一种直流输电技能培训装置的制作方法
专利名称：一种直流输电技能培训装置的制作方法
技术领域：
本实用新型为涉及电力系统控制保护设备、通信技术、教育、考试考核等应用的直流输电技能培训装置。
背景技术：
近年来我国高压直流输电领域发展迅速，多项端对端高压直流输电工程和背靠背高压直流输电工程已投入运行、在建或拟建，发展高压直流输电，符合我国的能源发展新格局，符合建设坚强智能电网的新要求，也必然为直流输电技术领域开展人才培养尤其是生产技能人才培养提出了新的要求。然而，目前对于直流输电生产运行等技能人才的培养方式还比较滞后，直流输电仿真系统也只应用于试验，真正用于技能培训的模拟直流输电生产全过程全范围的仿真培训系统却鲜有应用实例。计算机应用技术、仿真技术、多媒体技术的应用和发展，为本培训方式的实施和培训系统的建设将提供有力支撑。
发明内容针对上述问题，本实用新型提供一种直流输电技能培训装置，可在多媒体环境下， 教练员与学员在虚拟生产现场的操作场景中进行互动式教学实践，具有教练员讲解模式、 学员自主练习模式、考试考核模式等，具有培训简单直观、效果好的优点。为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下一种直流输电技能培训装置，其特征在于，所述培训装置包括教练员站、学员站、 服务器、交换机和多媒体；所述的教练员站、学员站、交换机由计算机组成，交换机、服务器连接教练员站和学员站。上述的培训装置，所述的教员站并联设有多台。上述的培训装置，所述的培训装置包括两套整流站培训装置和逆变站培训装置， 所述的培训装置包括各自相应连接的教练员站、学员站、服务器、交换机和多媒体。上述的培训装置，所述的整流站培训装置的服务器、交换机与逆变站服务器、交换机连接。上述的培训装置，所述的多媒体包括八台投影仪，每四台合成一个大屏幕形成150 度立体空间。上述的培训装置，所述每台教练员站由两个显示输出接口，采用单机双显配置。本实用新型的有益效果表现在本培训装置可仿真直流输电的各种信息，教练员站和教员站的通过服务器和交换机的有机结合，总体培训时，可实现教练员站对教员的现场仿真演示和解说，教员单独训练时，可模拟和仿真各种培训技巧，同时教练员站可对学员站进行监盘和指导，培训速度快、 效果好。由此可见，采用本培训装置的培训方式注重对直流输电运行与管理人员的技能操作训练，针对受训人员的实际需要，在培训功能的设计方面，充分考虑调度员的组织、指挥、 指导、协调电网安全经济运行以及运行人员的监盘、常规操作、设备巡视和事故处理等工作，同时对交直流一、二次设备及回路、保护和自动装置的状态变化实现远方与就地的同步互传，使受训人员得到从理论知识到操作技能的全面详实的系统培训，科学灵活的培训方式，大大提高学习兴趣，提高培训效果。
图1为本培训装置结构连接示意图。
具体实施方式
下面以结合结构示意图和对本实用新型进行详细描述如图1所示，一种直流输电技能培训装置，由一台整流侧教练员站1、一台逆变侧教练员站2、若干台整流侧学员站3、若干台逆变侧学员站4、两台服务器5、两台交换机6和四台投影机7及音效设备组网而成。每台教练员站提供两个显示输出接口，采用单机双显配置，每台显示器分别连接一台投影机，其中一台显示监控仿真画面，一台显示换流站三维虚拟场景。本培训装置可根据需要进行扩展，使用8台投影机，每4台投影机融合成一个大屏幕，形成150度的立体空间，将三维虚拟现实场景无缝投射到大屏幕，受训者可以佩戴立体眼镜，体会三维场景带来的全新的体验。软件部分包括直流输电监控仿真模块、三维虚拟场景模块、理论及技能考核模块、 两票训练模块、资料查询模块、学员管理模块组成。