基于虚拟现实技术的交互式、沉浸式VR智能变电站仿真平台

智能变电站是电力系统的重要组成部分。它的可靠运行,直接影响到输变电生产安全和社会稳定,因此做好智能变电站巡检和运维工作对保证电力系统安全、经济、优质地运行十分重要。


当前变电站巡检和运维存在以下痛点:
 ➤变电站巡检过程工作量非常巨大,设备漏检及数据管理差错缺失不可避免,而且极容易出现不规范操作导致的人身伤害。

 传统的变电站操作培训,不止培训时间漫长、费用高,而且脱离实际效果不佳。而变电站设备长期处于带电状态,因此不能通过实际设备直接进行操作培训。关于变电事故的应变能力要求高,但培训绝不允许故意制造事故让运维人员处理。


 


基于此,厦门市超瞳科技有限公司为电力公司开发了一套基于虚拟现实技术的交互式、沉浸式的VR智能变电站仿真平台。



VR变电站智能仿真平台是立足于虚拟现实3D技术,面向电力部门变电站安全生产的仿真平台。该平台采用以计算机技术为核心的现代高科技手段生成逼真的视、听一体化的特定范围的变电站虚拟环境,可以实现变电站整体布置虚拟浏览,对电力设备巡视、倒闸操作、安全措施布置进行标准化仿真培训,同时对变电站事故处理进行虚拟演练以保证变电站安全运行。


平台划分为三大模块分别是:电力设备巡检系统,虚拟仿真培训系统,电力事故演练系统。



一、电力设备智能巡检系统


变电站设备智能巡检系统是依托变电站高精度建模,利用摄像头和机器人采集到的数据,实现对现场设备的实时监测和远程操作。使得工作人员只需戴上VR虚拟头盔,就能亲自在变电站中漫游,并依照巡检流程,实时查看每个设备的基础数据和实时数据,身临其境的查看变电站运行情况,从而提高了运检人员的积极性和有效预防巡检过程中不规范的操作带来的人身伤害。



1.全景漫游,任意实时切换场景

工作人员可自由在变电站中漫游,真实而全面的了解变电站环境以及布局,同时能够在每个点形成360度无死角巡视。



2、实时监控变电站运行情况

基于视频图像处理技术,工作人员通过VR头盔能直观的查看设备实时运行数据、运行状态和台账信息等,能通过VR操作手柄点击,查看设备的基础信息,更精确、真实、沉浸的查看变电站状态




二、虚拟仿真培训系统


基于传统培训的弊端和电力操作的风险,超瞳科技构建了一套虚拟仿真培训系统(LPT),包含实时学习、增强训练、考核管理三大功能模块,系统中三大功能模块数据信息互通互联,形成真正互动、安全的电力培训方案。


1、实时学习

调用现有培训资源(如文字、图片、视频、3D动画),根据变电站运维人员培训规范生成实战型结构化课件,让员工可以按需获取,在虚拟变电站中完成沉浸地学习电力设备规范操作方式。


基于虚拟现实技术的交互式、沉浸式VR智能变电站仿真平台


在实时培训模块增加有变电站一次设备内部解剖功能,解刨后可容易地看见母线、变压器、断路器等内部结构,以及各附件位置和分合闸过程内部联动。它可使电气设备复杂的结构简单化,抽象的原理直观化。


基于虚拟现实技术的交互式、沉浸式VR智能变电站仿真平台


2、增强训练

系统实现VR操作手柄、数据手套(可选)与虚拟电力操作工具的结合,学员可以以自然的方式与虚拟环境中的电力设备进行交互作用,根据训练需求和标准化指导完成操作练习。




3、考核管理

在任务模式下学员选择考核项目,系统将实时记录运维人员的考核细节,并通过操作姿势、操作时间等考核点展开智能分析,作出评价并打出分数,有效提高培训效果评估模式。管理人员通过数据后台能即时掌握和管理学员培训情况。


基于虚拟现实技术的交互式、沉浸式VR智能变电站仿真平台


虚拟仿真培训系统(LPT)不仅能让充分调动学员学习的积极性和主动性,明显提高培训效果,还能大大降低培训的成本投资,解决培训设备落后难以更新换代跟上电力发展的困难。适用于操作繁琐、危险性高、操作规范且流程长、对效率有要求的领域,如电力、航空、军事、医疗等行业,应用前景十分广阔。




三、电力事故演练系统


目前电力系统正向着高电压、大电网的方向发展,运行方式也更加复杂,这对设备发生系统故障及时准确地处理和分析事故提出了更高要求。基于虚拟现实的应急指挥信息管理系统是立足于3D虚拟现实技术,面向电力部门应急指挥信息管理的一套现代化管理系统。



该系统跳出了传统信息管理系统框架的模式,采用全三维的方式仿真展示管理中心,使事故中心的信息管理迈向现代化管理水平,并提高超高压局各专业人员应对电网运行突发事件的快速反应能力和综合处理水平。



总结:超瞳科技运用VR技术良好的表现效果与电力业务进行结合,再现变电运行中的各种工作状况,为变电站标准化、可视化、智能化巡视,变电运行人员安全生态的培训,事故处理等提供了强有力的支撑。下一步超瞳科技将持续推进虚拟现实技术实用、实效化落地。未来将针对不同行业提供定制化服务,帮助企业提升竞争力,并在各自领域脱颖而出。


超瞳科技

超瞳科技是是第一家以智能眼镜为显示载体,融合各种小型化传感设备(如红外热成像、紫外成像仪、气体检测仪、测距仪等),通过小型化智能主机连接云端,并利用云端计算能力和大数据分析能力,构建服务于各行业应用的“智慧单兵”云平台,打造出各行业的运维“特种兵”, 可以应用在电网、能源、医疗、物流、教育等领域中,从而帮助企业实现经营目标,保证安全生产。

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