基于CIM模型的变电站三维可视化交互技术应用

研究三维可视化交互技术在智能变电站的应用,解决变电站传统信息平台通过文字、图表等二维形式展示设备信息不直观及交互困难等问题。利用基于CIM模型的信息交互技术,通过改进特征的实时细节层次模型生成算法与碰撞检测加速算法,实现实景三维建模和虚拟场景控制及变电站内设备台帐的展示。设备试验、缺陷、实时工况、在线监测等综合信息的三维仿真及数据交互,可及时为异常设备发出定位及告警信息,为监盘、巡检等提供可视化模拟环境,提高运行人员查找、分析设备故障的效率。500 k V玉林变电站三维仿真应用实例表明,基于CIM的变电站三维可视化信息交互技术具有很好的应用效果。     

基于虚拟人行为的三维变电站仿真培训系统

为提高变电站仿真培训系统的真实感,对变电站虚拟场景中虚拟人的行为模型进行了研究,设计出了基于虚拟人行为的三维变电站仿真培训系统.系统框架由几何建模、行为建模和场景驱动3个部分组成.几何建模部分采用二维和三维几何模型对变电站设备和虚拟人进行了表示.行为建模部分通过动画技术对虚拟人的行为和设备的行为进行了仿真.场景驱动执行引擎负责实现虚拟人和物体的交互,以及虚拟场景的渲染和漫游.     

基于行为仿真的变电站仿真系统

为了降低变电站培训成本与提高培训的真实感,对变电站中人的行为进行了研究与仿真,结合虚拟现实技术、虚拟人行为仿真技术设计并实现了一套变电站仿真系统。利用三维建模技术构建了变电站中的主要虚拟人模型和主要的场景模型;利用行为建模技术为变电站中的虚拟人建立了行为动画;利用开源场景图形库(OSG)平台与骨骼动画引擎(Cal3D)平台实现了变电站的漫游仿真与虚拟人行为控制仿真,提出并实现了基于属性与碰撞检测的虚拟人行为生成算法,设计并实现了一套辅助子系统用于辅助用户完成变电站中的仿真与设备查询。实验结果显示,设计实现的仿真系统仿真效果较好,具有一定的实用性和现实意义。     

面向柔性开发模式的变电站虚拟仿真引擎

针对变电站仿真,提出了以变电站虚拟仿真引擎为核心的构件化柔性开发模式。介绍了变电站虚拟仿真引擎的概念和架构,并使用组件对象模型（COM）技术、3D建模技术,通过对开源Torque游戏引擎的改造最终实现该引擎。应用结果表明,基于该引擎开发不同的变电站虚拟仿真仅需进行虚拟场景的布局以及仿真逻辑的编程,从而大幅提高虚拟仿真系...     

基于语义网的智能变电站运维专家系统可扩展建模与应用

针对智能变电站运维专家系统存在知识内容变更困难与扩展性差的难题,提出了一种基于语义网的智能变电站专家系统知识库建模方法。首先,分析语义网的基本概念与功能,建立基于语义网变电站运维专家系统建模的技术基础。其次,从智能变电站设备配置、IED配置和通信配置三个层面建立可扩展性模型,并分析可扩展模型优点。以天目湖智能变电站为对象,对建模过程、模型及可扩展性进行说明,并基于CLIPS(C Language Integrated Production System)平台对相关模型进行验证。建模及仿真验证表明,语义网使知识库的构造更加体系化,提高了知识库不同概念之间的逻辑性和统一性,从而达到提高专家系统知识库扩展性和规则库规则复用性。     

基于 Visio 的变电站二次回路仿真培训系统

介绍了一种基于 Visio 平台的变电站二次回路仿真培训系统.该系统采用 Visio 界面,结合自主开发的实时数据库,合理抽象二次回路元件特性,利用图形自动识别技术和组件化、图库模一体化技术以及拓扑结构自动识别技术对变电站二次回路元件进行自动批量建模,从而最终实现对变电站二次回路原件正常及各类典型异常情况下的动作逻辑及电气关系的仿真.而且,该系统提供与变电站一二次设备三维仿真系统、电网仿真系统的接口,可与变电站仿真系统联合运行,完整地实现变电站从一、二次设备到二次回路元件的仿真,为变电站相关专业人员掌握二次回路缺陷发生的现象、原因及变化过程,以及总结积累二次回路缺陷判断、查找和处理经验提供了一个完整的动态仿真环境.     

