增强现实技术在配网运维中的研究与应用

潘胜滔　王海花　林杰　曾通　丁剑波

摘要：文章阐述了增强现实技术的特点，并就增强现实系统中关键技术进行了分析，从而以110kV变电站10kV手车开关开关为例，探讨了增强现实技术在配网运维中的应用，以供读者参考。

关键词：增强现实技术;配网运维;变电站

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）05-0057-02

0 引言

随着我国经济水平的不断提升，我国电力事业得到迅速的发展，配网运行与维护作为民生不可或缺的一个重要部分，它以其独特的优势被广泛地应用于各个个领域，在我国经济发展中发挥着越来越重要作用。而在当今社会中人们也越来越注重科技的力量，许多方面都得到很好的突破，其中包括我国的配网运行维修系统的技术。目前来说，人们越来越注重现配网运行维修系统的技术，其中，增强现实技术作为一项新型的技术，其通过多种技术的融合，采用计算机对现实情况进行模拟加工，对现实场景进行增强、扩张，以此来满足配网运行维修的需求，促进电力行业的持续发展。

1 增强现实技术概述

增强现实（Augmented Reality，AR）技术是利用软件生成部分信息，再采用计算机对现实情况进行模拟，对现实场景进行增强。增强现实技术是虚拟现实的发展趋势，其与虚拟现实有着非常紧密的联系。增强现实技术涉及到众多的学科技术，包括交互技术、传感器技术、光电现实技术等。增强现实技术利用计算机技术和图像处理技术以及多媒体技术，将用户和现实场景结合起来，在效果上能够使人感觉到虚拟出来的三维环境即是周围现实环境的一部分。柳祖国、李世其、李作清认为，增强现实（Augmented Reality，AR），是通过传感技术来收集，通过计算机图形技术及显示技术，将虚拟的信息整合到真实场景当中，这个处理过程是实时同步的，使虚拟的信息能够和真情实景融为一体，没有空间和时间上的差异。根据王涌天教授的观点，增强现实技术是一座桥梁，实现虚拟世界和真实世界的沟通。

2 增强现实系统中关键技术

AR技术是将虚拟场景与真实环境融为一体的显示设备，将虚拟物体和真实环境精确对准的定位手段，以及传感设备和交互设备等。下面对增强现实系统中显示技术、跟踪注册技术、交互技术等关键技术进行阐述。

（1）显示技术。增强现实技术是从虚拟现实技术发展而来，所以虚拟现实系统中的显示器也可用在增强现实系统中。通过显示器的应用，满足人们对虚拟场景与真实环境的直观了解。（2）跟踪注册技术。跟踪注册技术是构建增强现实系统的基础技术的重要技术之一。跟踪注册技术是AR系统研究的重点，同时难度也比较大。跟踪注册的准确度，直接影响着增强现实系统的性能和其实用性。（3）交互技术。交互技术也是增强现实系统的关键技术之一。实现人们虚拟事物与现实世界交互。人机交互技术的发展日新月异，用户逐渐可以摆脱如键盘、鼠标、按键这类传统的交互方式，实现诸如新出现的语音、手势交互等更加人性化的交互方式。比如触摸屏技术，目前已经广泛应用在手机、平板电脑等各种智能手持设备上。人机交互技术的发展，能够使增强现实系统的应用范围更广，拓展更为庞大的用。

3 增强现实技术在配网运维中的应用

本文以110kV变电站10kV手车开关开关为例，实现了系统的运行维护。工作人员通过自然交互手段感知周围场景和作业对象的状态变化，利用增强现实三维注册显示技术将所需要的作业步骤提示根据视频图像的变化显示到手机上，进行作业指导，减少操作差错。

变电站为智能变电站，只有两个电压等级，分别为110kV和10kV。10kV出线有10条，均为手车开关。根据操作任务填写出开关送电的倒闸操作如下：

（1）倒闸操作步骤从预演模拟图板开始，使用者开始操作后，操作屏上显示模拟图板，使用者到模拟图板前看到预演位置信息提示，检测第一步完成同时提示第二步操作：对送电单元全面检查。（2）开始实际操作，运维人员对开关单元检查并无安全措施，设备状态正常，开始实际操作。对要操作的间隔检查，检查是否做安全措施，检查设备无异常，检查第二步完成同时提示第三步操作：检查开关确在断开位置。（3）采用增强现实技术后，运维人员看到的设备状态信息与设备台帐。此步骤是要检查要操作的开关状态。分闸指示灯亮、遥测信号各数值为0，以及遥信信号为分，均表明此开关状态为分闸状态。可进行送电的倒闸操作。辅助运维人员了解设备具体信息。结合各项信息后确认第三步结束提示第四步操作：将手车开关摇入至工作位置。（4）将手车开关摇入至工作位置，为运维人员肉眼看到的设备实际画面，提示操作步骤，并提示运维人员此步骤需要用到的工具以及倒闸操作的具体方法。将开关摇入至工作位置后，最右侧工作位置灯会亮起，试验位置灯会灭，同时摇把无法再顺时针摇动。运维人员看到的设备实际图像，操作过后对操作完成效果进行检查确认，检测第四步完成同时提示第五步操作：合上储能电源开关。（5）合上储能电源开关，空开合上后，及时检查储能指示灯。提示储能电源开关位置，找到储能电源开关方法，以及操作方法，依据提示合上储能电源开关后检查储能电源灯是否亮起，对指示灯进行检查，检查第五步完成同时提示第六步操作：合上开关。（6）合上开关，由调度员进行远程合闸操作。（7）检查开关确已合好。動态数据为从SCADA系统中获取遥测信息和遥信信息如果开关的遥测值I、P、Q有数值，说明开关在运行状态，如果开关的遥信值为一，说明开关状态为合，检测开关位置灯的情况帮助使用者判断开关位置信息。结合各项信息后确认第七步结束提示第八步操作：核对模拟图板与位置。（8）核对后台机开关位置显示是否与实际相符。

4 应用效果

增强现实技术在10kV线路送电的倒闸操作过程中的应用，通过采用增强现实技术对操作步骤的提示与开关状态进行判断，大大降低倒闸操作难度，提升了操作规范性。同时，还可以将倒闸操作步骤细分，提示相关步骤以及操作方法，且每一步操作都严格依照规程规范要求，从而有效确保人们的人身安全和设备安全。

5 结语

综上所述，通过增强现实技术在配网运维中的应用，利用智能终端设备，可以获取到多种信息，在实际工作过程中，可以将操作的所有参与者记录在案，包括各个环节的时间点、时间长度以及判断操作的规范性等，加强电网运维管理工作力度，实现对各环节控制和管理的功能，确保配网工程的质量，提升了配网工作的整体效率。