文档介绍：华南理工大学
硕士学位论文
基于虚拟现实的变电站仿真培训系统设计
姓名:凌志勇
申请学位级别:硕士
专业:控制工程
指导教师:吴玉香;梁群华
20061115
摘要电网的迅速扩展,新设备和新技术的不断引进以及变电运行模式的改变,对变电运行人员的技术素质和工作能力提出了更高的要求,而变电站仿真培训系统是满足这一要求的有效手段。变电站仿真培训系统是利用先进的计算机技术构成的模拟变电站,可以比较逼真地实时模拟各种现象、环境气氛、参数状态变化等。学员在变电站仿真培训系统进行的操作就如同置身于实际运行岗位,有身临其境之感,达到了熟悉设备和提高实际操作能力的目的。目前国内有各种类型的变电站仿真培训系统,但利用虚拟现实技术实现变电站控制室和一次设备系统,同时增加真实保护屏驱动的变电站仿真培训系统尚为研究热点。本论文结合培训的要求和仿真系统的发展趋势,提出并构造了这种新型的变电站仿真培训系统。论文首先讨论确定仿真系统的仿真对象、仿真范围;进而设计了仿真系统的硬件本论文利用虚拟现实技术,实现了变电站仿真培训系统的虚拟控制室。首先将变电可以象搭积木似的搭建组件模块和虚拟屏台;最后,将虚拟屏台摆放在不同位置,并进行交互式设计,组建成变电站仿真培训系统的三维交互式虚拟控制室,实现了变电站屏台设备的三维重现,不但可以对虚拟控制室中的屏台设备巡视、检查、漫游,而且可以进行虚拟操作,提高了系统的真实感、现场感。本论文最后将真实保护屏加入到虚拟控制室中,设计了继保驱动柜,用以驱动真实保护屏。虚拟屏台和真实保护屏的结合使用,可以帮助用户更加深入地了解变电站自动化设备的运行性能和动作特性,不但为运行人员提供了更加真实的培训环境,而且可以满足更高层次技术人员的培训需求。随着计算机技术的发展,仿真技术的不断成熟,这种“软”、“硬”相结合的混合仿真是将来变电站仿真培训系统的发展方向。关键词:变电站仿真培训系统;虚拟现实;三维模型;场景控制;交互技术结构和软件组成。站屏台中的各种基本设备开发成一个个可以复用的三维虚拟元件;利用各个虚拟元件,
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作者签名:格勇指导教师签名。滚孙珞作者签名:厉店绉日期:砂易../华南理工大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书酌;保密。日期:沙一‘年肛月易日日期:纱砺、/本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即;研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许学位论文被查阅诒C芷谀诘谋C苈畚耐;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于:口保密,在年解密后适用本授权书。学位论文全文电子版提交后:留同意在校园网上发布,供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭
第一章绪论变电站仿真培训系统研制的现实意义电力系统是由发电厂、变电站、输电线、变压器、用户网络等联接起来的有机整体。在运行和生产过程中,需要保证整个电网的电压水平和频率指标,要求组成电网系统的各个部分协调工作,特别是变电站担负着调节电压品质、改变系统运行方式等重要任务,其运行情况直接关系到电网的稳定运行。同时由于电力网络的复杂性及受自然或人为因素的影响较大,会发生各种各样的故障和事故。为了保证系统尽快恢复正常稳定运行,要求应迅速地对故障和事故进行处理。随着变电站中大量高可靠性的自动化设备和继电保护设备的投入运行,变电站发生事故的概率已大大减少,但变电站一次重大事故带来的国民经济的损失与以往相比将成倍增长。为了保证变电站运行在高安全、高可靠、高质量和高经济水平上,变电站运行操作人员就必须拥有丰富的知识、经验和能力,能圆满地处理变电站正常、紧急,异常和事故情况下的运行问题,不使事故范围扩大,这就要利用现代化手段改进和完善培训,考核机制,大力提高电力运行人员的运行技术水平。以前对变电运行人员的培训基本上是采取理论学习和在变电站跟班学习的办法进运行人员遇到的机会不多,更不用说有多次机会来积累处理事故经验了。在实际变电站进行模拟训练,虽有一定的临场感,但是不能操作,还会影响变电站的正常运行,因此这种培训方式是不安全的。受训人员一旦真正担负起值班运行人员的职责,往往对各种挽回的经济损失和人身伤亡等恶性事故。事实已经证明