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。     

一种新型仿真培训系统的设计与实现

提出了一种新型的数字仿真系统。该系统以惠州地区电网为仿真对象,选取了不同电压等级的4个变电站进行详细仿真。该系统涵盖了惠州地区电网变电站的大部分设备类型和接线方式,采用基于组件的软件技术,对变电站一、二次设备全面实现了三维模拟,正确反映了变电站、综合自动化系统和电网的相互作用、相互影响。目前已在惠州供电局投入使用,并取得了很好的培训效果。     

真实数据驱动下的变电站三维智能仿真技术研究

随着大数据技术的发展,面向变电站三维虚拟场景,考虑变电站三维仿真模型的准确性和仿真环境的真实性,融合色彩、声音、图像等真实数据高效模拟变电站的各种操作和设备拆装。从数据层、系统设计层、功能应用层等3方面详细分析了变电站多维多媒体仿真系统架构,以变压器为例分析了变电站主设备结构建模与精准拆装设计流程,最后引入顶点纹理技术,考虑变电站不同运行状态下的动态色差,融合变电站真实数据驱动,实现动态色彩渲染与声效模拟。基于主场景漫游、GIS漏气与主设备着火等事故示例验证本文仿真渲染技术的有效性。     

变电站应用实景复制技术建模和网络安全监控

随着物联网技术和三维激光技术的快速发展,针对国网公司对电网设备安全运行的智能化需求,提出了一种实景复制技术。采用全局和局部点云特征表示的深度网络架构的新型变电站物联网安全监控平台,网络直接将原始点云作为网络的输入数据而未进行体素化或渲染操作。针对电力设备对象,通过提取点云数据局部几何主导子空间来实现快速数据处理,提高数据质量并估算点云法矢,自动识别输变电物联网安全场景中的重复结构,实现数据增强和结构建模。该算法可以使得模型与原始点云拟合误差最小,从而快速得到电力物联网设备对象的三维模型,最终实现输变电物联网安全场景的智能理解和高质量重构。在此基础上,建立了变电站物联网安全监控平台提升了设备的安全性,对变电站进行了仿真与建模、可视化分析和管理等,有效地保障了变电站的物联网安全监控能力。     

基于OPAL-RT和OPNET的电力信息物理系统实时仿真

随着智能电网建设的推进,电力信息物理系统(CPS)的可观性和可控性得到了极大增强。电力CPS的信息采集、传输、处理等过程对电力业务的影响越发明显。建立电力CPS的动态联合仿真平台有助于为相关理论和应用研究提供坚实的技术支撑。文中对比分析了现有的联合仿真平台方案与架构,指出由于电力流和信息流在数学模型上的本质区别,需要建立实时联合仿真平台;基于电力仿真工具OPAL-RT和通信仿真工具OPNET,研制开发了数据交互接口及数据转换模块,建立了电力CPS实时仿真平台,能够高速、精确地模拟电力CPS动态响应特性。针对电力CPS负荷控制的仿真算例结果表明,所研制的电力CPS实时仿真平台具有合理性和有效性。     

输配电线路施工技术仿真系统的设计与实现

研究、分析和使用了面向对象的软件设计和开发方法、Browser/Server网络结构体系、基于C#语言的平台技术,结合传统的仿真数学建模,设计了一套输配电线路施工技术的仿真系统,介绍了该系统的配置、功能、构成和特点,着重阐明了该系统的设计思想和技术特色。系统是一个集计算机、通讯、多媒体技术的高新技术产物,系统采用了Browser/Serve架构,对传统上采用Client/Server架构的仿真系统来说,这一架构更符合当前的计算机和网络发展的趋势,这也是本系统的亮点。系统的设计突出了实用性、技术先进性和功能完备性,达到较高的应用水平,通过在该仿真系统上的演练,不仅有利于施工技术操作人员快速掌握输配电线路施工技术的工艺流程,积累施工技术操作经验,而且对保证输配电线路施工技术的安全进行具有重要意义。     

海上风电直流汇集DC/DC系统实时仿真方法

随着深远海风电的开发与快速发展,采用柔性直流输电技术逐渐成为海上风电系统的首选方案。然而,海上风电及其输电系统的安全运行仍面临严峻的挑战。实时仿真技术能低成本、快速模拟各种复杂运行工况,得到越来越多的关注。直流汇集DC/DC系统是海上风电系统中的关键设备,其复杂的级联结构、数量众多的元件和更高的开关频率都给实时仿真带来了巨大的挑战。为此,提出一种海上风电直流汇集DC/DC系统实时仿真方法,通过仿真算法的并行设计和等效模型的构建两个步骤,实现大规模海上风电直流汇集DC/DC系统的小步长实时仿真。首先,将EMTP算法重新设计为适用于实时仿真的并行算法,并基于此构建直流汇集DC/DC系统子模块的等效模型。其次,根据子模块之间的串联耦合关系,构建直流汇集DC/DC系统的多端口等效模型。最后,在CPU-FPGA异构实时仿真平台中进行海上风电直流汇集DC/DC系统在多种工况下的实时仿真,并与PSCAD/EMTDC离线仿真结果进行对比,验证了所提实时仿真方法的准确性和高效性。     