三维虚拟场景模块、理论及技能考核模块、两票训练模块、资料查询模块及学员管理模块与直流输电监控仿真模块的接口由数据调度系统完成，在教练员教学模式、学员练习模式、考试及考核模式变换时、各个设备操作引起的设备状态、电流电压等数据变换时、故障发生前后各个设备状态、电流电压等数据变换时采用服务器程序进行数据交互。本培训装置可实现以下功能( 1)正常监盘和倒闸操作技能培训可实现换流站运行人员的监盘工作，包括对电压、电流、有功、无功、频率、信号、光字牌、保护及自动装置的运行状态等的监视工作。涵盖换流站所有典型操作，可对一次系统所有断路器、隔离开关、刀闸以及二次回路各种刀闸、 按钮、连片、切换压板、电流端子、保险等进行操作，并包括验电操作、各种自动装置、保护的投切及其液晶面板的操作、保护定值调整等操作。各种操作受控部分，其仪表信号灯及位置指示器均实时响应。同时，系统具有操作票、工作票自动生成与培训功能。(2)设备巡视技能培训三维虚拟场景包括整流站及逆变站所有一、二次设备，包括正常、异常、事故工况下的景象和声音，走近或点击某设备后，出现该设备的详细仿真图片，极其逼真地仿真了设备的正常与异常状态，如变压器、电抗器的油温、油位、油色、吸潮颜色、高低压线接头是否发热、冷却系统运行情况，电容器的外壳有无变形，熔丝、接头、套管是否完好，断路器的破碎与闪络等。学员进入三维场景，可以进行设备巡检(晴天、雨天、 雪天、雾天，白天、晚上等不同环境下可以表现出不同的设备状态)、正常操作、故障设置与处理练习，操作或故障引起的设备状态变化均能正确地在场景中反映，且三维场景系统实现与其他功能模块的数据交互。(3)事故处理技能培训培训系统不但可以复现电网和换流站常见的事故现象，而且可以仿真现场难以见到的事故象，特别是对于发生几率小而又必需正确判断、迅速准确处理的故障，运行人员可在仿真培训系统中灵活地、反复地进行训练，不断积累处理事故的经验。受训人员还可以自己预想在某种运行方式下发生的各种事故，达到自我培训，自我提高的目的。(4)资料查询功能。系统可以实现学员自主学习、资料查询功能，可以方便地查询预先录入的设备资料、图纸、规程等。使用本培训装置可实现以下工作模式。(1)教员教学模式在培训服务器上启动服务器软件和数据仿真软件，每站分别单独启动，教练员站和学员站只需启动客户端软件即可。整流侧和逆变侧的教练员站分别连接到各侧的服务器即可。此时系统可提供两种模式一是教练员的所有操作都会在学员站上显示，学员站无权操作，只有浏览权限；二是教练员的所有操作在投影上输出，学员在学员站上跟随操作。如果只是模拟交、直流场的操作，不需要启动直流系统传送功率，则可以只启动一站的培训系统，所有工作站可以只连接到一个服务器上。(2)学员练习模式在此模式下学员之间两个一组，模拟两站的运行人员进行配合，完成直流系统的操作。在每台学员站上启动一个服务程序和一个客户端程序，每对学员站上的一台启动数据仿真程序，客户端连接到本机的服务器，模拟一个换流站的运行人员控制系统，数据仿真程序连接到两个站的服务程序，模拟整个直流系统的一次、二次设备。 教练员站可以为所有学员设置状态或者故障，学员也可以在本站自主设置状态或者故障进行练习。(3)考核模式在此模式下的系统运行状态与学员练习模式时状态相同，区别在于在此模式下只有教练员站有对仿真程序设置状态或者故障的权限，在学员站上不能对仿真程序进行操作，只能在运行人员控制系统客户端进行操作，并完成教练员布置的操作任务。 考核分为安全知识考核、理论知识考核和操作技能考核等。题库可进行后期扩充、更新。(4)考试模式此模式的系统运行状态与考核模式相同，另有一套考试系统运行， 可以由教员出指定题目，学员的考试系统客户端可以取得当前教员所出题目，并记录学员的操作过程，在操作完成后把过程记录提交到考试系统服务程序。
