1)220kv变电站虚拟现实互动操作仿真实训系统
仿真技术在高职变电站综合自动化实训教学中的应用
仿真技术在高职变电站综合自动化实训教学中的应用[摘要]采用物理仿真技术，由物理模型构建了变电站一次系统，二次系统则采用现场典型设备，仿真了变电站的工作环境及各种工作状态，可用于变电站综合自动化系统和微机保护装置的安装调试及运行维护方面的实训教学。
[关键词]物理仿真技术一次系统物理模型变电站综合自动化实训系统引言变电站综合自动化技术在迅速普及，它是将变电站的二次设备（测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机控制技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、微机保护以及调度通信等综合性的自动化功能。
由于变电站综合自动化系统和微机保护装置替代了传统变电站中的控制台和继电保护装置，开展变电站综合自动化系统和微机保护装置的安装调试与运行维护及二次回路接线等方面的专业知识、相关技能的实训，显得尤为重要。
为此，我院采用物理仿真技术，开发了一次系统基于物理模型的变电站综合自动化实训系统。
经过5年的实训教学，取得了令人满意的效果。
一、一次系统基于物理模型的变电站综合自动化实训系统的优越性变电站一次系统由物理模型构成，变电站的一次设备（线路、母线、变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等）看得见、摸得着，加电运行，营造了一个真实运行的变电站，变电站各设备的电气量（电压、电流、有功功率、无功功率等）可直接测量显示。
可进行变电站正常倒闸操作及运行维护。
可进行变电站各设备的故障模拟，观察和分析变电站各设备的电气量的变化，分析保护动作的逻辑关系，进行反事故演练。
变电站一、二次设备之间的连接接线，二次回路的故障检查及排除，一直是变电站技术人员十分必要地专业技能。
我院开发的一次系统基于物理模型的变电站综合自动化实训系统，二次系统采用变电站典型的综合自动化设备（测控装置、监控系统、以太网通信等），能进行二次回路接线及二次回路的故障检查及排除方面的技能培训。
风光互补发电实训系统实训方案
风光互补发电实训系统实训方案KNT-WP01型风光互补发电实训系统主要由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成，如图1所示。
KNT-WP01型风光互补发电实训系统采用模块式结构，各装置和系统具有独立的功能，可以组合成光伏发电实训系统、风力发电实训系统。
一、各单元介绍1、光伏供电装置(1)、光伏供电装置的组成光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成，如图2所示。
4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵，光线传感器安装在光伏电池方阵中央。
2盏300W的投射灯安装在摆杆支架上，摆杆底端与减速箱输出端连接，减速箱输入端连接单相交流电动机。
电动机旋转时，通过减速箱驱动摆杆作圆周摆动。
摆杆底端与底座支架连接部分安装了接近开关和微动开关，用于摆杆位置的限位和保护。
水平和俯仰方向运动机构由水平运动减速箱、俯仰运动减速箱、直流电动机、接近开关和微动开关组成。
直流电动机旋转时，水平运动减速箱驱动光伏电池方阵作向东方向或向西方向的水平移动、俯仰运动减速箱驱动光伏电池方阵作向北方向或向南方向的俯仰移动，接近开关和微动开关用于光伏电池方阵位置的限位和保护。
(2)、光伏电池组件光伏电池组件的主要参数为：额定功率 20W额定电压 17.2V额定电流 1.17A开路电压 21.4V短路电流 1.27A尺寸 430mm×430mm×28mm2、光伏供电系统(1)、光伏供电系统的组成光伏供电系统主要由光伏电源控制单元、光伏输出显示单元、触摸屏、光伏供电控制单元、充/放电控制单元、信号处理单元、西门子S7-200PLC、继电器组、接线排、蓄电池组、可调电阻、断路器、12V开关电源、网孔架等组成。
如图3所示。
(2)、控制方式光伏供电控制单元的追日功能有手动控制盒自动控制两个状态，可以进行手动或自动运行光伏电池组件双轴跟踪、灯状态、灯运动操作。
虚拟现实技术在电力系统中的典型应用
虚拟现实技术在电力系统中的典型应用虚拟现实技术（VR）是一种通过计算机模拟仿真现实场景的技术，可以用于模拟真实场景，让用户身临其境地感受环境、场景。
电力系统是现代社会基础设施之一，为保证安全可靠供电，需要一定的维护管理和优化方案。