新能源系统物理模拟实验平台设计及应用

从物理模拟实验的角度对新能源电力系统进行研究。首先,总结了国内外新能源电力系统的发展现状。然后阐述了通过物理模拟实验探究新能源电力系统的必要性,以及新能源物理模拟实验的研究现状。随后设计、介绍了新能源物理模拟实验平台的主要构成。最后,应用实验平台,重点针对并网运行的暂稳态特性,设计了实验方案,分析了实验结果,表明物理实验平台对研究新能源电力系统具有重要意义。     

城市轨道车辆牵引仿真分析研究

介绍了城市轨道车辆虚拟设计和数字化仿真平台,在此平台上开发了适合我国城市轨道车辆的牵引仿真分析模块.该模块可实现在不同粘着(蠕滑)条件下的轮轨相互作用、转向架及主要零部件的动态载荷、车辆纵向动力学、电机特性、牵引和运行等功能的仿真分析.使用该模块对陕西南路一黄陂南路的一段实际线路上进行牵引仿真分析,结果与实际情况相符,验证了该模块的正确性.     

Research on system architecture of modeling and simulation

The modeling and simulation (M&S) architecture describes and defines the relationship between the different parts of a simulation. The simulation system architecture and simulation support platform architecture are discussed separately. The simulation support platform architecture consists of the management layer, the resource layer, the communication layer, the application layer and the infrastructure layer. The best way is to design and realize the M&S collaborative environment for simulation support platform in the resource-communication-application three-dimension space. Translated from System Simulation Technology, 2006, 2(2): 63–68 [译自: 系统仿真技术]     

通用型热工控制仿真支撑系统的研究与应用

介绍了一种能适用于多种分散控制系统（DCS）的通用热工控制仿真支撑系统概念,支撑系统的设计思想、功能特点、软件结构、系统组态方式和相关的算法模型库．以及系统的应用情况。该系统抽取了国内多种主流DCS软件的共同特性,提供多种主流DCS的标准模块以及相应的组态方式．可应用于电站控制系统仿真中。对运行人员和热工人员进行培训;另外,该系统还内置了多种容量单元机组机、炉、电对象模型,并且提供多种其他典型对象模型以及开放的接口,方便用户搭建自己的对象模型,可以试验逻辑、实施新型控制策略应用先进控制策略．是一种多功能的仿真、试验和分析工具。该系统已经成功地应用到多个电站仿真项目和被多家单位采用作为研究分析工具。     

基于上位机KingView的牵引供电系统监控平台演示研究

"牵引供电系统"作为中枢环节对机车运行安全非常重要,建立牵引供电监控系统演示仿真平台,可以模拟、演示设备操作和电路特性,上位机采用KingView组态软件,下位机利用C语言采集数据,分析计算负荷运行数据和仿真能量损耗情况,并建立数据和查询报表、遥控事故分析等演示操作系统,对于理论创新并进一步将其实践化具有重要意义。     

基于混合仿真的逆变器并网测试平台设计与实现

提出基于混合仿真的逆变器并网测试平台,它由数字仿真器(RTDS)和功率接口装置及被测设备组成。在并网点处模拟电压暂降、不平衡运行及谐波扰动等电网故障,测试并网逆变器的并网性能,测试结果验证了混合仿真平台的正确性与可靠性。该平台的建立有利于对新能源设备及逆变器的建模和仿真,为研究与测试并网逆变器的并网特性,暂态特性与控制提供实时的仿真基础。     

SCR烟气脱硝仿真支撑软件平台的开发研究

以选择性催化还原(SCR)法烟气脱硝系统为研究对象,通过对系统工艺特点和反应机理的研究,建立了包括烟气流量参数、SCR反应器、氨/空气喷雾系统等一系列的仿真数学模型,并在此基础上搭建了涵盖SCR分系统、通用设备、控制、电气、热力学及化学反应计算库等在内的完整的SCR系统仿真支撑软件平台.并依托该平台建立了600MW火电机组SCR烟气脱硝系统仿真实例,仿真实验表明该仿真支撑软件平台可为脱硝系统的经济、安全运行和运行人员培训提供借鉴,并可为进一步的研究SCR系统的优化设计和运行提供参考依据.