权利要求1.一种直流输电技能培训装置，其特征在于，所述培训装置包括教练员站、学员站、服务器、交换机和多媒体；所述的教练员站、学员站、交换机由计算机组成，交换机、服务器连接教练员站和学员站。
2.根据权利要求1所述的培训装置，其特征在于所述的教员站并联设有多台。
3.根据权利要求1或2所述的培训装置，其特征在于所述的培训装置包括两套整流站培训装置和逆变站培训装置，所述的培训装置包括各自相应连接的教练员站、学员站、服务器、交换机和多媒体。
4.根据权利要求3所述的培训装置，其特征在于所述的整流站培训装置的服务器、交换机与逆变站服务器、交换机连接。
5.根据权利要求1或2所述的培训装置，其特征在于所述的多媒体包括八台投影仪， 每四台合成一个大屏幕形成150度立体空间。
6.根据权利要求3所述的培训装置，其特征在于所述每台教练员站由两个显示输出接口，采用单机双显配置。
专利摘要本实用新型公开了一种采用计算机仿真的方式进行的直流输电技能培训装置，其特征是培训系统由教练员站、学员站(多台)、服务器、交换机、投影及音效设备等组网构成，教练员站、学员站、服务器运行相应的功能软件包、实时通信软件及数据调度软件，实现直流输电监控仿真模块、三维虚拟场景模块、理论及技能考核模块、两票训练模块、资料查询模块、学员管理模块之间的数据交互，结合投影及音效设备为学员提供形象逼真、三维立体的交直流场一、二次设备及系统的多媒体培训场景。本实用新型和现有技术相比，具有培训速度快、效果好等优点。
文档编号G09B5/08GK202142208SQ20102064223
公开日2012年2月8日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者丁广乾, 宋志明, 徐坊降, 李洪战, 王妍, 王婧, 王晓玲, 王焕金, 雷亮, 霍永红, 高洪雨, 黄东安 申请人:山东省电力学校
技术领域：
本实用新型为涉及电力系统控制保护设备、通信技术、教育、考试考核等应用的直流输电技能培训装置。
背景技术：
近年来我国高压直流输电领域发展迅速，多项端对端高压直流输电工程和背靠背高压直流输电工程已投入运行、在建或拟建，发展高压直流输电，符合我国的能源发展新格局，符合建设坚强智能电网的新要求，也必然为直流输电技术领域开展人才培养尤其是生产技能人才培养提出了新的要求。然而，目前对于直流输电生产运行等技能人才的培养方式还比较滞后，直流输电仿真系统也只应用于试验，真正用于技能培训的模拟直流输电生产全过程全范围的仿真培训系统却鲜有应用实例。计算机应用技术、仿真技术、多媒体技术的应用和发展，为本培训方式的实施和培训系统的建设将提供有力支撑。
发明内容针对上述问题，本实用新型提供一种直流输电技能培训装置，可在多媒体环境下， 教练员与学员在虚拟生产现场的操作场景中进行互动式教学实践，具有教练员讲解模式、 学员自主练习模式、考试考核模式等，具有培训简单直观、效果好的优点。为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下一种直流输电技能培训装置，其特征在于，所述培训装置包括教练员站、学员站、 服务器、交换机和多媒体；所述的教练员站、学员站、交换机由计算机组成，交换机、服务器连接教练员站和学员站。上述的培训装置，所述的教员站并联设有多台。上述的培训装置，所述的培训装置包括两套整流站培训装置和逆变站培训装置， 所述的培训装置包括各自相应连接的教练员站、学员站、服务器、交换机和多媒体。上述的培训装置，所述的整流站培训装置的服务器、交换机与逆变站服务器、交换机连接。上述的培训装置，所述的多媒体包括八台投影仪，每四台合成一个大屏幕形成150 度立体空间。上述的培训装置，所述每台教练员站由两个显示输出接口，采用单机双显配置。