虚拟现实技术在特高压直流技术培训中的应用

张伊旎 李琨

摘   要：随着虚拟现实技术的不断发展，其在电力企业特高压直流建设过程中，得到了广泛应用并获得了良好的效果。特高压直流系统主要分为四层逻辑结构，存在控制系统仿真、换流站一次场景仿真、换流站二次场景仿真3个功能模块。该文主要具体阐述特高压直流技术培训中虚拟现实技术的应用优势，并就如何高效应用虚拟现实技术提出了具体的对策，旨在为相关行业内的工作人员提供技术指导依据。

关键词：特高压直流技术;培训;虚拟现实技术

中图分类号： TP391.9       文献标志码：A

0 引言

虚拟现实简称VR，主要的技术核心是计算机技术，利用计算机技术在视、听、触感等方面生成与周围环境相似的数字化环境，用户借助相关装备，能够进入数字化环境中进行感受与体验。对于特高压电网而言，其主要是对各大区域的电网进行有效连接，从而实现输电、水火电互相调节、全国电能资源优化配置等效果，是未来国家能源互联网发展的主要方向和必然趋势，扩大清洁能源的使用和配置范围。此外，对于大水电基地和大煤电基地来说，特高压直流输电技术具有进行远距离输送、超大容量外送等优势，这样就能为智能电网的建设提供良好的保障[1]。

1 培训系统功能应用

1.1 系统构架介绍

对于系统构架来说，其由用户层、平台层、应用层和支撑层构成。对于支撑层来说，其包含运行环境插件、底层软件程序、系统硬件设施3个部分，平台层的功能是对应用层间的信息交互和进程进行管控。应用层的功能是单独运行每一种应用系统。对于用户层来说，其功能是把应用层和用户操作连在一起，且为用户和机器的互动提供平台。具体到特高压直流技术培训平台来说，其在以用户层为基础的情况下进行交流站一次场景仿真、交流站二次场景仿真、运行人员管控程序仿真。培训系统的主要构架图如图1所示。

1.2 运行人员控制系统仿真

运行人员控制系统简称OWS，主要是对特高压直流换站流进行监控与控制，是一个监控控制的主要平台。因此，相关运维人员对运行人员操控系统的操作流程、理论知识以及缺陷处理方法等方面都要熟练掌握。对于OWS仿真来说，其是主要的运行人员控制系统的核心仿真功能之一。以OWS为原型的运行人员控制系统能够对±800 kV的换流站进行逐步开发。另外，对于OWS仿真培训平台来说，其是由SACADA架构系统、交流滤波系统、双极直流场、占用电系统、交流场等构成，系统中运用较多的SER事件发挥的是机器运行情况检查、功率调控、模式转变等作用。

1.3 一次场景功能

在研发特高压直流技术培训平台时，研发工作者应当了解培训活动的实际要求，且基于该平台所需具有的操作、观察、漫游等性能，把该平台的系统核心窗口工作形态分成9类，具体是放大镜、围栏、运行、挂牌、检查、工具室、验电模式、异常处理、导航图 [2]。1）当系统启动后，系统会自动进入运行形态，在这种形态下，操作者可对设备进行开启刀闸与关闭刀闸的操作，达成分闸与合闸目标。2）当系统进入检查形态之后，在这种情况下，系统可对场景进行巡查，整体剖析刀闸、开关等所有的指示信号，明确每种信号所处的状态。3）对于导航图模式来说，其主要功能是定位，在巡视操作模式下能够快速定位到某一个具体的电力运行设备。4）放大镜模式主要是对某一设备的具体部位进行仔细检查，最高可进行5倍比例的放大观察，能够对开关分合闸指示状态、变压器等各类仪器仪表显示的信息数据进行观察。5）对于工具室模式来说，在该模式下，主要是选择和穿戴如安全帽、验电器、接电线等安全工器具。6）在异常处理模式下，能够对学员判断设备状态的能力进行培训。如果出现异常，会弹出异常处理对话框，然后学员选择相对应的缺陷点类型和等级，并选择有针对性地选择解决方案，故障解决以后对缺陷类型和检修流程进行报告。7） 挂牌模式主要是在场景中需要挂牌的位置挂上警示牌。8） 对于围栏模式来说，其能够在场景周围自动生成围栏网。9）带电模式的功能是估判某个电力接线的带电性质，操作者可在掌握电线属性的前提下完成接线操作。

