基于CIM的配电网三维可视化关键技术研究与实现

为满足配电网三维可视化系统对资产数据来源的需求,通过构建核心包、拓扑包中各类数据模型的静态关系,建立了配电网三维可视化系统的CIM模型,并根据空间几何属性将模型的三维信息转化为数据结构,实现了与现有配电管理系统间的信息交互。并针对系统在还原CIM三维模型实际空间位置时精度较低的问题,提出了一种基于模拟退火算法的坐标转换最优参数选择方法,通过对比三种方法的转换误差结果证明了方法的可行性和有效性。最后结合实例展示了配电网三维可视化系统的实际效果和应用功能。     

二维与三维同步交互技术在变电站仿真系统中的应用

针对传统变电站仿真系统存在的三维设备模型不容易定位等问题,提出在新型变电站仿真系统中应用二维(2D)与三维(3D)同步交互技术方案,分析该方案二维三维同步交互功能的实现,并概述了应用效果.     

变电站三维交互场景仿真关键技术研究

应用三维图形技术为变电站仿真系统构造虚拟环境能大大提高变电站场景的真实感,为变电站培训仿真工作带来技术飞跃.文章研究了基于三维图形技术的变电站交互场景仿真的关键技术,给出了基于电气连接特性构造虚拟场景树型层次组织的方法,即"以母线为纬、以单元为经、以断路器为基准,按电气接线顺序排列";提出了基于特征的实时层次细节模型生成方法和基于虚拟漫游上下文情景的碰撞检测加速算法,并已成功应用于变电站虚拟现实仿真系统中.     

智能变电站物联网综合管理系统的研究及应用

本文分析了物联网综合应用的国内外发展情况,并对物联网及三维可视化等关键技术进行了研究。从解决变电站智能化建设的实际应用问题入手,研究安徽合肥地区变电站智能化建设情况,提出在合肥滨湖新区220kV锦绣智能变电站建立一套物联网综合管理系统。系统基于物联网及三维可视化等技术,实现变电站设备监测、环境监控、数据的全息全景展示和三维自动巡检等功能,是物联网及三维可视化技术在智能变电站的成功应用。     

基于CIM扩展的输变电在线监测系统模型

目前,多数电力信息平台所使用的IEC 61970公共信息模型(CIM)中并没有对输变电在线监测系统或设备进行建模。这也导致了不同厂商设计生产的在线监测系统和设备,往往自成体系,这也使设计和实现输变电设备状态可视化管理系统存在技术障碍。本文分析了CIM中设备建模的方法,提出了一种基于CIM扩展的在线监测系统模型,该模型对在线监测系统描述全面,具有良好的通用性和可扩展性。该模型已应用于河北省输变电设备状态可视化智能管理平台中,平台通过SVG与该模型结合,展示输变电一次设备接线图,并实现设备的实时及历史监测信息展示,运行风险预警等功能。     

基于BIM技术的变电站三维全景监视系统设计

针对传统变电站二维逻辑视图信息不直观、运维模式相对滞后等问题,介绍了一种基于BIM技术的变电站三维全景监视系统设计方案.该方案以变电站BIM模型为输入,以三维全景可视化技术为依托,构建变电站全景管理系统,并对变电站三维全景监视、设备管理、智能告警及移动作业等进行了探讨,为变电站日常运维辅助提供技术支撑.通过三维空间视角,对变电站三维模型、全景监测数据进行有机整合,让智能变电站的运行状况和设备监测信息更加直观,使抽象复杂的设备运行信息变得易于展示,提高了变电站运维管理的数字化、透明化和日常运维全面监视的空间体验,丰富了运维人员的设备监视手段.     

变电站运检业务立体可视化管控技术研究与开发

变电站运检现场安全管控工作量大并且专业化程度高,传统管控方式存在缺乏设备全方位监控管理和可靠的高精度空间三维实景的技术支撑等问题.设计了一种基于立体可视化技术的变电站运检业务空间立体可视化管控,通过多维度的可视化手段和全景模拟检修仿真等手段实现变电站立体监盘、运检业务模拟检修和设备运行状态可视化.应用效果表明,该系统可以更直观的方式全面展示变电设备的运行状态,并为变电运检人员提供一种高效的检修推演和人员管控方式.     

