电能量采集终端调试运维模拟仿真方法技术

本发明专利技术涉及一种用于各种电力设备控制管理终端安装、调试、检修操作的三维模拟仿真方法。一种电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，首先根据各种电气设备的外形、操作面板的实际界面以及接线端子，利用三维建模技术对各种电能量采集终端、断路器、变压器、配电柜以及导线等电气设备进行三维建模；然后根据实际电力系统操作场景，通过调用建好的各种电气设备模型，对各个电气设备的三维模型进行装配和连线，生成电能量采集终端调试运维模拟仿真场景。本发明专利技术采用三维虚拟技术实现了电能量采集终端的防真培训，解决了实物仿真培训投资大、效果差的情况，使用方便，安全，克服了实验室实际培训操作的各种缺陷和不足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种三维仿真系统，尤其是涉及一种基于虚拟现实的，用于各种负荷控制管理终端的安装，调试，接线、运维等电力设备检修操作的三维交互模拟仿真。
技术介绍
由于电能量采集系统的现场采集终端类型较多，使电能量采集终端安装、调试、接线、运维等培训受培训场地和培训设施的限制和影响，这给培训工作带来了非常大的压力。加之各个厂家所配发的终端说明书一般比较简单，学员查看和学习都比较的困难，而且离开实际应用环境，仅通过看产品说明书，学习效果也比较差，而在实验室配置齐备的现场采集终端也不现实，需要的设备投入资金较大，另外设备的存储和查找都非常麻烦。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术不足，提出了一种，解决了实物仿真培训投资大，效果差的情况，为采集技能人员培训提供了新的方法和资源。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是: 一种，实现步骤如下: O建模，建立数据库:根据各种电气设备的外形、操作面板的实际界面以及接线端子，利用三维建模技术，对包括各种不同类型的电能量采集终端、断路器、变压器、配电柜以及导线在内的电气设备进行三维建模，每个电气设备对应一个独立的模型； 2)调用模型，进行调试运维模拟仿真:根据实际电力系统操作场景，调用步骤I)建好的各种电气设备模型，通过控制模型的状态，对各个电气设备的三维模型进行装配和连线，生成电能量采集终端调试运维模拟仿真场景。所述的，利用3DMAX技术进行三维建模，通过C#和JavaScript语言编程控制模型的状态，实现三维系统与学员的动态交互: 1)在UNITY3D开发环境中，通过C#和JavaScript语言控制模型的旋转显示相应状态，编程实现用户对电气设备的操作面板按钮点击、拆卸、设置标签等操作事件，输出相应的状态； 2)在鼠标事件中，在有效接线端子上绘制3D连线，建立各设备对象及接线端子对象，对接线端子的类型和属性进行设置，并根据实际连线，建立拓扑库保存导线的连接，根据电气设备及接线端子的特征，验证接线端子间连线的准确性及信息的流通性，并根据模型间的逻辑关系显示其相对应的模型状态。所述的，包括学员教学模块，所述学员教学模块通过演示模块、操作实训模块和终端测试模块实现教学模拟仿真，其中:演示模块:演示不同的设备类型的介绍信息和提示信息；操作实训模块:使用鼠标实现电能量采集终端与电能表的导线连接，通过鼠标点击终端模型上的各种按钮实现参数的设置和查询；终端测试模块:学员根据教师对培训系统设置的各种故障情况分析故障，并通过实际操作排除故障。所述的，包括教员管理模块，教员通过操作步骤查询模块、故障状态设置模块、电能量采集终端及电能表参数设置模块、终端方案设置模块和用户管理模块实现与学员教学模块的互动和管理；其中，用户管理模块，实现对教员、学员等用户的添加、编辑、删除和用户类别管理；故障状态设置模块，对仿真系统中的不同学员设置各种故障，并且在仿真场景中实时显示设置的故障状态。专利技术有益效果:1、本专利技术，采用UNITY3D三维虚拟现实技术实现电能量采集终端的防真培训，为采集技能人员培训提供了新的方法和资源，解决了实物仿真培训投资大，效果差的情况。2、本专利技术，能满足各种负荷控制管理终端的安装、调试、运维的模拟仿真，高效、全面、系统性能强。不需要在实验室配置各种电能采集终端，使用方便，安全，克服了实验室实际培训操作的各种缺陷和不足。