虚拟现实技术在电力系统中的典型应用有以下几个方面：一、电网运维管理虚拟现实技术可将电力系统的各个方面呈现在一个虚拟空间，通过对电力系统数据的采集和处理，再通过技术手段将虚拟空间呈现在人眼前，让操作员可通过虚拟现实界面，对电网进行监测和状况追踪。
如在变电站现场，通过VR技术让操作员在虚拟现实景象中察看现场的仪表设备、隔离开关、接地开关等器材的运作情况，存储空间承载量等数据以及电流电压变化的随时变动。
这样一来，操作员可以观察设备运行状态，及时评估风险，处理故障，提高了维护和管理工作的效率。
二、电网培训和教育通过虚拟现实技术模拟各种电力系统工作场景，配备上相应的设备和工具，让维修人员可以在虚拟环境中进行电网的训练和演练，如变电站的巡视、操作、检修等。
这样的虚拟场景能够让参与者更加全面地了解电网的运行情况，更加准确地把握电力装置的运作规律与设备的性能特点。
在虚拟环境中，维修人员可以随时检查检修现场，实践操作技能，了解电力系统的机理故障，并进行各种故障的模拟处理，提高了学习效果和操作水平。
三、应急预案与日常维护虚拟现实技术可以提供电力系统的应急预案和日常维护方案。
可以通过数据分析和演算，提出一系列可能发生的风险场景，并针对这些场景，提出一系列进行预防和处理的方案和方法，如对电力装置进行巡视，清洁，检查和维护等。
虚拟现实技术还可以在日常维护过程中，快速搜索相关技术资料，调出电力工程图、技术标准、规程记录等，更好地对线路运行的分支分段进行维护，并对故障点进行准确部位的定位，极大地提高了维护队工作质量和效率。
总之，虚拟现实技术在电力系统中的应用，有利于提高电力系统的安全性和可靠性，提高了操作人员和维保人员的技术水平和工作效率，在电力系统的运行和维护方面具有广阔的应用前景。
电力生产安全实训基地建设方案
电力生产安全实训基地建设方案一、概述随着我国电力行业的迅速发展，对电力生产安全的要求也日益提高。
为了确保电力生产的稳定性和安全性，提升从业人员的技术水平和安全意识，建设电力生产安全实训基地显得尤为重要。
本建设方案旨在通过创建一个集培训、实践、研发于一体的综合性电力生产安全实训基地，为电力行业从业人员提供一个安全、真实、高效的实践环境，以提升其专业技能和安全操作能力。
该基地将结合现代科技手段，模拟真实的电力生产环境，让参训人员在模拟场景中学习并掌握电力生产安全的相关知识，从而提高电力行业整体的安全生产水平。
基地的建设也将为推进电力行业的科技创新和人才培养起到积极的推动作用。
1. 背景介绍：阐述当前电力生产安全的重要性以及实训基地建设的必要性。
随着社会的快速发展和科技进步，电力产业已成为国家经济发展的重要支柱之一。
电力生产安全直接关系到国民经济的稳定运行和人民群众的生命财产安全。
当前电力生产面临诸多安全挑战，新的技术变革带来了复杂多变的安全问题，这也使得保障电力生产安全显得尤为重要。
在这种背景下，加强电力生产安全教育和培训，提高从业人员的安全意识和技能水平，成为确保电力生产安全的关键环节之一。
建设电力生产安全实训基地显得尤为迫切和必要。
实训基地作为理论与实践相结合的重要平台，不仅可以模拟真实的电力生产环境，为从业人员提供实践操作的机会，还能在模拟事故场景中培养从业人员应对突发事件的快速反应能力和实际操作技能。
通过实训基地的建设，还可以推动高校、科研机构和企业之间的合作与交流，共同研究解决电力生产中的安全问题，为电力产业的持续健康发展提供有力支撑。
从保障电力生产安全、提高从业人员素质、推动行业技术进步的角度出发，制定和实施电力生产安全实训基地建设方案具有重要的现实意义和深远的社会影响。
二、项目目标提升技能培训水平：通过建设电力生产安全实训基地，为从业人员提供一个全面、系统的技能培训平台，确保人员能够熟练掌握电力生产过程中的各项操作技能，提高应对突发事件的处置能力。
电力数字孪生解决方案(3篇)
第1篇随着信息技术的飞速发展，数字化、智能化已经成为当今时代的主要趋势。
电力行业作为国民经济的重要支柱，其数字化转型也势在必行。
电力数字孪生技术作为一种新兴的智能化技术，能够为电力行业提供全新的解决方案，提高电力系统的运行效率、降低运维成本、提升安全保障水平。
本文将详细介绍电力数字孪生解决方案的背景、原理、技术架构、应用场景以及实施步骤。
一、背景1. 电力行业面临的挑战（1）电力系统规模不断扩大，设备复杂度增加，运维难度加大。
（2）电力市场改革，竞争日益激烈，对电力企业的运营效率提出了更高要求。
（3）能源结构转型，新能源接入，对电力系统的稳定性、可靠性提出了更高要求。
