虚拟现实技术在电力应急抢修演练中的实践解析

操昊鹏 吴昊 李超 程轶红

摘 要：虚拟现实技术主要是利用计算机技术来模拟出一个具有三维空间特征的虚拟世界，这种技术可以为使用者提供现实世界的真实感官的模拟，以触觉、听觉、视觉的模拟来让使用者从虚拟世界中可以得到身临其境的一种模拟技术。本文就虚拟现实技术在电力应急抢修演练一题着重分析了其在电力应急抢修演练中的具体应用，希望能为电力应急抢修演练提供参考建议。

关键词： 虚拟现实技术;电力应急抢修演练;实践解析

引言：随着现代科学技术的不断发展，我们的生活水平也在不断的提高，在享受这种科学技术带给我们的便利的同时，我们对能源的需求量也在不断的提升。各类电气设备被广泛的应用到各个领域中，在我们的日常生活中变得随处可见，我国的地域辽阔，电网的覆盖面积大。所以各类的电力故障风险始终存在，近些年我国对电网的应急管理工作的重视程度正在不断的加强，我国的电网安全问题也成为被重视的问题，电力的大量使用给电网安全运行带来新的挑战，国家电网开展了以电力应急的物资储备、应急组织体系等八项重点工作，其重要目的就是为了建立完善的电力应急体系。但是传统的电力应急抢修演练的实际效果却不明显，所以通过使用现代科学技术中的虚拟现实技术来为电力应急抢修演练提供更好的演练效果，为电网的安全运行提供助力，让抢修人员能够得到更好的提升，虚拟现实技术可以让抢修人员身临其境的参与到电力系统的维修工作当中，所以其演练效果是非常好的。

一.虚拟现实技术特点

虚拟现实技术的主要特点为一下几个方面，构想性是虚拟现实技术的主要特点，构想性主要强调的是虚拟现实技术中的想象部分，仿真现实存在的环境，拓宽工作人员的认知范围，让工作人员能够更好的完成工作。相互性，相互性主要是指使用者对虚拟世界中的物体、环境的操作性以及在环境中获得的反馈的自然程度和实时性。在抢修人员利用虚拟世界来进行电力应急抢修演练时，抢修人员可以通过虚拟现实技术来感受到虚拟世界中抢修设备的重量、触觉，甚至还能看到抢修设备随着抢修人员的运动而产生相应的移动。沉浸感，当抢修人员深入到虚拟世界中时，自身的嗅觉、听觉、视觉、触觉都与现实世界一样，使得抢修人员很难辨识自己是在现实世界还是在虚拟世界，这种沉浸感会为电力应急抢修演练带来更好的演练效果，也为抢修人员自身的能力提升带来重要的助力。

二.电力应急抢修演练系统

电力应急抢修演练系统中有五个部分构成。分别为电力状态仿真子系统、人员仿真子系统、三维场景仿真子系统、电力过程仿真子系统和预案逻辑推理子系统。这五个系统中电力状态仿真子系统主要是为演练过程提供真实的故障反馈，人员仿真子系统为演练提供各部门在演练中的角色参与，三维场景仿真子系统为前两个系统提供虚拟场景，也是整个演练系统中最重要的一部分。电力过程仿真子系统为演练人员提供真实的变电过程中的运行状态和相应的操作。最后的预案逻辑推理子系统，为演练提供相应的演练评分、过程记录等数据的收集。

三.虚拟现实技术在电力应急抢修演练中的具体应用

1.实践分析

以某变电站为例，某变电站为110KV的变电站，该变电站为了能够提升电力应急的能力，在近两年引入了虚拟现实技术，展开了变电站发生雷击导致的故障，通过利用虚拟现实技术来创建出真实的变电站和故障场景，进行了电力应急抢修演练，从接受故障信号、通知抢修部门、事故现场勘察、制定应急抢修方案、准备抢修设备材料、进行应急抢修、消除故障、现场清理等环节来完成应急抢修演练。这次的虚拟电力应急抢修演练中涉及到了很多部门的人员，通过各部门整体协调完成了此次演练。

2.虚拟现实技术在电力应急抢修演练中的要点分析

（1）模型的构建

通过计算机使用三维技术来创建虚拟现实场景，模拟出的真实物体，只有形状并不能够模拟出真实物体的属性，这里的属性包括重量、质感等。而在电力应急抢修演练模拟中的设备需要具有这种属性才能更好的对演练起到效果。所以需要通过创建具体的数学模型来进行仿真方面的加强，通过模拟所有演练中需要使用的设备的具体功能特性，来增加演练过程中的真实性的体现。

（2）创建虚拟的三维场景

在电力应急抢修演练的虚拟世界的创建时，需要将所有的电力设备的虚拟三维场景全部创建出来，从电厂、变电站、线路等建立三维场景会花费大量的人力物力，但是这种真实的三维场景可以让工作人员更好的参与到演练过程中，在这一过程中所取得的演练效果更为优秀，这对于电力系统的正常运行来说也是有着非常大的好处的，保证电力系统的正常运行以及降低电力事故造成的损失，都有着很大的作用。所以建立真实的三维场景是十分重要的，也是十分必要的。此外建立三维场景时需要消耗人力物力，但是后期就不用在对这方面花费资金了，即使有的地方需要整改，也只是对细节上的变动。

（3）实现人機互动

当我们建立好三维场景后，抢修人员进入到相应的三维场景中，其中的设备、人物都可以使用虚拟技术和人与设备来进行扮演，在不同场景中为不同的工种人员创建不同的动作函数。在演练过程中这些动作和任务可以是回答问题也可以是进行一些操作，这种真实沉浸的场景可以为抢修人员提供更好的感受。也为演练所达成的最终效果得到最大化的体现。

四、结语

综上所述，虚拟现实技术在电力应急演练的应用，可以为各种电力事故现象以及事故所造成的后果和危害进行虚拟的反馈。抢修人员通过网络进入到虚拟场景中进行针对性的演练打破了空间上的限制，通过虚拟场景的模拟各部门多人协同，使用人机互动的方式来进行人为干预以控制的演练过程，可以有效的提高抢修人员面对事故发生的应变能力和专业能力。所以虚拟现实技术的应用能够使得我国的电网安全运行得到保障。

参考文献

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[2]李魁星.赵东波.张大鹏.虚拟现实技术在装备培训中的应用研究.（J）价值工程.2018.20.080