一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法
本发明涉及三维仿真，更具体的说是涉及一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法。
背景技术：
1、目前对智能变电站自动化设备系统的培训基本局限于理论教学，或者仅仅是进行自动化设备的单装置调试，学员实际动手机会少，实操培训时间不足，无法形成系统性的培训。自动化设备更新升级速度快，设备厂家多，装置型号多，学院内硬件设备更新换代速度无法满足培训需要，设备采购成本比较高。自动化设备培训教学知识比较抽象，设备工作原理及故障现象无法通过实际设备演示，培训内容存在不少限制，导致学员掌握的知识不够全面。因此，如何提供一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法，将测控、智能终端等设备运维技能培训真实环境与仿真环境紧密结合，辅助工作人员从模拟环境中了解变电站自动化设备系统装置的工作原理。
2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法，包括以下步骤：
4、s1、建立智能变电站自动化设备的三维模型，将智能变电站自动化设备的物理实体通过建模软件在虚拟世界中呈现；
5、s2、对智能变电站自动化设备物理实体的各项业务和数据进行采集和虚拟重现，完成数据可视化；
6、s3、建立仿真预测模型，在虚拟的三维模型中对智能变电站自动化设备进行动态仿真，将仿真预测结果与物理实体对比优化仿真预测模型。
7、可选的，s1具体为：对智能变电站自动化设备进行标准化的模型采样，采集智能变电站自动化设备的数据和纹理影像，基于采集的数据和纹理影像，通过3dmax制作智能变电站自动化设备的三维建模。
8、可选的，s1中采集的智能变电站自动化设备的数据包括继电保护装置设备数据、测控装置设备数据、合并单元装置数据和智能终端数据。
9、可选的，s2具体为：采用信息化的方式将智能变电站自动化设备内不同仿真对象的电气特性量化为具体数值，在不同仿真对象之间建立数据层级的联系，实现特性仿真，将智能变电站自动化设备作为一个整体实现对每个仿真对象的有效管理，实现三维仿真平台和二维仿真平台的交互控制和信息交换。
10、可选的，三维仿真平台和二维仿真平台的交互控制和信息交换的实现方法具体为：找出二维仿真平台的二维矢量图中与三维仿真平台的三维场景中相对应的设备或者对应的点，选择二维和三维地图最左上方或最左下方的点为坐标中心参照点，将二维矢量图或三维场景中其他所有点都转换成与中心点的相对坐标。
11、可选的，仿真预测模型内设置决策模块，决策模块通过仿真预测模型实现辅助决策或自主决策；
12、其中，辅助决策具体为：通过分析仿真预测结果，给出优化决策建议，辅助人员进行辅助决策；自主决策具体为：智能变电站自动化设备正确预测和处理所有状况，并具备自主决策能力，实现完全无人化托管。
13、可选的，仿真预测模型内还设置有图形绘制模块、仿真编辑模块、显示模块和系统数据库；
14、图形绘制模块用于绘制智能变电站自动化设备的一次接线图、自动化设备系统展开图、控制屏、保护屏和保护插件，并提供通用的图元绘制函数和图元查找函数，供仿真编辑模块和显示模块使用；
15、仿真编辑模块用于记录编辑者想要描绘的自动化设备系统原理接线路图和保护插件中各元件的基本情况，包括：自动化设备系统原理图中各元件的显示属性，以便控制显示模块中元件的显示颜色、同步方式；
16、显示模块是根据仿真编辑模块所形成的数据库文件来控制自动化设备系统的原理演示，并扫描出与保护屏、控制屏、保护插件以及一次接线图上的信号继电器、光字牌、红绿灯，报警信号及开关相对应的元件的记录，用这些记录来控制保护屏、控制屏和一次接线图的基本情况显示；
17、系统数据库用于以二维数据表的形式表示三维模型的元素数据层面的各种逻辑联系，以及三维仿真平台和二维仿真平台的逻辑联系。
18、可选的，图形绘制模块通过vb6中处理控件的方式,把系统界面分为4个区域图元选择区、图形绘制区及图元属性区，提供剪切、复制、粘贴、恢复功能，剪切、复制、粘贴、恢复同时用于单个元件和图形，其中复制、粘贴功能还适用于不同图形文件间的操作。
19、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法，具有以下有益效果：
20、1、本发明通过虚拟化技术来对实体自动化设备，设备运行场景进行虚拟仿真，节约了反复采购实体设备成本，仿真装置升级迭代相对容易，一套系统可以支持几十个学员同时学习，极大地节约了建设成本，提高了培训效率；
21、2、本发明通过将测控、智能终端等设备运维技能培训真实环境与仿真环境紧密结合，从模拟环境中了解变电站自动化设备系统装置的工作原理，熟悉并理解数据通信的方式，进而提高自动化运维人员的工作技能，提高学员在复杂现场中的维护能力。
技术特征：
1.一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法，其特征在于，s1具体为：对智能变电站自动化设备进行标准化的模型采样，采集智能变电站自动化设备的数据和纹理影像，基于采集的数据和纹理影像，通过3dmax制作智能变电站自动化设备的三维建模。
3.根据权利要求2所述的一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法，其特征在于，s1中采集的智能变电站自动化设备的数据包括继电保护装置设备数据、测控装置设备数据、合并单元装置数据和智能终端数据。
4.根据权利要求1所述的一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法，其特征在于，s2具体为：采用信息化的方式将智能变电站自动化设备内不同仿真对象的电气特性量化为具体数值，在不同仿真对象之间建立数据层级的联系，实现特性仿真，将智能变电站自动化设备作为一个整体实现对每个仿真对象的有效管理，实现三维仿真平台和二维仿真平台的交互控制和信息交换。
5.根据权利要求4所述的一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法，其特征在于，三维仿真平台和二维仿真平台的交互控制和信息交换的实现方法具体为：找出二维仿真平台的二维矢量图中与三维仿真平台的三维场景中相对应的设备或者对应的点，选择二维和三维地图最左上方或最左下方的点为坐标中心参照点，将二维矢量图或三维场景中其他所有点都转换成与中心点的相对坐标。
6.根据权利要求1所述的一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法，其特征在于，仿真预测模型内设置决策模块，决策模块通过仿真预测模型实现辅助决策或自主决策；
7.根据权利要求6所述的一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法，其特征在于，仿真预测模型内还设置有图形绘制模块、仿真编辑模块、显示模块和系统数据库；
8.根据权利要求7所述的一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法，其特征在于，图形绘制模块通过vb6中处理控件的方式，把系统界面分为4个区域图元选择区、图形绘制区及图元属性区，提供剪切、复制、粘贴、恢复功能，剪切、复制、粘贴、恢复同时用于单个元件和图形，其中复制、粘贴功能还适用于不同图形文件间的操作。
技术总结
本发明公开了一种智能变电站自动化设备的三维仿真模型构建方法，应用于三维仿真技术领域。包括以下步骤：建立智能变电站自动化设备的三维模型，将智能变电站自动化设备的物理实体通过建模软件在虚拟世界中呈现；对智能变电站自动化设备物理实体的各项业务和数据进行采集和虚拟重现，完成数据可视化；建立仿真预测模型，在虚拟的三维模型中进行动态仿真，将仿真预测结果与物理实体对比优化仿真预测模型。本发明节约了反复采购实体设备成本，提高了培训效率；提高了自动化运维人员的工作技能以及在复杂现场中的维护能力。
技术研发人员：宋新新,荆辉,赵吉祥,董乃舟,王莉,何晓宇,景坤,徐英杰
受保护的技术使用者：国家电网有限公司技术学院分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23