2. 数字孪生技术的兴起数字孪生技术是一种将物理实体与虚拟模型相结合的智能化技术，通过实时监测、数据分析和仿真优化，实现对物理实体的全生命周期管理。
数字孪生技术在航空航天、汽车制造、医疗健康等领域取得了显著成果，为电力行业提供了新的发展思路。
二、原理1. 数字孪生技术原理数字孪生技术主要包括以下几个步骤：（1）数据采集：通过传感器、摄像头等设备，实时采集物理实体的状态数据。
（2）数据传输：将采集到的数据传输至数据中心，进行存储和分析。
（3）模型构建：根据物理实体的特性，构建虚拟模型，实现物理实体与虚拟模型的映射。
（4）仿真优化：通过仿真实验，优化物理实体的设计方案，提高运行效率。
（5）实时监控：实时监测物理实体的运行状态，确保其安全稳定运行。
2. 电力数字孪生技术原理电力数字孪生技术主要应用于电力系统的各个环节，包括发电、输电、变电、配电和用电。
其原理如下：（1）数据采集：通过传感器、智能设备等，实时采集电力系统的运行数据，如电压、电流、功率等。
（2）数据传输：将采集到的数据传输至数据中心，进行存储和分析。
（3）模型构建：根据电力系统的特性，构建虚拟模型，实现物理实体与虚拟模型的映射。
（4）仿真优化：通过仿真实验，优化电力系统的设计方案，提高运行效率。
智慧变电站数字孪生系统解决方案
系统能够智能化诊断设备故障，提供故障处理建议，降低运维难 度和风险。
预防性维护策略
制定预防性维护策略，减少设备突发故障的概率，进一步降低运 维成本和风险。
推动智慧电网建设进程
实现变电站智能化管理
数字孪生系统是实现变电站智能化管理的重要手段，为智慧电网 建设提供有力支撑应用，有助于推动能源互联网的 发展，实现能源的高效利用和可持续发展。
提升电网安全稳定运行水平
通过数字孪生系统对电网运行状态的实时监测和预测，有助于提升 电网安全稳定运行水平，保障供电可靠性。
THANKS.
理。
定期演练与培训
定期组织应急预案的演练和培训 ，提高应急响应能力和处理效率 ，确保在发生意外情况时能够迅
速恢复系统的正常运行。
总结：智慧变电站
06
数字孪生系统价值
提高设备运行效率和可靠性
实时监测设备状态
通过数字孪生系统，可以实时监测变电站设备的运行状态，及时发 现并处理潜在问题，提高设备运行效率。
数据采集与传输层
负责实时采集变电站内各种传感器、监测装置、智能设备等的数据信息。
采用高效、稳定的数据传输协议和技术，确保数据实时、准确地传输到上层系统。
支持多种数据源和数据格式的接入，满足不同厂家、不同类型设备的数据采集需求 。
数据处理与存储层
对采集到的原始数据进行清洗 、整理、转换等预处理操作， 提高数据质量和可用性。
常，确保系统的稳定性和可靠性。
定期维护与优化
03
制定定期的系统维护和优化计划，对系统进行全面的检查和调
整，确保系统始终处于最佳状态。
风险评估与应急预案制定
全面风险评估
对系统进行全面的风险评估，识 别潜在的安全威胁和漏洞，为制
电网仿真系统在电力系统及其自动化专业教学中的应用
电网仿真系统在电力系统及其自动化专业教学中的应用作者：刘柏林孙文利来源：《中国电力教育》2013年第02期摘要：多级电网-变电站培训仿真系统逐步完善，但在本科教学中，仿真实习一直作为认识实习和生产实习手段。
结合电力系统及其自动化专业学科特点，论述了仿真系统与课堂教学相结合的教学方法。
关键词：多级电网-变电站联合仿真；电力系统及其自动化作者简介：刘柏林（1979-），男，吉林省吉林市人，东北电力大学电力运行仿真中心，讲师；（吉林吉林 132012）孙文利（1972-），男，吉林德惠人，华能大庆热电有限责任公司，工程师。
（黑龙江大庆 163159）中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）02-0055-02随着电力系统不断发展，高电压、大容量、高自动化程度的变电站相继投入运行，为提高变电站运行人员素质，电网、变电站仿真培训系统得到了越来越多的应用和发展。
而目前仿真培训系统的诸多优势并未得到大学的完全利用，只是校外实习的替代手段，并未能更好的将其利用于专业课教学过程中，本文结合仿真系统功能和电力系统及其自动化专业特点，探讨仿真系统与课堂教学相结合的教学方法，阐述了该教学方法在加强理论知识学习效果和提高学生综合实践能力方面的作用。
一、多级电网-变电站联合仿真系统简介电力是国民生产的主要动力资源，供电可靠性和质量直接影响生产安全性和经济效益。
目前电网自动化程度日趋完善，对电网、变电站运行人员素质提出了更高要求。
