训成为现实。通过电网仿真、变电站仿真、集控站仿真、电网调度自动化系统仿真，通过虚拟现实技术真实模仿所做工作等手段开展电力培训已成为新的发展趋势。 关键词：电力培训；仿真；虚拟 1 可视化技术促使仿真虚拟培训成为现实 库恩认为，科学革命给社会带来的变革是巨大的，计算机技术的发展与运用亦如此，“对计算机来讲，情况就不同了，计算机像概率和统计学一样，已经对科学的思维和理论的形成产生了根本性的影响……计算机的使用也是如此，因为逻辑上相关的命题和形式数学陈述已被综合的计算机模型取代了。”我们已进入三维时代，计算机广告，三维游戏，影视特效，均是三维图形得意之作，可视化、动画和虚拟现实成时下热门话题。电力系统重要设备的可视化是仿真与虚拟的基础。对电力系统和各种高科技电器产品培训，不能仅限操作，更重要是了解内在原理，并转化成可视化图形与动画等。三维可视化技术实现原理及其在电力系统的实现过程，是实现电力培训系统虚拟仿真培训的理论和实际操作基础。 电力培训系统三维可视化设计可分为多维信息空间数字化、虚拟环境逼真化两个步骤。即：将现实多维信息映射到计算机数字空间生成相应虚拟世界；使计算机生成虚拟世界中的事物所产生的对人的感官各种刺激尽可能逼真地反馈给用户，使人产生亲临等同现实环境的“沉浸”感等。高效计算机信息处理，包括信息获取、传输、识别、转换，涉及理论、方法、开发环境，是实现空间数字化和虚拟环境逼真化的有效途径。 2 电力系统的仿真培训 科学技术是一把双刃剑，人类使用得当的科学技术，能够促进人类社会的福祉。“自从文艺复兴以来，科学本身似乎也破天荒第一次陷于危机之中。科学家已经开始认识到自己的社会责任，不过如果要使科学执行传统所要求于它的功能并且避免威胁着它的危机，就需要科学家们和普通群众都进一步认识科学和当代生活之间的复杂关系。” 电力系统仿真培训就是发挥科学技术造福人类的正面作用实例，将计算机技术与电力系统仿真模型、专业知识相结合，进行电力系统教学、培训的系统新手段，主要包括仿真计算机系统、学员系统和教员系统三大部分构成。随着现代电网规模和容量日益扩大、运行方式日趋复杂，安全生产问题成为电力可靠运行重要因素。目前国内相继成立多个培训仿真中心，相应配备教员，教员不仅掌握大量电力专业知识，较高计算机软硬件知识，同时还要有很丰富的现场经验。在实际培训仿真操作过程中，往往指派具有较高实际运行操作经验的专家或技术人员与培训仿真教员一起参加指导操作培训和考核评估。 随着电力培训仿真日趋发展和仿真技术的成熟，培训仿真系统已不仅局限某一方面培训，而是将电网仿真、变电站仿真以及其它各种仿真集成到一个综合的仿真环境中。通过电网仿真、变电站仿真、变电站综合自动化系统仿真、集控站仿真、电网调度自动化系统仿真等，解决了仿真应用之间互操作性、分布性和时空一致等问题，实现电网调度员、集控站运行人员和变电站运行人员的联合培训，适应现代电网大规模运行方式，实现电力各部门之间相互协作。 3 电力系统的虚拟培训 虚拟现实，也称灵境或虚拟实在，是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、并行实时计算技术、人工智能、仿真技术等多学科而发展起来的90年代计算机领域必威体育精装版技术。虚拟现实利用计算机和其它专用硬件和软件去产生另一种境界仿真，可以仿真各种环境，参与者通过感觉与仿真内容交互对话，就如同人们在日常生活中人与人交流一样，如可见，可听，可说，可拿。虚拟培训系统利用虚拟现实技术生成适于教育培训的虚拟环境，可以是培训基地或设施的真实实现，也可以是虚拟构成的世界。受训人员沉浸于虚拟环境中进行学习和培训。与现实教育培训基地或设施相比，虚拟教育培训环境有如下特征:仿真性，开放性，超时空性，可操作性，对应性等。 虚拟现实技术综合计算机图形、仿真、通讯、传感等技术，建立逼真虚拟交互式三维空间环境，这种与现实世界极其相象的培训环境具有现实环境无法比拟优势。虚拟现实在教学上应用有两种:一是虚拟课堂，即以学生为虚拟对象或以教师为虚拟对象的虚拟学校；二是虚拟实验室，应用计算机建立能反映现实世界规律的虚拟仪器用于虚拟实验，可部分替代在现实世界难以进行，或费时费力和费资金的实验，在计算机上进行虚拟实验和虚拟预测分析。电力行业每个生产环节都可能存在安全隐患，不是每个生产现场都可进去，电力设备昂贵，发生事故损失惨重。利用虚拟现实技术虚拟电力培训系统，不仅能节省系统硬件投资，降低危险，还可真实模仿所做工作，熟悉环境和设备，操作那些复杂且不能出错设备。通过与虚拟环境进行交互，能使参与者全身心沉浸在计算机所生成的三维虚拟环境中，产生身临其境感觉，将人与环境融为