本实用新型的有益效果表现在本培训装置可仿真直流输电的各种信息，教练员站和教员站的通过服务器和交换机的有机结合，总体培训时，可实现教练员站对教员的现场仿真演示和解说，教员单独训练时，可模拟和仿真各种培训技巧，同时教练员站可对学员站进行监盘和指导，培训速度快、 效果好。由此可见，采用本培训装置的培训方式注重对直流输电运行与管理人员的技能操作训练，针对受训人员的实际需要，在培训功能的设计方面，充分考虑调度员的组织、指挥、 指导、协调电网安全经济运行以及运行人员的监盘、常规操作、设备巡视和事故处理等工作，同时对交直流一、二次设备及回路、保护和自动装置的状态变化实现远方与就地的同步互传，使受训人员得到从理论知识到操作技能的全面详实的系统培训，科学灵活的培训方式，大大提高学习兴趣，提高培训效果。
图1为本培训装置结构连接示意图。
具体实施方式
下面以结合结构示意图和对本实用新型进行详细描述如图1所示，一种直流输电技能培训装置，由一台整流侧教练员站1、一台逆变侧教练员站2、若干台整流侧学员站3、若干台逆变侧学员站4、两台服务器5、两台交换机6和四台投影机7及音效设备组网而成。每台教练员站提供两个显示输出接口，采用单机双显配置，每台显示器分别连接一台投影机，其中一台显示监控仿真画面，一台显示换流站三维虚拟场景。本培训装置可根据需要进行扩展，使用8台投影机，每4台投影机融合成一个大屏幕，形成150度的立体空间，将三维虚拟现实场景无缝投射到大屏幕，受训者可以佩戴立体眼镜，体会三维场景带来的全新的体验。软件部分包括直流输电监控仿真模块、三维虚拟场景模块、理论及技能考核模块、 两票训练模块、资料查询模块、学员管理模块组成。三维虚拟场景模块、理论及技能考核模块、两票训练模块、资料查询模块及学员管理模块与直流输电监控仿真模块的接口由数据调度系统完成，在教练员教学模式、学员练习模式、考试及考核模式变换时、各个设备操作引起的设备状态、电流电压等数据变换时、故障发生前后各个设备状态、电流电压等数据变换时采用服务器程序进行数据交互。本培训装置可实现以下功能( 1)正常监盘和倒闸操作技能培训可实现换流站运行人员的监盘工作，包括对电压、电流、有功、无功、频率、信号、光字牌、保护及自动装置的运行状态等的监视工作。涵盖换流站所有典型操作，可对一次系统所有断路器、隔离开关、刀闸以及二次回路各种刀闸、 按钮、连片、切换压板、电流端子、保险等进行操作，并包括验电操作、各种自动装置、保护的投切及其液晶面板的操作、保护定值调整等操作。各种操作受控部分，其仪表信号灯及位置指示器均实时响应。同时，系统具有操作票、工作票自动生成与培训功能。(2)设备巡视技能培训三维虚拟场景包括整流站及逆变站所有一、二次设备，包括正常、异常、事故工况下的景象和声音，走近或点击某设备后，出现该设备的详细仿真图片，极其逼真地仿真了设备的正常与异常状态，如变压器、电抗器的油温、油位、油色、吸潮颜色、高低压线接头是否发热、冷却系统运行情况，电容器的外壳有无变形，熔丝、接头、套管是否完好，断路器的破碎与闪络等。学员进入三维场景，可以进行设备巡检(晴天、雨天、 雪天、雾天，白天、晚上等不同环境下可以表现出不同的设备状态)、正常操作、故障设置与处理练习，操作或故障引起的设备状态变化均能正确地在场景中反映，且三维场景系统实现与其他功能模块的数据交互。(3)事故处理技能培训培训系统不但可以复现电网和换流站常见的事故现象，而且可以仿真现场难以见到的事故象，特别是对于发生几率小而又必需正确判断、迅速准确处理的故障，运行人员可在仿真培训系统中灵活地、反复地进行训练，不断积累处理事故的经验。受训人员还可以自己预想在某种运行方式下发生的各种事故，达到自我培训，自我提高的目的。(4)资料查询功能。