而在电网运行过程中，运行人员正常操作技能和事故处理能力难以得到充分训练，而当发生设备异常或系统故障时，又要求运行人员及时正确地应对处理。
因此，通过建立与实际电网运行条件相近的仿真电网，可以使学员高效积累运行经验，增强事故处理时的自信心，提高学员在事故发生时的快速决策能力。
国内外电力系统的培训仿真系统从20世纪70年代开始发展，最初的开发研究主要集中在发电厂集控运行仿真培训系统上，取得良好效果，目前发电厂集控运行仿真培训的必要性已被国内外公认，仿真培训系统作为电厂运行人员的训练平台已得到广泛应用。
特高压变电站数字物理混合仿真培训系统
和仿真培训。（ 辽宁 大连 『 ０５ １ ２）赵连政 （９４ ） ６ １６ － ，男，北京人 ，华北电网有限公司培训中心，讲师，－ 高级技 师，主要研 究方向 ：变电
仿真开发和 仿真培 训 。（ 北京 １２ ０） ０４ １
随 着 晋 东 南一 南 阳一 荆 门 １０ ０ ０千 伏 特 高 压 交 流试 验 示 范
３ 虚 拟 现 实技 术 ．
工程 的稳定运行，我 国将继 续加快特 高压 电网建设 。特高压输
采用虚拟现实技术可 以增 强一 、二次设备真实感、直观感 、
电的特点是电压 高、容量大、输送 距离长。 １０ ０ ０千伏交流线路 现场感。对变 电站的一、二次设备仿真采用虚拟 现实 技术和虚 的自然输送功率约为 ５ ０千伏线路的 ４～ ５ ０ 倍，对 电网的安全、 拟仪器 技术，能实现一 、二次设备的三维重现，能形 象地反映 经济运行至关重要 ，这 就要求运行值班员具备较高的业务素质。 设备的正常、异常、事故状态 及其动作过程 。该技术 不但 可以 仿真培训是提高运行值班员操作技能和事故处理能力的最有 效 对 虚拟场景 中的设备巡视 、检查、漫游，而且可以进行虚拟操 途 径之一，为此东北 电网有 限公司大连培 训中心与北京科东控 作 ，另外还可以提 供各种事故状态的事故场景，如： 着火、爆炸、 制系统有 限责任公司联 合研 制开发了特 高压变 电站数字物理混 断路器动作声音及隔离开关出现 的弧光等。 合仿真培训系统。
２ 数字 物理 混合 模 式仿真 ．
仿真系统 采用分布 式、对等结 构，易于扩展 ，具备远程培
录 波装置 的仿真和 “ 防”系统的仿真等 ， 五 主接线形式为双 断 训 功能。该 系统能实现仿真变 电站一次 系统 三维仿真、二次设
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220kV变电站虚拟现实仿真系统
一、 运行环境
版本 电脑配置要求
PC版
CPU:I5 4590
显卡：NVIDIA GTX1060
内存：4GB
硬盘：50G
操作系统：win7或win10
VR版
CPU: Intel I7 9700
显卡：NVIDIA GTX2060
内存：16GB
硬盘：50G
操作系统：win7或win10
视频输出：Display1.2或更高版本
USB端口：1*USB3.0或更高版本的端口
WebGL版 B/S或C/S架构的校园网
浏览器：360极速、UC浏览器、Chrome浏览器、
Firef0x浏览器
二、 技术框架
版本 说明
开发工具 1）开发技术：3D仿真技术、WebGL技术、VR技
术；
2）开发工具：3dmax、Ps、unity3d、Visual
Studio；
软件模块 （一）、220kV变电站厂区巡检；
（二）、隔离开关开关闸操作、断路器合与断操
作、断路器内部操作显示、变压器操作；
（三）、变压器外部与内部结构信息显示；
（四）、自定义出题考核答题；
软件包含设备： （一）、可与第三方数据互联；
（二）、可按客户要求调整内容（价格另议）
（三）、支持体感硬件接口；
（四）、电脑注册运行，无点数限制；
（五）、一般独立显卡电脑即可运行；
三、 软件描述：
1) 用户管理：不同角色不同权限，管理员可以增加、更改、查询、
删除用户。
2) 变电站三维可视化互动：可自主鸟瞰、飞行、巡检、行走互动浏
览方式，也可自动按巡检路线巡检变电站；
3) 110kv开关和220kv开关操作：点击接线图任一开关位置，可到
达该位置进行设备操作；
4) 分层显示：可分别显示地形、建筑、绿化、110KV开关、220kv
开关、变压器等；
5) 变压器操作：变压器运转可连接外部数据进行控制，可实现开与
关，同时可进入变压器单独窗口进行浏览；
6) 火灾演练：用户可自定义火灾地点，以第三人称方式走到灭火器
处，拿起灭火器进行灭火；
7) 考题系统：企业常识可以以答题形式对员工进行考核，试题采用
Access数据库，后台可任意更改题目与考题的数量；