虚拟现实技术在电力系统中的应用研究

虚拟现实技术在电力系统中的应用研究

张嘉健、马瑶、欧素敏、邵洁、许志敏、钟准、陈君

海南省电力学校  海南省海口市 570000

摘要：科学技术飞速的发展，促使我国很多创新的技术在电力系统中也有所应用，其中，虚拟现实技术对于整个电力系统的发展来说有着非常重要的作用，不仅能够在系统规划过程中起到促进作用，在运行维护以及安全保障等方面也有着重要的作用。因此，本文主要分析和研究了虚拟现实技术的主要概念以及其对电力体统安全性的提升还有成本降低起到的重要作用，以此为基础，对虚拟显示技术在电力系统中的应用进行了研究，促进电力系统的可持续发展。  

关键词：虚拟现实技术；电力系统；应用

1虚拟现实技术概述

1.1含义

虚拟现实技术(VirtualReality，VR)是一种可以让用户在计算机生成的虚拟环境中进行沉浸式交互的技术。虚拟现实技术的发展可以追溯到20世纪60年代的数据手套和和头戴式显示器，但直到近年来随着硬件设备性能的提升以及计算机图形学、人机交互等领域的不断发展，虚拟现实技术才真正成为一种重要的交互技术。目前，虚拟现实技术已经广泛应用于游戏、电影、医疗、教育等领域。在电力系统中，虚拟现实技术也被越来越多地应用于仿真模拟、设备维护、培训教育等方面，可以有效地提升电力系统的运行效率和管理水平。

2.2分类以及特点

对于虚拟现实技术来说，其主要是利用数字化技术以及计算机设备把人工建设出的虚拟场景和用户相互交换，保证用户能够有身临其境的效果。主要分为以下四类：

2.2.1图形化

利用计算机技术，对虚拟中的世界进行有效的呈现。主要的特征是操作过程比较简便，成本更加节省，但是场景还原度不够高。用户们可以利用键盘以及鼠标等等设备对虚拟的环境相互交换。

2.2.2沉浸式

此种虚拟技术是利用其它设备来进行感受的，例如手套以及头戴显示器等等，保证用户能够体验到身临其境的效果。主要特征是用户自身的体验度高，不过此项虚拟设备的成本较高，操控性繁琐。

2.2.3混合式

把虚拟的世界与现实世界相互融合，保证用户能过在其自身的真实情境中感受到虚拟世界的情况，两者之间相互互动。主要的特征就是可以体验虚拟和现实两者之间的融合效果。

2.2.4分布式虚拟现实

利用信息化以及数字化的技术保证各个不同地区的用户能够实现相互关联，并且对虚拟的世界进行统一的体验。虚拟世界是通过互联网进行连接的，计算机体系能够保证各个网络体系的互相融合。此项虚拟技术的特征主要是保证用户自身的体验感，保证用户自身能够有的实现交互联动[1]。

3虚拟现实技术在电力体系中的应用

3.1规划设计过程中的应用

对于虚拟现实的技术来说，其能够保证整个环境的多元化感受，并且进行多元化的感知，用户可以利用相关的设备对虚拟环境里面的信息进行人机互换的电力体系规划设计工作落实，虚拟这一项技术能够保证体验感的丰富性，进而保证规划设计过程中对方案的优点和缺点进行有效的判断，进而优化设计方案、三位技术设备对于电力工程规划设计过程中有着有效的应用，保证了电力工程模型建立的时候避免不利问题的出现，为整个规划设计工作提供了有效的依据。和传统话的二维设计来说，其自身更加自动化便捷化，而且避免了更多的人为失误，虚拟现实技术自身的三位模型空间感更加凸显，有效的融合交互技术能狗更加保证设备的结构化分配以及空间化使用，对带电的距离和其他的检测来说都有保障的作用，在设备使用以及工程施工之前发现问题所在，避免成本的增加，保证方案的有效性。

3.2生产过程中的运行维护检修

电力设备随着自动化的发展其也在向多元化进行发展，进而促使虚拟现实化的技术在整个电力工程的运行维护检测过程中更加重要。利用智能化和虚拟现实化两者的有效结合，并且使用交互技术的合理引用，保证运行维护以及电路保养工作的有效落实，真实的对事故发生以及演练进行有效的还原，提供相关的数据，进而保证工程的安全性能[2]。