3、本专利技术，充分利用计算机硬件与软件资源的集成技术，提供了一种实时的、三维的虚拟环境(Virtual Environment),学员完全可以进入逼真的虚拟环境中，观看计算机产生的虚拟世界，听到逼真的声音，在虚拟环境中交互操作，有真实感。【附图说明】图1是本专利技术的系统总体层次结构。图2是操作流程图。图3是本专利技术调试运维模拟仿真方法演示模块流程图。图4是本专利技术调试运维模拟仿真方法操作实训模块流程图。图5是本专利技术调试运维模拟仿真方法实现原理图。【具体实施方式】下面通过【具体实施方式】，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。实施例1参见图1，本专利技术，通过下述过程实现电能量采集终端的模拟运维调试仿真:1)根据各种电气设备的外形、操作面板的实际界面以及接线端子，利用三维建模技术，对包括各种不同类型的电能量采集终端、断路器、变压器、配电柜以及导线在内的电气设备进行三维建模，建立电能量采集终端各种电气设备模型数据库:每个电气设备对应一个独立的模型；2)调用模型，进行调试运维模拟仿真:根据实际电力系统操作场景，调用步骤1)建好的各种电气设备模型，通过控制模型的状态，对各个电气设备的三维模型进行装配和连线，生成电能量采集终端调试运维模拟仿真场景，模拟运维、调试的实际情况。实施例2 参见图1，本实施例的，与实施例1进一步不同的是:利用3DMAX技术进行三维建模，通过C#和JavaScript语言编程控制模型的状态，实现三维系统与学员的动态交互: 1)在UNITY3D开发环境中，通过C#和JavaScript语言控制模型的旋转显示相应状态，编程实现用户对电气设备的操作面板按钮点击、拆卸、设置标签等操作事件，输出相应的状态； 2)在鼠标事件中，在有效接线端子上绘制3D连线，建立各设备对象及接线端子对象，对接线端子的类型和属性进行设置，并根据实际连线，建立拓扑库保存导线的连接，根据电气设备及接线端子的特征，验证接线端子间连线的准确性及信息的流通性，并根据模型间的逻辑关系显示其相对应的模型状态。实施例3 参见图1?图5，本实施例的，与实施例1或实施例2进一步不同的是:系统包括学员教学模块，所述学员教学模块通过演示模块、操作实训模块和终端测试模块实现教学模拟仿真，其中:演示模块:演示不同的设备类型的介绍信息和提示信息；操作实训模块:使用鼠标实现电能量采集终端与电能表的导线连接，通过鼠标点击终端模型上的各种按钮实现参数的设置和查询；终端测试模块:学员根据教师对培训系统设置的各种故障情况分析故障，并通过实际操作排除故障。参见图3，为本专利技术的演示模块，通过演示模块实现不同的设备类型的介绍信息和提示信息，其步骤是: 1)用户进入场景后，点击不同的电气设备，判断点击的设备对象； 2)从数据库中查询不同的设备类型的介绍信息和提示信息； 3)以小文本窗口等形式在设备附近位置显示出来； 不同的设备类型的介绍信息和提示信息包括: (1)演示从IOKV变压器出线到断路器、各种类型的电能量采集终端以及电能表各电气、测量设备的外观、功能、连接关系； (2)介绍各种类型的负荷控制管理终端的区别，适用范围、上行通讯方式、下行通讯方式； (3)介绍不同类型负荷控制管理终端与不同外接设备之间的接线过程、通讯参数设置过程； (4)演示场景中电能量采集终端的各种按键操作； (5)演示终端与电能表各种通讯参数的设置，介绍电能量采集终端与主站软件通讯不上所导致的故障，介绍查找及排除故障的步骤。图4为本专利技术的操作实训模块，操作实训模块实现学员模拟实训操作，其过程如下: 1)判断用户点击的接线端子动态绘制连线，连线采用3D对象拼接形成；判断用户鼠标点击的连线或者端子，对已有的连线从3D对象链表中删除； 2)建立设备及其连接导线的拓扑关系图，对于已经连接的导线进行拓扑分析，判断导线连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，实现步骤如下：1）建模，建立数据库：根据各种电气设备的外形、操作面板的实际界面以及接线端子，利用三维建模技术，对包括各种不同类型的电能量采集终端、断路器、变压器、配电柜以及导线在内的电气设备进行三维建模，每个电气设备对应一个独立的模型；2）调用模型，进行调试运维模拟仿真：根据实际电力系统操作场景，调用步骤1）建好的各种电气设备模型，通过控制模型的状态，对各个电气设备的三维模型进行装配和连线，生成电能量采集终端调试运维模拟仿真场景。

