虚拟现实技术

带电作业是提高供电可靠性的重要手段之一，同时对作业人员的岗位操作技能的要求也高。为了克服传统电力培训中的不足，本文基于虚拟现实技术研究一种带电作业仿真培训系统。该系统包括实操训练、考核评价、资料查询和培训管理四大功能模块，并借助Quest3D、VC++6.0、3DMAX8.0等工具，通过模型建设、仿真操作及数据库建设的手段实现培训功能。多地电网公司的培训情况表明，本研究成果为带电作业相关培训提供了一种有效的培训手段。

该项目属水电数字仿真技术领域，是电力行业和虚拟现实的跨界技术创新融合与集成。项目针对水电行业大型设备复杂隐蔽性对设计制造、生产管理、运行检修维护和教育科研带来的痛难点问题，在水电设备数字化精确建模及处理、沉浸式虚拟仿真软硬件集成及应用、水电数字孪生等方面开展了研究，自主研发了基于沉浸式虚拟现实技术的智慧水电数字孪生仿真平台，建成了首套五面LED-CAVE沉浸式虚拟现实检修仿真平台。 项目成果形成电力行业检修仿真技术标准规范，填补了国内外技术空白，在水电行业生产，制造，高校，设计和科研等单位进行推广，应用于设备数字三维可视化、现场辅助检修及决策、运行维护自主检修、安全应急演练、员工培训评价、三维设计及人机功效分析等业务，具有非常高的经济社会效益，在电力行业智慧化数字化转型升级发展中具有广泛的应用前景和推广价值。

上世纪末，传统虚拟现实技术在电力行业业务中得到应用，但因其建模成本太高、建模精度较差、建模时间较长，导致电力虚拟现实仿真研究发展较缓慢，应用面很难扩大。对比传统虚拟现实建模技术，三维激光高精度实景复制技术异军突起，近年来，三维激光实景复制技术作为国际尖端技术之一，在建筑、制造、工业等智慧城市重点关注领域有着突飞猛进的发展，其精准、快速、高效的建模特征颠覆了传统三维虚拟现实建模方式。本项目团队通过借鉴分析“三维激光高精度实景复制技术”在国际上各行业的先进应用现状，结合智能电网新技术发展趋势，围绕“中国制造2025、“大云物移”、“互联网+”等先进理念，进行调研、研究、突破和创新，拓宽了虚拟现实技术在电力行业的应用场景。本团队三维实景复制展示互动技术的研究，聚焦在三大方面：快速精准的三维自动化建模、高性能的多元化三维展示方式、多类型业务应用场景。三维实景复制综合展示技术平台的构建，将形成下一代“云大物移景”新兴技术融合形态，将信息化云计算、大数据、物联网、移动应用通过实景展示互动平台融合在一起，成为“互联网+”理念的承载平台，为智能电网建设提供了优秀的辅助手段和决策平台。

随着经济发展步入新常态化和“两化深度融合”，电力企业面对电力需求增长放缓、新能源装机比重不断提高的发展环境，建立智能化电厂就是我国电厂解决发展难题的突破点。国家发改委发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，在国家能源转型的大背景下电力发展提出智能发电概念。大唐南京发电厂与南京科远智慧科技集团股份有限公司、中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东分公司以及东南大学开展产学研合作，把虚拟现实、大数据分析、人工智能等技术运用到电力生产行业，逐步完善并确立了锅炉CT、智能燃烧优化系统、三维镜像电厂、人员定位安全管理系统、远程故障诊断中心、锅炉四管诊断系统为技术核心的六个建设模块，成为国内首家开展智能化电厂研究的燃煤发电厂。本项目成果主要创新点包括研发锅炉温度场CT测量技术，实现燃烧过程三维可视化；实现超超临界大型煤粉锅炉燃烧过程的三维数值模拟，研发变煤质/负荷超超临界锅炉燃烧优化专家指导系统：利用UWB技术，采用基于接收信号时间法实现高精度定位；通过大数据分析和人工智能技术实现机组故障早期预警和诊断；通过大数据分析分析及三维建模技术，构建锅炉四管三维建模及状态三维可视化，实现泄漏预警、防磨防爆管理；采用虚拟现实技术，完成电厂三维建模；通过数字化管控平台进行统一集中管理和展示，提供管理驾驶舱，直观的监测电厂运营情况。本成果已在大唐南京发电厂两台660MW超超临界机组中应用，系统运行效果良好。本成果使用对象明确，用户数量和市厂容量庞大，项目技术及产品具有很高的的推广应用价值，可在发电厂广泛应用。