1.4 二次场景功能

为提升系统操作、观察以及漫游的工作性能，系统核心窗口共计设计了验收、测量压板、运行、检查、工具室、围栏、导航图、挂牌、异常处理、特殊操作10种运行模式，其中8种运行状态和一次场景功能近似。另外2种运行状态如下。1）对于特殊操作模式来说，其能够在系统输入操作模式下，手动输入特殊操作内容并进行提交，然后就能在系统内产生1条最新的操作记录，运维人员在系统调试的过程中就能够进行相关的调试进度汇报[3]。2）测量压板模式主要是对相关压板进行测量，测量完成以后将相关的测量信息数据输入系统对话框内。

2 具体应用

对于电网仿真系统来说，其大致包含报警信号、各级直流数据、OWS控制模式、交流侧潮流数据等内容。其可以提升特高压直流技术培训程序的完备性，提升特高压直流培训的成效，保证参培人员娴熟掌握有关的专业技术。

2.1 建立健全专家库

对于特高压直流技术培训中虚拟现实技術工作来说，其涉及的专业领域范围较广、内容较多、具有较强的专业性。因此只有综合素质水平较高且专业能力较强的人才，才能满足研究需求，建立专业的专家团队来开展培训工作。一般来说，专家的高素质和高水准在一定程度上能够推动特高压直流技术培训工作的顺利进行。因此，建立专家库时，要与知识渊博、经验丰富的实战专家进行合作，采用“师带徒”的模式，对企业员工的业务能力进行培训，同时还要寻求紧密型的专家，建立完善的长效机制，充分发挥专家的业务能力和经验优势。

2.2 特高压直流技术培训素材库建设

2.2.1 系统界面设置

对于系统界面设置过程来说，其主要设置的依据是工作人员整理好的素材信息资料，在该基础上才能设置完整的系统界面。

2.2.2 出入库管理设置

对于出入库管理设立来说，首先，设定过程应当提升素材入库的科学性，基于VR技术自身的特征、数据模型、真实的运用诉求、业务模型，选取最恰当的素材类型，这样才可以提升素材运用过程的便利性与实际成效。在素材入库期间，应当按照素材构建的要求选择内容，系统智能记载素材的入库时刻、类别、负责人等有关数据，这样才可以为后期运维提供很大的方便。其次，如果素材需出库，应当在出库记录单上完整记录，内容具体包含引用频次、引出日期、课件名称等，这样能够为后面的管护工作提供参照。

2.2.3 生命周期管理设置

随着科学技术的不断进步与发展，在特高压直流技术培训中使用虚拟现实技术，要以培训的素材为重要依据。针对虚拟现实技术的最新研发结果，对系统素材进行不断的调整与改善，这样才能确保培训的内容符合实际的需求，提高特高压直流技术培训过程的合理性与时效性。

2.2.4 应用设置

虚拟技术是依赖于计算机技术而生成的一个模拟环境，同时，虚拟技术存在的现实核心技术主要包括以下3个方面。1）能够生成实时的三维立体头像。2）实现虚拟现实最底层的立体显示和传感器核心技术。3）包含信息同步、数据转化管理、模型标定等功能的系统集成技术。在特高压直流技术培训应用过程当中，要针对需要达到的使用需求，建立完善的业务模型，在教学设计和展现方式方面，对培训内容进行改进，对学员进行分组，采用自由组合学习的方式，有效利用PC端、移动学习、微学习等不同的形式，完善培训内容库，逐渐开发特高压直流技术系统软件，确保软件实现的功能与学员在日后工作过程当中规定的流程业务一一对应，这样才能提高特高压直流技术培训的效率和质量，确保学员能够熟练掌握最新的专业能力。

3 结语

综上所述，社会经济的快速发展提高了人們的生活水平和生活质量，同时也扩大了用户的用电需求和规模。用户用电需求的多样化发展，也给电力企业的发展带来了一定的挑战。因此，在电力企业发展过程中，相关企业要通过开展特高压直流技术培训的方式，提高相关人员的专业能力，在培训过程中充分利用虚拟现实技术，使参加培训的人员对特高压直流技术有更加深刻的理解，为特高压直流技术的研发和改进奠定了良好的基础，推动电力行业的发展。

参考文献

[1]李伟，杨红霞，张静.虚拟现实技术在特高压直流技术培训中的应用[J].通信电源技术， 2017（6）：146-147.

[2]邓益民.基于虚拟现实技术的特高压输电线路带电作业应用研究[J].电子制作， 2016（15）：63-64.