3.2.1设备的运行和维护

自动化以及智能化技术的不断发展促使我国电力工程的检修工作对检修人员的要求有所提升，需要检修工作者通过跨区进行工作并且对不同型号的设备进行有效的操控。按照虚拟现实化技术的特征来说，利用三维模型对电力设备的运行以及检修等工作进行虚拟环境的建立，并且的设备交互的过程中对设备进行有效的管控，有利于促进检修工作者更加便捷的对各个设备的使用操控方法和运行情况进行掌控。在保证值班模式合理化的过程中加强检修工作者对各个设备的结构、操控原理以及其自身的情况、运行情况进行即使的掌握和发现，避免风险事故的增加，加强设备的有效控制。

3.2.2精确踏勘

对于电力系统来说，在其施工和检修的过程中经常会出现结构不合理或者设备自身运行状态较差的情况。对于传统化的踏勘措施来说，信息采集的时候会产生遗漏的情况或者产生踏勘重复的情况，对于先对比较偏远，而且距离较长的输电线路以及变电站来说，就会增加时间成本，工作效果不够显著。通过对虚拟现实技术对电力工程的模型进行等比例的建设，并且对场景的演练对检修的设备以及区域进行有效的定位以及距离的有效测量，保证方案的合理落实，对检修信息数据有效的提供，以此为依据对检修工作进行有效的落实，提升现场的安全性。

3.2.3应急演练

对于电力工程来说，经常会出现不同的情况，因此，应急的抢修演练是整个电力工程安全管控工作中最重要的一项。对于传统化的应急演练来说，大部分都是使用假设的方式，这样就会导致抢修工作者无法有效的对应急演练场景模拟和投入，如果演练过程中出现多个部门来落实，就会导致模拟演练过程无法有效配合。使用虚拟现实技术，就会在应急抢修演练工作中对出现的问题尽心现场的真实还原，保证演练的环境逼真，这样抢修工作者就能够全身心的投入在出现问题的场景中，保证应急演练工作的效果提升。除此之外，利用信息化技术，还可以使用多人互相协作的功能保证各个不同部门之间的有效配合，加强应急工作的有效处理。

4电网虚拟现实技术应用研究展望

对于虚拟现实技术来说，其和整个电力工程的建设进行了有效的创新，不仅能够提升电力工程的运行效果，还能够加强运行维护的水准，对社会各个方面都有所影响，为了保证其在未来的可持续发展，可以在以下几点中进行进一步的提升：

1）结合特高压等重大示范工程建设，将虚拟现实技术应用于工程虚拟规划设计、关键设备虚拟巡视及监测等多个方面，助力工程安全高效建设运行、提升工程影响力和示范效果的同时，驱动虚拟现实应用技术能力提升。2）对虚拟现实电力技术的执行工作人员进行有效的培训，并且对其教学的有效资源以及课程合理的开发，保证教学的质量，并且对教学课堂的互动性进行有效的提升，充分落实一个具备高度还原现实情况的课堂，并且保证虚拟现实技术在整个电力培训过程中的创新发展。3）产业标准不够统一的情况出现就要加强虚拟现实的有关电力技术标准体系，按照不同地区的电力体系的现实情况对其标准规范进行严格把控，保证电力工程领域的可持续化发展[3]。

结语

综上所述，对于电力系统来说，虚拟现实技术能够保障其在运行维护过程中提升设备的检查效率以及安全性能；在规划设计的过程中，可以保证电力系统规划的标准性，正确有效的评估以及精准的规划；在安全管控的过程中，能够保证电力工程虚拟环境的有效真实的还原，对相对比较危险的情况进行有效的预估，并且进行相应的演练工作，保证电力系统的安全程度提升。除此之外，虚拟现实技术还能够保证电力系统的可持续发展，为电力事业的发展提供创新型技术。所以，此项技术对于电力体系来说至关重要，也是其未来发展的重要因素之一。

参考文献

[1]王佳培.虚拟现实技术在电网领域的应用研究[J].电气时代，2021(2):62-65.

[2]王勇，戚浩金，周震杉，等.基于虚拟现实技术电力系统信息机房巡视仿真培训平台设计[J].中国高新区，2018(12):19-20.

[3]汝会通，赵继升，付学志，等.虚拟现实VR技术在变电站智能培训中的应用[J].集成电路应用，2021，38(12):224-225.