变电站智能管控一体化平台建设与应用

随着三维实景建模、一键顺控、自动巡检、移动作业等智能运检新技术的发展应用,传统的检修体系已不能适应集坚强智能电网与电力物联网特征于一体的变电站.本文提出一种基于信息全景可视化的变电站智慧运检管控体系,通过对变电站三维实景建模、电力物联网大数据融合承载及丰富的三维可视化智能管控增值应用,实现对变电站全站空间精确测量、一次接线图实景对位设备三维实体、车辆模型三维实景演示、人员定位、设备异常告警三维动图及电力物联网数据统计与对比等功能,提升变电站运维检修、设备管控及人员管理效率.     

基于CIM的异构电力仿真软件互连接口技术研究

研究以CIM/XML作为载体,实现异构电力仿真软件接口交互技术,提出了一种等值电网模型,通过对模型中类扩展相应属性保存CIM模型元件对象,克服了经拓扑分析简化后电网模型难以还原,以及CIM模型无法直接获得仿真软件所需必要参数等缺点;提供了CIM/XML文档到电力仿真软件模型文件的接口映射方法,以及使用等值网络模型实现仿真数据到CIM模型中相应对象的返回。结果表明:以CIM/XML为载体的电力仿真软件接口转换技术对实现异构仿真软件之间信息交互具有实用价值。     

智能变电站仿真三维可视化组件装配技术研究

针对以往变电站三维仿真系统创建成本高、耗时长、不易扩展等问题,提出一种智能变电站仿真三维可视化组件装配技术。可视化组件包括智能变电站内设备的三维模型,以及该设备逻辑功能与IEC61850通信模块的仿真实现。不仅可以通过装配可视化组件快速完成一个智能变电站的三维设计,而且可以通过连接与配置可视化组件的底层模块实现整个变电站的调试与仿真。经过实验表明,该技术能提高新一代智能变电站三维仿真系统的开发效率,还可以为运维人员提供新一代智能变电站底层IEC61850信息流的可视化仿真培训。     

变电站电气设备检测与三维建模系统

目前变电站三维虚拟现实技术是现代电力工业重要的研究方向之一,其中三维建模技术是非常重要的一部分,尤其是在变电站这种有着特殊要求的建筑中,三维建模技术为变电站的建设和测绘提供了极大的便利。但三维建模技术存在无法根据设备二维图像直接建模的缺点,以及场景建模体积过大,难以快速建立单区域设备模型、现场测绘复杂度大等问题。基于此,探索构建了一种适用于变电站设备运维管理的深度学习三维建模系统,并改进Yolov5视觉检测算法,改进后的算法检测精度高达97.5%,检测速率为156 fps,实现三维建模系统中对设备类型的快速检测。基于智能检测搭建的三维建模系统,实现了自动识别类型与快速建模,并与辅助设备监控系统与激光雷达智能联动,为变电站运维人员提供了直观形象、交互友好的监控人机界面。     

智能变电站和主站共享建模的关键技术

讨论了智能变电站和主站模型、图形、通信一体化共享建模的解决方案,包括变电站一次设备和二次设备统一建模、变电站配置文件(SCD)模型到公共信息模型(CIM)的映射、可伸缩矢量图形(SVG)生成、通信映射、部署、维护等方法。共享建模满足智能变电站源端维护要求,且智能变电站的CIM,SVG和通信信息能够自动生成,并直接应用于主站,减少了主站端的重复工作量。提出了完全基于模型的维护模式,促进了智能变电站和主站的信息互动,具有良好的推广应用价值。     