系统可以实现学员自主学习、资料查询功能，可以方便地查询预先录入的设备资料、图纸、规程等。使用本培训装置可实现以下工作模式。(1)教员教学模式在培训服务器上启动服务器软件和数据仿真软件，每站分别单独启动，教练员站和学员站只需启动客户端软件即可。整流侧和逆变侧的教练员站分别连接到各侧的服务器即可。此时系统可提供两种模式一是教练员的所有操作都会在学员站上显示，学员站无权操作，只有浏览权限；二是教练员的所有操作在投影上输出，学员在学员站上跟随操作。如果只是模拟交、直流场的操作，不需要启动直流系统传送功率，则可以只启动一站的培训系统，所有工作站可以只连接到一个服务器上。(2)学员练习模式在此模式下学员之间两个一组，模拟两站的运行人员进行配合，完成直流系统的操作。在每台学员站上启动一个服务程序和一个客户端程序，每对学员站上的一台启动数据仿真程序，客户端连接到本机的服务器，模拟一个换流站的运行人员控制系统，数据仿真程序连接到两个站的服务程序，模拟整个直流系统的一次、二次设备。 教练员站可以为所有学员设置状态或者故障，学员也可以在本站自主设置状态或者故障进行练习。(3)考核模式在此模式下的系统运行状态与学员练习模式时状态相同，区别在于在此模式下只有教练员站有对仿真程序设置状态或者故障的权限，在学员站上不能对仿真程序进行操作，只能在运行人员控制系统客户端进行操作，并完成教练员布置的操作任务。 考核分为安全知识考核、理论知识考核和操作技能考核等。题库可进行后期扩充、更新。(4)考试模式此模式的系统运行状态与考核模式相同，另有一套考试系统运行， 可以由教员出指定题目，学员的考试系统客户端可以取得当前教员所出题目，并记录学员的操作过程，在操作完成后把过程记录提交到考试系统服务程序。
权利要求1.一种直流输电技能培训装置，其特征在于，所述培训装置包括教练员站、学员站、服务器、交换机和多媒体；所述的教练员站、学员站、交换机由计算机组成，交换机、服务器连接教练员站和学员站。
2.根据权利要求1所述的培训装置，其特征在于所述的教员站并联设有多台。
3.根据权利要求1或2所述的培训装置，其特征在于所述的培训装置包括两套整流站培训装置和逆变站培训装置，所述的培训装置包括各自相应连接的教练员站、学员站、服务器、交换机和多媒体。
4.根据权利要求3所述的培训装置，其特征在于所述的整流站培训装置的服务器、交换机与逆变站服务器、交换机连接。
5.根据权利要求1或2所述的培训装置，其特征在于所述的多媒体包括八台投影仪， 每四台合成一个大屏幕形成150度立体空间。
6.根据权利要求3所述的培训装置，其特征在于所述每台教练员站由两个显示输出接口，采用单机双显配置。
专利摘要本实用新型公开了一种采用计算机仿真的方式进行的直流输电技能培训装置，其特征是培训系统由教练员站、学员站(多台)、服务器、交换机、投影及音效设备等组网构成，教练员站、学员站、服务器运行相应的功能软件包、实时通信软件及数据调度软件，实现直流输电监控仿真模块、三维虚拟场景模块、理论及技能考核模块、两票训练模块、资料查询模块、学员管理模块之间的数据交互，结合投影及音效设备为学员提供形象逼真、三维立体的交直流场一、二次设备及系统的多媒体培训场景。本实用新型和现有技术相比，具有培训速度快、效果好等优点。
文档编号G09B5/08GK202142208SQ20102064223
公开日2012年2月8日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者丁广乾, 宋志明, 徐坊降, 李洪战, 王妍, 王婧, 王晓玲, 王焕金, 雷亮, 霍永红, 高洪雨, 黄东安 申请人:山东省电力学校
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