虛擬現實技術在特高壓直流技術培訓中的應用

張伊旎 李琨

摘 ? 要：隨著虛擬現實技術的不斷發展，其在電力企業特高壓直流建設過程中，得到了廣泛應用并獲得了良好的效果。特高壓直流系統主要分為四層邏輯結構，存在控制系統仿真、換流站一次場景仿真、換流站二次場景仿真3個功能模塊。該文主要具體闡述特高壓直流技術培訓中虛擬現實技術的應用優勢，并就如何高效應用虛擬現實技術提出了具體的對策，旨在為相關行業內的工作人員提供技術指導依據。

關鍵詞：特高壓直流技術;培訓;虛擬現實技術

中圖分類號： TP391.9 ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

虛擬現實簡稱VR，主要的技術核心是計算機技術，利用計算機技術在視、聽、觸感等方面生成與周圍環境相似的數字化環境，用戶借助相關裝備，能夠進入數字化環境中進行感受與體驗。對于特高壓電網而言，其主要是對各大區域的電網進行有效連接，從而實現輸電、水火電互相調節、全國電能資源優化配置等效果，是未來國家能源互聯網發展的主要方向和必然趨勢，擴大清潔能源的使用和配置范圍。此外，對于大水電基地和大煤電基地來說，特高壓直流輸電技術具有進行遠距離輸送、超大容量外送等優勢，這樣就能為智能電網的建設提供良好的保障[1]。

1 培訓系統功能應用

1.1 系統構架介紹

對于系統構架來說，其由用戶層、平臺層、應用層和支撐層構成。對于支撐層來說，其包含運行環境插件、底層軟件程序、系統硬件設施3個部分，平臺層的功能是對應用層間的信息交互和進程進行管控。應用層的功能是單獨運行每一種應用系統。對于用戶層來說，其功能是把應用層和用戶操作連在一起，且為用戶和機器的互動提供平臺。具體到特高壓直流技術培訓平臺來說，其在以用戶層為基礎的情況下進行交流站一次場景仿真、交流站二次場景仿真、運行人員管控程序仿真。培訓系統的主要構架圖如圖1所示。

1.2 運行人員控制系統仿真

運行人員控制系統簡稱OWS，主要是對特高壓直流換站流進行監控與控制，是一個監控控制的主要平臺。因此，相關運維人員對運行人員操控系統的操作流程、理論知識以及缺陷處理方法等方面都要熟練掌握。對于OWS仿真來說，其是主要的運行人員控制系統的核心仿真功能之一。以OWS為原型的運行人員控制系統能夠對±800 kV的換流站進行逐步開發。另外，對于OWS仿真培訓平臺來說，其是由SACADA架構系統、交流濾波系統、雙極直流場、占用電系統、交流場等構成，系統中運用較多的SER事件發揮的是機器運行情況檢查、功率調控、模式轉變等作用。

1.3 一次場景功能

在研發特高壓直流技術培訓平臺時，研發工作者應當了解培訓活動的實際要求，且基于該平臺所需具有的操作、觀察、漫游等性能，把該平臺的系統核心窗口工作形態分成9類，具體是放大鏡、圍欄、運行、掛牌、檢查、工具室、驗電模式、異常處理、導航圖 [2]。1）當系統啟動后，系統會自動進入運行形態，在這種形態下，操作者可對設備進行開啟刀閘與關閉刀閘的操作，達成分閘與合閘目標。2）當系統進入檢查形態之后，在這種情況下，系統可對場景進行巡查，整體剖析刀閘、開關等所有的指示信號，明確每種信號所處的狀態。3）對于導航圖模式來說，其主要功能是定位，在巡視操作模式下能夠快速定位到某一個具體的電力運行設備。4）放大鏡模式主要是對某一設備的具體部位進行仔細檢查，最高可進行5倍比例的放大觀察，能夠對開關分合閘指示狀態、變壓器等各類儀器儀表顯示的信息數據進行觀察。5）對于工具室模式來說，在該模式下，主要是選擇和穿戴如安全帽、驗電器、接電線等安全工器具。6）在異常處理模式下，能夠對學員判斷設備狀態的能力進行培訓。如果出現異常，會彈出異常處理對話框，然后學員選擇相對應的缺陷點類型和等級，并選擇有針對性地選擇解決方案，故障解決以后對缺陷類型和檢修流程進行報告。7） 掛牌模式主要是在場景中需要掛牌的位置掛上警示牌。8） 對于圍欄模式來說，其能夠在場景周圍自動生成圍欄網。9）帶電模式的功能是估判某個電力接線的帶電性質，操作者可在掌握電線屬性的前提下完成接線操作。