面向智能运检管理的变电站三维实时监测展示系统开发与应用

变电站三维实时监测展示系统基于Bentley Navigator三维检视平台和i-Model技术,在三维模型基础上,集成设备在线运行监测系统、辅助控制系统、视频监控系统的实时数据,在虚拟现实的环境中,实现了变电站静态数据和动态数据的综合展示,可实时展示、监控关键设备的运行状态、动态数据及运行数据发展趋势,为变电站智能运检提供了可行的实施途径。     

智能变电站故障过程可视化分析系统设计

针对智能变电站发生事故或异常时,单台继电保护装置存在故障分析不直观、不及时等问题,开发了一套智能变电站故障过程可视化分析系统。该系统实现了中间节点信息和故障录波信息的可视化展示,提高了分析故障原因和识别故障问题的效率,使得快速解决故障问题,确保了变电站的安全稳定运行。详细阐述了系统的设计,并结合系统的试运行情况,分析和展望了其应用前景。     

一种用于表达变电站模型的CIM/E扩充方案

变电站模型是电力系统自动化技术应用的重要基础。IEC 61850对变电站模型的描述全面、详细,但处理效率不高,且在调度环节得不到应用。通用信息模型（common information model,CIM）对变电站模型的描述则较为简约,且CIM/XML处理效率不高。CIM/E克服了CIM/XML效率上的问题,但模型不够全面。从一次设备模型、二次设备模型、通信模型、控制模型、采集模型、保护模型6个方面对CIM/E规范进行了全面扩充,使之如IEC 61850一般能够全面描述变电站模型,并通过原型系统进行了有效验证。这样扩充后的CIM/E模型有望成为变电站和调度端公用的模型描述方式。     

基于深度搜索的二次虚实回路融合故障诊断技术

为了解决在智能变电站运维和检修中,二次虚回路可视化展示、回路监测和诊断出现的问题,构建智能变电站二次虚回路综合监视技术体系。设计软压板与虚回路配置规则,将软压板对象状态监测作为虚回路监测的一部分。提出基于邻接表存储物理光纤回路,基于深度优先搜索算法实现过程层设备物理拓扑链接关系。同时基于深度搜索故障推理算法诊断和定位故障区域,满足智能变电站二次设备运维新的应用需求。     

电力设备在线监测三维展示系统的设计与实现

运用三维图形可视化技术、数据库技术,对电力设备在线监测信息进行全方位展示。三维设备模型与监测数据的关联是实现三维展示的桥梁,并可实现设备多种信息的展示。三维展示系统的建立,将极大提升电力行业信息化应用水平。     

智能变电站站控层测试技术研究与应用

根据智能变电站一体化监控系统功能及应用情况,设计了智能变电站站控层测试系统架构,对测试系统架构各功能模块及信息交互过程进行了分析。然后对智能变电站站控层测试技术进行了深入研究,分别围绕站控层数据交互测试技术、监控主机测试技术及远动功能测试技术进行研究,创新性地提出了测试策略可配置、通信报文可订制、交互行为可控的站控层数据交互测试方法,监控主机信息闭环测试方法,基于取代服务的电力远动装置测试方法。为了验证提出的测试技术方案可行性,通过软件技术实现了具有上述技术特征的测试系统,含保护测控信息仿真系统及调控主站仿真系统。最后经工程应用实践,智能变电站站控层测试技术提高了测试效率,并保证了测试结果的可靠性。     

全维度智能变电站设备状态监测关键技术研究

近年来,在电网的节能化和智能化过程中应用大量的物联网(IoT)设备,解决了因变电站设备繁多而引起的信息孤立、难共享、难整合等问题。将物联网技术引入到变电站设备状态监测中,提出了变电站设备IoT全维度体系架构和变电站设备无线监测网络拓扑方案。在GSO算法基础之上,优化算法对信息模型进行扩展,建立可以承担海量数据的变电站设备状态监测全维度信息模型,并设计了变电站设备监测网络结构。针对不同节点系统进行综合仿真研究,结果表明,该算法有效降低了变电站功率损耗,改善了电压分布,为智能变电站建立全维度设备状态监测系统提供参考。