【技术特征摘要】
1.一种电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，实现步骤如下:1)建模，建立数据库:根据各种电气设备的外形、操作面板的实际界面以及接线端子，利用三维建模技术，对包括各种不同类型的电能量采集终端、断路器、变压器、配电柜以及导线在内的电气设备进行三维建模，每个电气设备对应一个独立的模型；2)调用模型，进行调试运维模拟仿真:根据实际电力系统操作场景，调用步骤1)建好的各种电气设备模型，通过控制模型的状态，对各个电气设备的三维模型进行装配和连线，生成电能量采集终端调试运维模拟仿真场景。2.根据权利要求1所述的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，其特征在于:利用3DMAX技术进行三维建模，通过C#和JavaScript语言编程控制模型的状态，实现三维系统与学员的动态交互:1)在UNITY3D开发环境中，通过C#和JavaScript语言控制模型的旋转显示相应状态，编程实现用户对电气设备的操作面板按钮点击、拆卸、设置标签等操作事件，输出相应的状态；2)在鼠标事件中，在有效接线端子上绘制3D连线，建立各设备对象及接线端子对象，对接线端子的类型和属性进行设置，并根据实际连线，建立拓扑库保存导线的连接，根据电气设备及接线端子的特征，验证接线端子间连线的准确性及信息的流通性，并根据模型间的逻辑关系显示其相对应的模型状态。3.根据权利要求1或2所述`的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，其特征在于:包括学员教学模块，所述学员教学模块通过演示模块、操作实训模块和终端测试模块实现教学模拟仿真，其中:演示模块:演示不同的设备类型的介绍信息和提示信息；操作实训模块:使用鼠标实现电能量采集终端与电能表的导线连接，通过鼠标点击终端模型上的各种按钮实现参数的设置和查询；终端测试模块:学员根据教师对培训系统设置的各种故障情况分析故障，并通过实际操作排除故障。4.根据权利要求3所述的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，其特征在于:演示模块实现不同的设备类型的介绍信息和提示信息的步骤是:1)用户进入场景后，点击不同的电气设备，判断点击的设备对象；2)从数据库中查询不同的设备类型的介绍信息和提示信息；3)以小文本窗口等形式在设备附近位置显示出来；不同的设备类型的介绍信息和提示信息包括:(1)演示从10KV变压器出线到断路器、各种类型的电能量采集终端以及电能表各电气、测量设备的外观、功能、连接关系；(2)介绍各种类型的负荷控制管理终端的区别，适用范围、上行通讯方式、下行通讯方式；(3)介绍不同类型负荷控制管理终端与不同外接设备之间的接线过程、通讯参数设置过程；(4)演示场景中电能量采集终端的各种按键操作； (5)演示终端与电能表各种通讯参数的设置，介绍电能量采集终端与主站软件通讯不上所导致的故障，介绍查找及排除故障的步骤。5.根据权利要求3所述的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，其特征在于:操作实训模块实现学员模拟实训操作的过程如下: 1)判断用户点击的接线端子动态绘制连线，连线采用3D对象拼接形成；判断用户鼠标点击的连线或者端子，对已有的连线从3D对象链表中删除； 2)建立设备及其连接导线的拓扑关系图，对于已经连接的导线进行拓扑分析，判断导线连接是否正确，不正确的连线，提示学员错误信息； 3)通过鼠标和快捷键打开配电柜、点击电能量采集终端上按钮查询终端数据或者设置终端参数； 4)用鼠标点击断路器“合”或“开”，程序控制断路器模型状态，合上电源或者关闭电源； 5)如果通信参数以及连线正确，上电后能够在终端上显示各种电...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兰萍，周海涛，胡晓耘，宝慧青，尹正伏，姜纪宁，陈乐，马银环，支长义，郝书峰，张军照，贾建华，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网宁夏电力公司培训中心，郑州万特电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：