1.4 二次場景功能

為提升系統操作、觀察以及漫游的工作性能，系統核心窗口共計設計了驗收、測量壓板、運行、檢查、工具室、圍欄、導航圖、掛牌、異常處理、特殊操作10種運行模式，其中8種運行狀態和一次場景功能近似。另外2種運行狀態如下。1）對于特殊操作模式來說，其能夠在系統輸入操作模式下，手動輸入特殊操作內容并進行提交，然后就能在系統內產生1條最新的操作記錄，運維人員在系統調試的過程中就能夠進行相關的調試進度匯報[3]。2）測量壓板模式主要是對相關壓板進行測量，測量完成以后將相關的測量信息數據輸入系統對話框內。

2 具體應用

對于電網仿真系統來說，其大致包含報警信號、各級直流數據、OWS控制模式、交流側潮流數據等內容。其可以提升特高壓直流技術培訓程序的完備性，提升特高壓直流培訓的成效，保證參培人員嫻熟掌握有關的專業技術。

2.1 建立健全專家庫

對于特高壓直流技術培訓中虛擬現實技術工作來說，其涉及的專業領域范圍較廣、內容較多、具有較強的專業性。因此只有綜合素質水平較高且專業能力較強的人才，才能滿足研究需求，建立專業的專家團隊來開展培訓工作。一般來說，專家的高素質和高水準在一定程度上能夠推動特高壓直流技術培訓工作的順利進行。因此，建立專家庫時，要與知識淵博、經驗豐富的實戰專家進行合作，采用“師帶徒”的模式，對企業員工的業務能力進行培訓，同時還要尋求緊密型的專家，建立完善的長效機制，充分發揮專家的業務能力和經驗優勢。

2.2 特高壓直流技術培訓素材庫建設

2.2.1 系統界面設置

對于系統界面設置過程來說，其主要設置的依據是工作人員整理好的素材信息資料，在該基礎上才能設置完整的系統界面。

2.2.2 出入庫管理設置

對于出入庫管理設立來說，首先，設定過程應當提升素材入庫的科學性，基于VR技術自身的特征、數據模型、真實的運用訴求、業務模型，選取最恰當的素材類型，這樣才可以提升素材運用過程的便利性與實際成效。在素材入庫期間，應當按照素材構建的要求選擇內容，系統智能記載素材的入庫時刻、類別、負責人等有關數據，這樣才可以為后期運維提供很大的方便。其次，如果素材需出庫，應當在出庫記錄單上完整記錄，內容具體包含引用頻次、引出日期、課件名稱等，這樣能夠為后面的管護工作提供參照。

2.2.3 生命周期管理設置

隨著科學技術的不斷進步與發展，在特高壓直流技術培訓中使用虛擬現實技術，要以培訓的素材為重要依據。針對虛擬現實技術的最新研發結果，對系統素材進行不斷的調整與改善，這樣才能確保培訓的內容符合實際的需求，提高特高壓直流技術培訓過程的合理性與時效性。

2.2.4 應用設置

虛擬技術是依賴于計算機技術而生成的一個模擬環境，同時，虛擬技術存在的現實核心技術主要包括以下3個方面。1）能夠生成實時的三維立體頭像。2）實現虛擬現實最底層的立體顯示和傳感器核心技術。3）包含信息同步、數據轉化管理、模型標定等功能的系統集成技術。在特高壓直流技術培訓應用過程當中，要針對需要達到的使用需求，建立完善的業務模型，在教學設計和展現方式方面，對培訓內容進行改進，對學員進行分組，采用自由組合學習的方式，有效利用PC端、移動學習、微學習等不同的形式，完善培訓內容庫，逐漸開發特高壓直流技術系統軟件，確保軟件實現的功能與學員在日后工作過程當中規定的流程業務一一對應，這樣才能提高特高壓直流技術培訓的效率和質量，確保學員能夠熟練掌握最新的專業能力。

3 結語

綜上所述，社會經濟的快速發展提高了人們的生活水平和生活質量，同時也擴大了用戶的用電需求和規模。用戶用電需求的多樣化發展，也給電力企業的發展帶來了一定的挑戰。因此，在電力企業發展過程中，相關企業要通過開展特高壓直流技術培訓的方式，提高相關人員的專業能力，在培訓過程中充分利用虛擬現實技術，使參加培訓的人員對特高壓直流技術有更加深刻的理解，為特高壓直流技術的研發和改進奠定了良好的基礎，推動電力行業的發展。

參考文獻

[1]李偉，楊紅霞，張靜.虛擬現實技術在特高壓直流技術培訓中的應用[J].通信電源技術， 2017（6）：146-147.

[2]鄧益民.基于虛擬現實技術的特高壓輸電線路帶電作業應用研究[J].電子制作， 2016（15）：63-64.